第五章碳水化合物

第五章碳水化合物第1页，共36页。第一节碳水化合物的分类碳水化合物也称糖类，由C、H、O组成分类：糖单糖：葡萄糖、半乳糖、果糖（1~2）双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖

糖醇：山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇寡糖异麦芽低聚寡糖：麦芽糊精（3~9）其他寡糖：棉子糖、水苏糖、低聚果糖第2页，共36页。多糖淀粉：直链淀粉、支链淀粉、变性淀粉（≥10）非淀粉多糖：纤维素、半纤维素、果胶、亲水胶质物

第3页，共36页。一、糖㈠单糖：最简单的糖，只含一个糖分子1、D-葡萄糖：存于血液、脑脊液、淋巴液及多种植物中，是构成双糖、寡糖及多糖的单位。2、D-半乳糖（脑糖）：不游离存在，是乳糖、蜜二糖、水苏糖、棉子糖的成分；也存在于一些树胶及植物黏液中。3、D-果糖：存在于蜂蜜及多种水果中，甜度较高。第4页，共36页。㈡双糖：1、蔗糖：即白糖、红糖及砂糖。由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成，普遍存在于植物中，尤其甘蔗和甜菜。2、乳糖：由一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖组成，存在于乳汁中。3、麦芽糖：由两分子的葡萄糖组成，存在于发芽的谷粒中。第5页，共36页。㈢糖醇：1、山梨醇和甘露醇：二者为同分异构体，渗透压高，有明显脱水作用。2、木糖醇：是一种常用的甜味剂，常用于糖尿病人，甜度与蔗糖相似。3、麦芽糖醇：也是一种常用的甜味剂。第6页，共36页。二、寡糖又称低聚糖，含3~9个糖分子组成。重要的寡糖有：棉子糖、水苏糖、异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖。甜度是蔗糖的30~60%。第7页，共36页。㈠低聚果糖：又称寡果糖，由蔗糖分子的果糖残基上结合1~3个果糖组成。存在于洋葱、大蒜、香蕉等水果、蔬菜中。甜度是蔗糖的30~60%是一种可溶性膳食纤维第8页，共36页。㈡大豆低聚糖：存在于大豆中的可溶性糖。水苏糖：是由葡萄糖、果糖和两包括个半乳糖组成的四碳糖。棉子糖：是由葡萄糖、果糖和半乳糖组成的三碳糖。可作为甜味剂用于饮料、糖果及糕点中。第9页，共36页。以上两种低聚糖的保健作用：可以被肠道双歧杆菌利用，是双歧杆菌的增殖因子，调节肠道功能。具有通便作用。食用不当或过量可引起肠道不适。第10页，共36页。三、多糖多糖是由≥10个单糖分子脱水缩合并以糖苷键连接而成的高分子聚合糖。不溶于水，无甜味，不结晶、无还原性。可在酶及酸的作用下水解为单糖。

淀粉：直链淀粉、支链淀粉、糖原多糖非淀粉多糖：纤维素、半纤维素、果胶类、其它多糖第11页，共36页。（一）淀粉淀粉主要存在于谷物及根茎类植物中。由葡萄糖聚合而成。1、直链淀粉：又称糖淀粉，由几十个至几百个葡萄糖分子组成，以α-1，4糖苷键相连，因此成一条直链。分子量一万至十万。热水中可溶，与碘反应产生兰色，无还原性。直链淀粉在天然食品中占淀粉总量的19~35%。第12页，共36页。2、支链淀粉：又称胶淀粉，分子较大，由几千个葡萄糖分子组成。每25~30个葡萄糖先以α-1，4糖苷键连接许多短链，短链之间再以α-1，6糖苷键相连，因此形成结构复杂的支链。难溶于水，与碘反应产生棕色，无还原性。占食物淀粉的65~81%。第13页，共36页。3、糖原：又称动物淀粉，分子很大，由几千至几万葡萄糖分子组成。其结构与支链淀粉相似，但分支多，支链短。第14页，共36页。（二）非淀粉多糖大部分为植物细胞壁成分（占80~90%）如：纤维素、半纤维素、果胶等小部分为非细胞壁物质如：植物胶质、海藻胶类第15页，共36页。1、纤维素：由一千至一万个葡萄糖分子组成，以β-1，4糖苷键相连。分子量为20~200万。普遍存在于植物细胞壁中。人体不能消化吸收，有促进肠蠕动，利于排便。2、半纤维素：是由2~4种不同的单糖组成的杂多糖。与纤维素共同存在于细胞壁中，其生成转化而纤维素无关。第16页，共36页。3、果胶类：是一类复合多糖的总称，分子中以半乳糖为主要成分。是细胞壁和细胞间质的成分，在橘子皮、甜菜、苹果中含量丰富。食品加工中可作为凝冻剂和增稠剂。4、其他多糖：如香菇多糖、茶多糖、银耳多糖、壳聚糖、海藻多糖等，具有特殊的生理调节作用。第17页，共36页。各种糖及甜味剂的相对甜度第18页，共36页。*还原糖

生物组织中普遍存在的还原糖种类较多，常见的有葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖。它们的分子内都含有还原性基团（游离醛基或游离酮基），具有还原性，因此叫做还原糖。蔗糖的分子内没有游离的半缩醛羟基，因此叫做非还原性糖，不具有还原性。蔗糖无还原性，如何测定？第19页，共36页。第二节碳水化合物的生理功能一、提供和储存能量：膳食中可利用碳水化合物是人类最经济、最主要和最有效的能量来源肝脏储存的糖原随时分解为葡萄糖供能供能快，储存少，是神经及心肌的主要能源。每克葡萄糖可产热16.6kJ（4kcal）。适宜热比：55~65%第20页，共36页。二、构成机体的重要物质：糖是构成机体的重要物质，并参加细胞的组成和多种活动。糖和脂肪形成的糖脂是细胞膜和神经组织的重要成分；糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，是抗体、酶、激素、核酸的组成部分，具有重要的生理功能。

第21页，共36页。三、节约蛋白质作用：膳食碳水化合物不足时，体内蛋白质通过糖异生作用生成葡萄糖，提供热能；碳水化合物摄入充足，可以节省体内蛋白质。第22页，共36页。四、抗生酮作用：一方面碳水化合物提供充足的热能避免了脂肪氧化产能。另一方面脂肪在体内的正常代谢需碳水化合物参与，脂肪的代谢产物-乙酰基需与葡萄糖的代谢产物-草酰乙酸结合进入三羧酸循环，才能彻底氧化。糖类不足，脂肪氧化不完全而产生过量的酮体（丙酮、乙酰乙酸、β-羟丁酸等），产生酮血症。因此，足量的碳水化合物具有抗生酮作用。

第23页，共36页。五、解毒作用：肝糖原充足可增强肝脏对某些有害物质如细菌、毒素、酒精、砷等的解毒作用，糖原不足时机体对这些毒物的解毒作用减弱，肝脏中葡萄糖醛酸直接参与肝脏解毒。

第24页，共36页。六、增强肠道功能：非淀粉多糖如纤维素、果胶、抗性淀粉、功能性低聚糖可刺激肠道蠕动，增加结肠内发酵，有助于消化和排便。第25页，共36页。第三节碳水化合物的代谢一、碳水化合物的消化（一）口腔内的消化：唾液淀粉酶（α-淀粉酶），同时PH适宜（6.3~7.2），有氯离子催化，可将食物中的淀粉部分水解。（二）胃内的消化：胃内不含水解碳水化合物的酶，因此，碳水化合物在胃内几乎不被消化。第26页，共36页。（三）肠内的消化：1、肠腔内消化：有胰淀粉酶（α-淀粉酶），PH适宜（6.3~7.2），有氯离子催化可将淀粉水解为麦芽糖、麦芽三糖、异麦芽糖、糊精和少量葡萄糖。第27页，共36页。2、小肠黏膜细胞表面上的消化：小肠黏膜细胞表面含有大量的α-糊精酶、糖淀粉酶、麦芽糖酶、异麦芽糖酶、蔗糖酶、及乳糖酶。可将口腔、肠腔中的消化产物进一步彻底消化为葡萄糖、果糖和半乳糖。然后被小肠黏膜细胞吸收。3、结肠内消化：未被小肠消化吸收的碳水化合物，可在结肠内被细菌分解发酵，这一过程有利于双歧杆菌、乳酸杆菌的生长繁殖。第28页，共36页。二、碳水化合物的吸收碳水化合物经消化成为单糖，被小肠黏膜细胞吸收入血。吸收过程一方面是被动扩散；另一方面主动吸收。第29页，共36页。淀粉（多糖）经口腔唾液淀粉酶胃胃酸混合小肠上段胰淀粉酶分解麦芽糖、糊精肠黏膜纹状缘麦芽糖酶、糊精酶葡萄糖小肠壁主动转运（食糖）蔗糖纹状缘蔗糖酶果糖小肠壁*被动转运碳水化物的吸收过程第30页，共36页。三、碳水化合物的代谢（一）无氧分解：葡萄糖可在无氧的状态下分解，但分解不彻底，所产生能量较少。一分子的葡萄糖通过无氧酵解可产生2分子ATP。无氧酵解的生理意义：虽然产能有限，但机体在应激状态下如重体力劳动、竞赛、剧烈运动时，肌肉处于严重缺氧，此时需要糖酵解补充急需能量。第31页，共36页。（二）有氧氧化：葡萄糖可彻底氧化为CO2和H2O由于氧化彻底，产能高（一分子葡萄糖可产生36~38个ATP），能量利用率也高。所产生的二氧化碳CO2可作为一些重要物质的合成原料，如草酰乙酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸及尿素等。有氧氧化的中间产物可使糖、脂肪、蛋白质及其他物质互相转换。第32页，共36页。四、糖原的合成与分解糖原合成：体内的葡萄糖在肝脏、肌肉中合成为糖原。糖原分解：肝糖原和肌糖原当机体需要时可分解为葡萄糖。糖原的合成与分解在维持血糖恒定方面起重要作用。第33页，共36页。五、糖异生糖异生是指体内非碳水化合物合成葡萄糖或糖原的过程。如：乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等。糖异生的生理意义：（一）保持饥饿时的血糖相对稳定（二）促进肌乳酸的充分利用（三）有利于肾脏排H+保Na