李旭碳水化合物.ppt

第三节 碳水化合物,本 节 主 要 内 容,二 碳水化合物的生理功能,一 碳水化合物的介绍及分类,三 食品加工对碳水化合物的影响,是由c、h、o三种元素组成的一类化合物，是自然界中含量最大的一类化合物，植物可达干重的80%以上。是供给人体所需能量最重要、最快速和最廉价的物质。,（一）、碳水化合物的概念,一般可用通式cn（h2o）m表示,水果 10% 牛奶 3% 蔬菜 0.5%,各类食物碳水化合物的含量,谷类 75%-80%,豆类 25%-30%,薯类 15%-30%,水果 10%,（二）碳水化合物的分类,1、单 糖,指分子结构最简单，通常情况下再也不能被分解的糖类。 一般不经过消化道分解，在小肠中可以直接被人吸收。 常见单糖有：葡萄糖、果糖和半乳糖。,葡萄糖是最常见的糖，也是世界上最丰富的有机物，构成寡糖和多糖的基本单位。葡萄糖是糖类中甜度适中的糖。它在植物性食物中含量比较丰富，水果中含量最多，能直接被人体吸收。,1.1 葡萄糖,果糖通常与蔗糖共存在于水果汁及蜂蜜中，苹果机番茄中含量亦较多，在糖类中，果糖是天然碳水化合物中甜味最高的糖，甜度是蔗糖的1.1-1.5倍。 果糖的口服吸收比葡萄糖慢，但吸收或静脉给药后在体内代谢比葡萄糖快。进入人体后，先在肝脏转变为肝糖，再转化为葡萄糖，也有一部分转变为糖原、乳酸和脂肪。机体吸收利用不依赖胰岛素，对血糖影响小，适合于葡萄糖代谢紊乱及肝功能不全的患者补充能量。,1.2 果糖,几乎全部以结合形式存在。它是乳糖、水苏糖、棉子糖等的组成成分之一。在人体中先转变为葡萄糖后才被利用，半乳糖是由乳糖转化而来。乳中和脑髓里都有半乳糖成分，是神经组织的重要成分。,1.3 半乳糖,低聚糖又称寡糖，是由2-10个单糖分子聚合而成的糖类。 在低聚糖中，有一部分能被人体中的酶分解成单糖，被人体吸收，还有一部分是不能被人体中的酶分解，人体对它难以消化吸收，其甜度通常只有蔗糖的30%-60%。,2、低 聚 糖,2.1蔗糖,俗称白糖、砂糖或红糖，是广泛存在于植物中 的二糖，利用光合作用的植物每个部分都含有蔗糖。 在甘蔗、甜菜等食物中含量尤为丰富，现在的白砂 糖就是从甘蔗或甜菜中提取的。,g,蔗糖对健康的影响： 糖尿病人的饮食中将蔗糖列为禁止食用，因为蔗糖有 较高的血糖和胰岛素应答水平。 可以造成龋齿，蔗糖易于发酵的物质可以溶解牙釉质 和矿物质，对牙齿造成伤害。,2.2 麦芽糖,1,4,d-葡萄糖,麦芽糖是淀粉的基本组成单位，可以说淀粉是麦芽糖的高聚物。用淀粉酶水解淀粉可以得到 麦芽糖，其甜度低于蔗糖，是饴糖的主要成分。 对人体的作用就是提供能量。,d-半乳糖,d-葡萄糖,-1,4,2.3 乳糖,来源：乳糖存在于各种哺乳动物的乳汁中，人乳中含 乳糖5%-8%。乳糖的甜味只有蔗糖的70%，有些水果也 含有乳糖。 代谢：人体小肠中乳糖酶可将乳糖水解为半乳糖和 葡萄糖。,乳糖不耐症？,定义：是由蔗糖分子的果糖残基上结合1-3个果糖而组成。低聚果糖主要存在于日常食用的水果、蔬菜中。难以被人体消化吸收，被认为是一种水溶性膳食纤维。,作用 1、调节体内菌群的平衡 2、降低血脂 3、促进钙物质的吸收和肠内有毒废物的排出,2.4 低聚果糖,是存在于大豆中的可溶性糖的总称。 主要成分：水苏糖、棉籽糖和蔗糖。 特性：甜度：接近蔗糖，为其70%；功能：很低， 能量为蔗糖的一半；热稳定性：好，140不分解。,2.4 大豆低聚糖,功能,超过10个以上单糖分子聚合而成，通常几百到几千个单糖分子组成。 多糖在性质上与单糖和低聚糖不同，一般不溶于水，无甜味，也不能被人体直接吸收，必须在酶的作用下，在肠胃中分解成单糖，才能被我们身体利用。 多糖分为淀粉和非淀粉多糖。,3、多 糖,淀粉是人类的主要食物，广泛存在于谷类、根茎类和种子中，是自然界多糖存在的主要存在形式之一。 淀粉为白色粉状物质，分子量一般都很大，不溶于冷水、乙醇、有机溶剂，在热水中形成胶体。 淀粉由葡萄糖聚合而成，分为直链淀粉和支链淀粉。前者易使食物老化，后者易使食物糊化。,3.1 淀粉,3.1.1直链淀粉 由几十个至几百个葡萄糖分子构成，分子量为1万至10万。在热水中可以溶解，与碘产生蓝色反应，一般不显还原性。天然食品中，直连淀粉含量较少，仅占淀粉成分的19%-35%。,3.1.2 支链淀粉 又称胶淀粉，分子相对较大，一般由几千个葡萄糖残基组成，支链淀粉难溶于水，支链淀粉遇碘产生棕色反应。在食物淀粉中，支链淀粉含量较高，一般占65%-81%。愈糯的支链淀粉越多。,天然淀粉的直、支链淀粉含量,3.1.3 糖原 是存在动物体中的多糖，主要于动物的肝和肌肉中合成并储存，故又称动物淀粉，在人体中新陈代谢中，糖原占着重要地位。糖原结构与支链淀粉相似，其分子很大，一般由几千个至几万个葡萄糖残基组成。 糖原的生理功能很大，它是糖的储存形式，肝脏的糖原可分解为葡萄糖，通过血液运送到各组织利用，肌肉中糖原为肌肉收缩所需能源。 。,80%-90%的非淀粉多糖是由植物细胞壁成分组成，包括纤维素、半纤维素、果胶等，即以前概念中的膳食纤维。其他是非细胞壁物质如植物胶质、海藻胶类等。 在膳食纤维一课中具体讲述。,3.2 非淀粉多糖,1.供能和储存能量 2.节约蛋白质 3.构成组织与生命的重要物质 4.解毒作用 5.具有抗生酮作用,生理功能,碳水化合物是人类获取能量的最经济和最主要 的来源，人体健康所需要的能量中，55%-65%由碳水 化合物提供。每克葡萄糖在体内氧化可以产生16.7kj （4kcal）的能量。 糖原是肌肉和肝脏碳水化合物的储存形式，肝脏 约储存机体内1/3的糖原。一旦机体需要，肝脏中的 糖原即将分解为葡萄糖以提供能量。尤其是红细胞、 脑和神经组织提供能量，肌肉的糖原只提供自身的 能量需要。,“吃糖能缓解疲劳”,1、供能和储存能量,碳水化合物是构成机体的重要物质，并参与细胞 的许多生命活动，碳水化合物存在于每个细胞中，其 含量约为2%-10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的 形式存在。如糖脂是细胞膜与神经组织的结构成分之 一，对维持神经组织系统的技能活动有特别作用；糖 蛋白是一些具有重要生理功能的物质，如抗体、激素 和酶的组成成分；脱氧核糖是核酸的重要组成成分。,2、构成组织及重要的生命物质,机体需要的能量，主要是由碳水化合物提供。食 物中如碳水化合物不足，机体不得不从蛋白质取 得能量，通过糖异生租用动用蛋白质以产生葡萄 糖从而供给能量。因为能量需要量的迫切超过其 他营养素。如要最大限度地把氨基酸用于蛋白质 合成，在摄取必需氨基酸的同时，一定要有足够 的碳水化合物供应。,3、节约蛋白质作用,4、解毒作用,经糖生成的葡萄糖醛酸是体内一种重要的结合解毒剂，在肝脏中能与许多有害物质如细菌毒素、酒精、砷等结合，以消除或减轻这些物质的毒性或生物活性，从而起到解毒作用。,喝完酒后，是不是会选择吃点水果 或者喝点果汁、蜂蜜水呢？,5、具有抗生酮作用,酮体是酸性物质，血液中酮体浓度过高会发生酸中毒。脂肪代谢过程中必须有碳水化合物存在才能完全氧化而不产生酮体。,三、食品加工对碳水化合物的影响,1.淀粉水解 2.淀粉的糊化与老化 3.焦糖化作用 4.美拉德反应,1.淀粉水解,工业上常通过淀粉水解来生产各种化工原料。常用的生产方法有酸法和酶法。 根据淀粉的水解程度度的不同： 可得到糊精、淀粉糖浆、果葡糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等。,糊化概念：在一定温度下,淀粉粒在水中发生膨胀, 由紧密的通过h键结合的胶束加热后溶解为空隙加大、胶束崩溃的溶液，形成粘稠的糊状胶体溶液的过程。,2.淀粉的糊化与老化,淀粉结构,2,糖、脂肪,1,温 度,3,4,淀粉糊化的影响因素,2）淀粉的老化,老化：经过糊化的淀粉在室温或更低的温度下放 置后会变成不透明甚至凝结的状态，亲水力下降， 不易消化。 这是由于糊化后得到淀粉分子在低温下又自动排 列成序，相邻分子间的氢键又逐步恢复形成致密、 高度结晶状态。,老化的影响因素,1、温度： 24，淀粉易老化 60或 -20 ，不易发生老化 2、含水量： 含水量3060%易老化； 含水量过低（10%）或过高，均不易老化； 3、结构： 直链淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化； 淀粉改性后，不均匀性提高，不易老化。,老化的影响因素,4、共存物的影响： 脂类和乳化剂可抗老化，多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。 5、ph值： 10，老化减弱 6、其他因素： 淀粉浓度，某些无机盐对老化也有一定程度影响,糊化与老化的关系,生淀粉 化 熟淀粉 淀粉 化 淀粉,糊化,老化,方便食品制作原理,（1）提高食品制作过程中淀粉的化程度。 （2）在较长的时间内不易老化。,3、焦糖化反应,1、定义： 糖类尤其是低聚糖，在没有含氮化合物存在的情况下，加热到熔点以上（140-170），糖脱水产生的褐变。,2、影响因素,糖类熔点越低，ph越高，焦糖化越容易发生。产物主要是焦糖和挥发醛酮等。,四、焦糖化作用,三个阶段： （1）从蔗糖熔融开始，有一段时间的起泡，蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，形成的产物无甜味有温和的苦味； （2）继续加热，第二次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，形成焦糖酐，熔点为138，有苦味； （3）焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯，继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。,4、美拉德反应,美拉德反应又称羰氨反应，即指羰基与氨基经缩合，聚合生成类黑色素的反应。,美拉