第四节碳水化合物

1、 第四节第四节 碳水化合物碳水化合物(carbohydrate)(carbohydrate)概念：概念：多羟基醛多羟基醛或或多羟基酮多羟基酮以及水解后能生成多羟基以及水解后能生成多羟基 醛或多羟基酮的化合物。醛或多羟基酮的化合物。 碳水化合物由碳水化合物由c c、h h、o o三种元素组成，最初发三种元素组成，最初发现分子中现分子中h h和和o o的比例是的比例是2 2：1 1，用通式，用通式cn(h2o)mcn(h2o)m表示，表示，故称为碳水化合物。碳水化合物是人类能量最主要、故称为碳水化合物。碳水化合物是人类能量最主要、最经济的来源。最经济的来源。碳水化合物碳水化合物hhohohhohc

2、h2ohchoch2ohhhohohhohc=och2ohhhhohohhohch2ohohchohhohch2ohch2ohcho核糖核糖 2-2-脱氧核糖脱氧核糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 戊戊醛醛糖糖 己己醛醛糖糖 己己酮酮糖糖 分类分类 生理功能生理功能 代谢代谢 膳食参考摄入量膳食参考摄入量一、单糖一、单糖二、二、双糖双糖三、寡糖三、寡糖 四、多糖四、多糖 碳水化合物分类碳水化合物分类一、单糖一、单糖是最简单的糖类化合物是最简单的糖类化合物 。它是构成双糖、低聚它是构成双糖、低聚糖、糖、多糖的基本单位。多糖的基本单位。 据据单糖单糖分子中所含碳原子数，可分为分子中所含碳原子数，可分为

3、丙糖、丁糖、戊糖、己糖等；丙糖、丁糖、戊糖、己糖等； 据分子中含有醛基或酮基可分为据分子中含有醛基或酮基可分为 醛糖、酮糖醛糖、酮糖 自然界中存在的单糖主要有：自然界中存在的单糖主要有： 己糖己糖 戊糖戊糖 1. 葡萄糖：葡萄糖： 它是在人类空腹时唯一游离存在的六它是在人类空腹时唯一游离存在的六碳糖。天然食品中比较少。甜味有清凉感，碳糖。天然食品中比较少。甜味有清凉感，这是由于这是由于葡萄糖葡萄糖有较大的负溶解热，吸收有较大的负溶解热，吸收口腔中的能量。口腔中的能量。 2 2果糖果糖 主要存在于水果和蜂蜜中。高果糖玉米糖主要存在于水果和蜂蜜中。高果糖玉米糖浆中含果糖可达到浆中含果糖可达到404

4、0-90-90，是饮料、糖，是饮料、糖果、蜜饯生产的重要原料。由于果糖甜度高果、蜜饯生产的重要原料。由于果糖甜度高于蔗糖和葡萄糖，达到同样甜度时能量低于于蔗糖和葡萄糖，达到同样甜度时能量低于蔗糖。蔗糖。4 4其它单糖其它单糖 动植物食物中还有少量的戊糖。如核糖动植物食物中还有少量的戊糖。如核糖 、脱氧核糖脱氧核糖 ，这些糖在动物体内可以合成，这些糖在动物体内可以合成。在一些水果和根、茎类蔬菜中还有阿拉伯在一些水果和根、茎类蔬菜中还有阿拉伯糖和木糖。糖和木糖。3 3半乳糖半乳糖 它是乳糖的组成成分；很少以单糖的形式它是乳糖的组成成分；很少以单糖的形式存在于食品之中存在于食品之中。5.5.糖醇类物

5、质：糖醇类物质： 果蔬中，还有少量的糖醇类物质如木果蔬中，还有少量的糖醇类物质如木糖醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇等。糖醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇等。糖醇类是糖类加氢，使醛基变为醇基而糖醇类是糖类加氢，使醛基变为醇基而生成。生成。 其吸收较慢，食后不使血糖迅速其吸收较慢，食后不使血糖迅速上升；不引起龋齿；热值也低上升；不引起龋齿；热值也低。二、双糖二、双糖 由两分子单糖缩合而成。常由两分子单糖缩合而成。常见存在于食品中的双糖有蔗糖见存在于食品中的双糖有蔗糖 、乳糖和麦芽糖乳糖和麦芽糖 。1 1蔗糖蔗糖 由一分子葡萄糖和一分子果糖构由一分子葡萄糖和一分子果糖构成。甘蔗、甜菜和蜂蜜中含量较多。成。

6、甘蔗、甜菜和蜂蜜中含量较多。 提供纯正愉悦的甜味，在炖烧菜提供纯正愉悦的甜味，在炖烧菜肴中还具有促进肴中还具有促进美拉德反应美拉德反应而增色增而增色增香的作用。香的作用。日常食用的白糖、红糖主要成分是蔗糖：日常食用的白糖、红糖主要成分是蔗糖：主要由甘蔗或甜菜中提取的。是食品中甜味主要由甘蔗或甜菜中提取的。是食品中甜味的主要来源。的主要来源。白砂糖：白砂糖： 纯度纯度9999以上；以上；绵白糖：绵白糖： 纯度纯度9696，此外含有少量葡萄糖、，此外含有少量葡萄糖、果糖、麦芽糖，其吸湿性较强，易结块。果糖、麦芽糖，其吸湿性较强，易结块。红糖：红糖： 84848787，其中含水分，其中含水分2 27

7、 7，有少量果糖和葡萄糖，以及较多的矿物质。有少量果糖和葡萄糖，以及较多的矿物质。其褐色来自美拉德反应和酶促褐变所产生其褐色来自美拉德反应和酶促褐变所产生的类黑素。的类黑素。 麦芽糖是由两分子葡萄糖缩合脱水而成。淀麦芽糖是由两分子葡萄糖缩合脱水而成。淀粉在酶的作用下可降解生成大量的麦芽糖，糖粉在酶的作用下可降解生成大量的麦芽糖，糖酒工业大量使用麦芽中淀粉酶就是这个目的。酒工业大量使用麦芽中淀粉酶就是这个目的。 3乳糖乳糖 乳糖是由葡萄糖和半乳糖缩合脱水而成，乳糖是由葡萄糖和半乳糖缩合脱水而成，主要存在于奶及奶制品中。乳糖约占鲜奶的主要存在于奶及奶制品中。乳糖约占鲜奶的5，占奶类提供的总能量的，

8、占奶类提供的总能量的3050。2麦芽糖麦芽糖 三三. .寡糖：寡糖： 由由3 39 9个单糖构成的一类小分子多糖。个单糖构成的一类小分子多糖。较重要的寡糖是棉籽糖（蜜三糖）和水苏较重要的寡糖是棉籽糖（蜜三糖）和水苏糖糖 。棉籽糖和水苏糖棉籽糖和水苏糖 不能被肠道消化酶消化吸收;可被肠道细菌代谢，产生气体和其它产物，造成胀气，因此必须进行适当加工以减小其不良影响;可被肠道有益细菌所利用，促进这类菌群的增加。 糖、糖浆、糖醇的相对甜度糖、糖浆、糖醇的相对甜度 糖糖 甜度甜度 蔗糖蔗糖 100100 葡萄糖葡萄糖 70 70 果糖果糖 115115170(170(取决于尝试时温度取决于尝试时温度)

9、) 乳糖乳糖 2020 麦芽糖麦芽糖 4040 葡萄糖浆葡萄糖浆 30306060高果糖玉米糖浆高果糖玉米糖浆 100100150(150(取决于果糖含量取决于果糖含量) ) 山梨醇山梨醇 60607070 麦芽糖醇麦芽糖醇 9090 木糖醇木糖醇 9090 甘露糖醇甘露糖醇 7070 乳糖醇乳糖醇 3535 四四.多糖多糖 由由 10单糖组成的大分子糖为多糖。单糖组成的大分子糖为多糖。 1.可被消化吸收可被消化吸收 2.不能消化吸收不能消化吸收 淀粉淀粉 纤维素纤维素 糊精糊精 半纤维素半纤维素 糖原糖原 果胶果胶 1. 能被消化吸收的多糖能被消化吸收的多糖 淀粉：淀粉：它占膳食中碳水化合物

10、绝大部分，葡萄糖聚它占膳食中碳水化合物绝大部分，葡萄糖聚合而成。合而成。 据聚合方式据聚合方式: 直链淀粉直链淀粉 支链淀粉支链淀粉 i2 蓝色蓝色 棕色棕色 这类碳水化合物在人的消化道分解为麦芽糖这类碳水化合物在人的消化道分解为麦芽糖与葡萄糖。与葡萄糖。抗性淀粉：抗性淀粉：世界粮农组织下的定义是世界粮农组织下的定义是指指：不被健康人体小肠所不被健康人体小肠所吸收的淀粉及其降解产物的总称。吸收的淀粉及其降解产物的总称。抗性淀粉分类：抗性淀粉分类： 粮食加工中由物理形态变化所形成的品种，粮食加工中由物理形态变化所形成的品种，如半熟及未碾碎的谷物等；某些食物的天然形态，如半熟及未碾碎的谷物等；某些

11、食物的天然形态，如对抗淀粉酶的生土豆和青香蕉等；化学结构改如对抗淀粉酶的生土豆和青香蕉等；化学结构改变造成的变性或者老化的淀粉；经过特殊工艺加变造成的变性或者老化的淀粉；经过特殊工艺加工或基因改造，导致食物中增加的抗性淀粉等。工或基因改造，导致食物中增加的抗性淀粉等。 糊精：糊精： 是淀粉的降解产物，含少数葡萄糖单位，甜度是淀粉的降解产物，含少数葡萄糖单位，甜度低于葡萄糖，因甜度不高且易吸收利用，可以用于低于葡萄糖，因甜度不高且易吸收利用，可以用于临床病人食用。临床病人食用。糖原（动物性淀粉）：糖原（动物性淀粉）： 主要储于动物肝脏和肌肉；主要储于动物肝脏和肌肉； 量小；量小； 由由3 3千到

12、千到6 6万个葡萄糖单位构成，有许多侧链；具水溶性；万个葡萄糖单位构成，有许多侧链；具水溶性； 在酶的作用下分解为葡萄糖。在酶的作用下分解为葡萄糖。2.2.不能消化吸收的多糖：不能消化吸收的多糖：这类多糖在营养上属这类多糖在营养上属于膳食纤维的范畴。尤其以纤维素为主。于膳食纤维的范畴。尤其以纤维素为主。纤维素：纤维素： 加热也不溶水，但能吸水膨润；结构加热也不溶水，但能吸水膨润；结构与淀粉相似，只是与淀粉相似，只是1,41,4糖苷键连接，不能糖苷键连接，不能被人类消化被人类消化 ；草食动物能分解纤维素；人；草食动物能分解纤维素；人的大肠中也有少量细菌能发酵纤维素；纤维的大肠中也有少量细菌能发酵

13、纤维素；纤维素是植物的支持组织，人类膳食中的纤维素素是植物的支持组织，人类膳食中的纤维素只来自植物性食品。只来自植物性食品。半纤维素半纤维素 与纤维素往往共存。常见的半纤维素与纤维素往往共存。常见的半纤维素包括戊聚糖包括戊聚糖 、木聚塘、阿拉伯聚糖等，它、木聚塘、阿拉伯聚糖等，它在结肠可被微生物作用而分解。在结肠可被微生物作用而分解。木质素：木质素： 使植物木质化的物质，使植物木质化的物质，它不属于多糖它不属于多糖而是芳香族苯丙烷化合物聚合体。而是芳香族苯丙烷化合物聚合体。人和动人和动物均不能消化。物均不能消化。果胶类物质：果胶类物质： 它不是纤维状它不是纤维状 而是无定形的物质，存而是无定形

14、的物质，存在于果蔬的软组织中在于果蔬的软组织中 。可在热溶液中溶解。可在热溶液中溶解。 果胶分解后可以形成甲醇和果胶酸。果胶分解后可以形成甲醇和果胶酸。这就是为什么过熟或腐烂的水果中、各类这就是为什么过熟或腐烂的水果中、各类果酒中甲醇含量较多的原因。果酒中甲醇含量较多的原因。 在食品加工中，常用果胶作为增稠剂在食品加工中，常用果胶作为增稠剂制作果冻、果酱、色拉调料、冰淇淋等。制作果冻、果酱、色拉调料、冰淇淋等。 碳水化合物的碳水化合物的生理功能生理功能 一、体内碳水化合物的功能一、体内碳水化合物的功能 二、食物碳水化合物的功能二、食物碳水化合物的功能一、体内碳水化合物的功能一、体内碳水化合物的

15、功能 人体内碳水化合物有三种存在形式：人体内碳水化合物有三种存在形式：葡萄糖、糖原和含糖的复合物，其功能与葡萄糖、糖原和含糖的复合物，其功能与其存在形式有关。其存在形式有关。 1. 贮存和提供能量贮存和提供能量 2.是机体和重要生命物质构成成分是机体和重要生命物质构成成分 3.节约蛋白质作用节约蛋白质作用 4.抗生酮作用抗生酮作用5.5.解毒作用解毒作用1贮存和提供能量贮存和提供能量 糖原：糖原：碳水化物在机体贮存形式。碳水化物在机体贮存形式。肝糖原：肝糖原：一旦机体需要，肝脏中的糖原分解一旦机体需要，肝脏中的糖原分解为葡萄糖进入血循环，提供机体尤其是红为葡萄糖进入血循环，提供机体尤其是红细胞

16、、脑和神经组织对能量的需要。细胞、脑和神经组织对能量的需要。肌糖原：肌糖原：只供自身的能量需要。只供自身的能量需要。 饥饿饥饿12121818小时，肝糖原几乎全部分小时，肝糖原几乎全部分解而消耗。必须解而消耗。必须从膳食中不断得到补充。从膳食中不断得到补充。 2.是机体和重要生命物质构成成分是机体和重要生命物质构成成分 结缔组织：结缔组织：粘蛋白；粘蛋白； 神经组织：神经组织：糖脂；糖脂； 细胞膜表面：细胞膜表面：糖蛋白，具有信息传递功能；糖蛋白，具有信息传递功能； dnadna和和rnarna中的核糖：中的核糖：在遗传中起着重要的作用在遗传中起着重要的作用 ； 抗体、酶、激素的合成也需要碳水

17、化物的参与。抗体、酶、激素的合成也需要碳水化物的参与。3.节约蛋白质作用节约蛋白质作用 机体蛋白机体蛋白 其它含氮化合物其它含氮化合物 氨基酸池氨基酸池 分解产生分解产生 膳食蛋白膳食蛋白 糖异生作用糖异生作用4.抗生酮作用抗生酮作用 葡萄糖代谢葡萄糖代谢 脂肪分解脂肪分解乙酰基乙酰基+草酰乙酸草酰乙酸三羧酸循环三羧酸循环coco2 2+ h+ h2 2o o 草酰乙酸草酰乙酸 碳水化合物碳水化合物 酮体酮体 脂肪分解脂肪分解 乙酰乙酸乙酰乙酸，-羟丁酸及丙酮酸羟丁酸及丙酮酸，这三种物质统称为酮体。这三种物质统称为酮体。 正常情况下血液中酮体浓度很低，正常情况下血液中酮体浓度很低，但糖尿病患者

18、血中可达很高水平，此但糖尿病患者血中可达很高水平，此种状况称为酮血症。种状况称为酮血症。 人体每天至少需人体每天至少需50-100g50-100g碳水化碳水化合物才可防止酮血症的产生。合物才可防止酮血症的产生。为什么碳水化物作为主要的能源为什么碳水化物作为主要的能源营养素？营养素？释放能量较快；释放能量较快；机体一些组织的主要功能物质；机体一些组织的主要功能物质；神经系统神经系统 心肌心肌 肌肉安全性。肌肉安全性。5.5.解毒作用解毒作用 在肝脏，碳水化合物经在肝脏，碳水化合物经糖醛酸途糖醛酸途径径代谢生成代谢生成葡萄糖醛酸，葡萄糖醛酸，葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸与细菌毒素、酒精、砷等结合，可消与细

19、菌毒素、酒精、砷等结合，可消除或减轻毒性。除或减轻毒性。 二、食物碳水化合物的功能二、食物碳水化合物的功能 1 1主要的能量营养素主要的能量营养素 2 2改变食物的色、香、味、型改变食物的色、香、味、型 3 3提供膳食纤维提供膳食纤维 1 1主要的能量营养素主要的能量营养素 来源广、价格便宜、安全、供能快来源广、价格便宜、安全、供能快2 2改变食物的色、香、味、型改变食物的色、香、味、型利用碳水化合利用碳水化合物的各种性质可加工出色、香、味、型各物的各种性质可加工出色、香、味、型各异的多种食品，而食糖的甜味更是食品烹异的多种食品，而食糖的甜味更是食品烹调加工中不可缺少的原料。面粉、大米、调加工

20、中不可缺少的原料。面粉、大米、粉条粉条、淀粉淀粉、糖浆、醋、酱、酒糖浆、醋、酱、酒。3提供膳食纤维提供膳食纤维 膳食纤维的特性：膳食纤维的特性：1 1）吸水性：吸水性：可溶性纤维如果胶、树胶大于不可溶性可溶性纤维如果胶、树胶大于不可溶性 纤维如麦麸等；木质素最小。肠道中粪纤维如麦麸等；木质素最小。肠道中粪 便的持水量与粪便的体积和重量呈正相关。便的持水量与粪便的体积和重量呈正相关。 2）粘稠度：粘稠度：与纤维的持水量有关。可溶性纤维的粘与纤维的持水量有关。可溶性纤维的粘 稠度高；粘稠度可使小肠内的单糖和中性稠度高；粘稠度可使小肠内的单糖和中性 氨基酸的转运速度减慢。氨基酸的转运速度减慢。3 3

21、）阳离子交换作用：阳离子交换作用：可结合二价阳离子，特别是谷类、可结合二价阳离子，特别是谷类、玉米中的纤维玉米中的纤维 。4 4）细菌发酵作用：）细菌发酵作用：a. a. 可溶性纤维可完全被细菌发酵；可溶性纤维可完全被细菌发酵；b. b. 不可溶性纤维则不易被酵解；不可溶性纤维则不易被酵解；c. c. 发酵产生的短链脂肪酸刺激肠道蠕动。发酵产生的短链脂肪酸刺激肠道蠕动。d. d. 酵解产生的物质可以被肠道细菌作为能量酵解产生的物质可以被肠道细菌作为能量来源来源，也是人类肠道益生细菌的营养物来也是人类肠道益生细菌的营养物来源。源。膳食纤维的生物学意义膳食纤维的生物学意义1.1.增强肠道功能、有利

22、于粪便排出；增强肠道功能、有利于粪便排出；粪便体积粪便体积增加和变软有利于大便的排出增加和变软有利于大便的排出；发酵产生的发酵产生的短链脂肪酸刺激肠道蠕动。短链脂肪酸刺激肠道蠕动。 膳食纤维过少，肠道蠕动缓慢，粪便少膳食纤维过少，肠道蠕动缓慢，粪便少而硬，造成便秘。排便时因便秘而使肠压增而硬，造成便秘。排便时因便秘而使肠压增加，时间一长，肠道会产生许多小的憩室而加，时间一长，肠道会产生许多小的憩室而患肠憩室炎和痔疮。患肠憩室炎和痔疮。 据报道西方国家肠憩室病患者高达据报道西方国家肠憩室病患者高达5050。2.2.对餐后血糖和胰岛素水平的影响对餐后血糖和胰岛素水平的影响 可溶性纤维溶于水后的粘稠

23、度可减少小肠对糖的可溶性纤维溶于水后的粘稠度可减少小肠对糖的吸收，使血糖不致因进食而快速升高，因此也可吸收，使血糖不致因进食而快速升高，因此也可减少体内胰岛素的释放。减少体内胰岛素的释放。3. 3. 可降低血脂；可降低血脂； 各种纤维因可吸附胆汁酸、脂肪等而使其吸各种纤维因可吸附胆汁酸、脂肪等而使其吸收率下降，也可达到降血脂的作用。收率下降，也可达到降血脂的作用。 4.4.控制体重和减肥；控制体重和减肥； 膳食纤维是低能食物，从而产生饱腹感而减少能膳食纤维是低能食物，从而产生饱腹感而减少能量摄入；缩短食物通过肠道的时间，吸收能量物量摄入；缩短食物通过肠道的时间，吸收能量物质少。质少。5.5.调

24、节肠道菌群预防结肠癌的作用。有利于调节肠道菌群预防结肠癌的作用。有利于益生菌的生长，不利于厌氧菌的生长。益生菌的生长，不利于厌氧菌的生长。6.6. 稀释肠道内有害物质的浓度及降低其吸收。稀释肠道内有害物质的浓度及降低其吸收。膳食纤维的副作用膳食纤维的副作用 腹部不适如腹部不适如 腹胀、增加产气量腹胀、增加产气量 影响蛋白质、维生素和微量元素吸收影响蛋白质、维生素和微量元素吸收 dfdf供应量：尚未订出推荐摄入量供应量：尚未订出推荐摄入量(rnis(rnis) )低能量膳食低能量膳食(1800kcal) 25g(1800kcal) 25gd d，中等能量膳食中等能量膳食(2400kcal) 30

25、g(2400kcal) 30gd d，高能量膳食高能量膳食(2800kcal) 35g(2800kcal) 35gd d。膳食纤维在谷、薯、豆类及果蔬等植物膳食纤维在谷、薯、豆类及果蔬等植物性食品中含量丰富。性食品中含量丰富。 一、碳水化合物的消化一、碳水化合物的消化 膳食中的碳水化合物膳食中的碳水化合物 主要是淀粉主要是淀粉碳水化合物的代谢碳水化合物的代谢( (一一) )口腔内消化：自口腔开始。口腔内消化：自口腔开始。 唾液中含有唾液中含有淀粉酶；淀粉酶； 能催化淀粉及糖原中能催化淀粉及糖原中11，44糖苷键。糖苷键。 但因食物在口腔中停留的时间很短，水解量不大。但因食物在口腔中停留的时间很

26、短，水解量不大。( (二二) )胃内消化：在胃中没有什么消化。胃内消化：在胃中没有什么消化。 食团入胃，其中的唾液淀粉酶可使淀粉短时水解；食团入胃，其中的唾液淀粉酶可使淀粉短时水解； 唾液淀粉酶：合适唾液淀粉酶：合适ph6-7ph6-7， ph1-2ph1-2时失活；时失活； 被胃蛋白酶水解而失活；被胃蛋白酶水解而失活； 胃液不含水解碳水化合物的酶；胃液不含水解碳水化合物的酶； 胃酸对碳水化合物也只可能有微少的水解。胃酸对碳水化合物也只可能有微少的水解。碳水化合物的消化碳水化合物的消化( (三三) )肠内消化肠内消化 主要在小肠。主要在小肠。 小肠内消化：肠腔消化和粘膜上皮细胞表小肠内消化：肠腔消化和粘膜上皮细胞表面上的消化。极少部分非淀粉多糖可在结肠面上的消化。极少部分非淀粉多糖可在结肠内发酵。内发酵。碳水化合物的消化碳水化合物的消化二、碳水化合物的吸收二、碳水化合物的吸收单糖才能被细胞吸收。