1、第五章第五章 碳水化合物碳水化合物 食品學(xué)院食品化學(xué)教研室雷紅濤第五章第五章 碳水化合物碳水化合物一、一、可消化利用的碳水化合物可消化利用的碳水化合物 二、膳食纖維膳食纖維 (dietary fiber) 三、功能性低聚糖功能性低聚糖 一、可消化利用的可消化利用的碳水化合物碳水化合物 （一）（一）生理功能生理功能 （二）（二）與疾病的關(guān)系與疾病的關(guān)系 （三）（三）供應(yīng)量供應(yīng)量 （一）生理功能（一）生理功能 n提供和貯存能量能量 n參與機(jī)體組成或構(gòu)成重要的生命物質(zhì)參與機(jī)體組成或構(gòu)成重要的生命物質(zhì)n調(diào)節(jié)脂肪代謝調(diào)節(jié)脂肪代謝（抗生酮作用） n參與肝臟的解毒功能參與肝臟的解毒功能 提供和貯存能量 膳食

2、中可利用碳水化合物是人類最經(jīng)濟(jì)、最主要和最有效的能量來源，碳水化合物在體內(nèi)消化后，主要經(jīng)葡萄糖的形式吸收，人體所有組織細(xì)胞都含有直接利用葡萄糖產(chǎn)熱的酶類，葡萄糖最終的代謝產(chǎn)物為二氧化碳和水，每克葡萄糖可產(chǎn)熱16.8kJ (4kcal)。 構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì) 糖是構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)，并參加細(xì)胞的多種活動。糖和脂肪形成的糖脂是細(xì)胞膜和神經(jīng)組織的重要成分，糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的糖蛋白是抗體、酶、激素、核酸的組成部分，具有重要的生理功能。 參與其他營養(yǎng)素的代謝 糖類與機(jī)體的某些營養(yǎng)素尤其是蛋白質(zhì)和脂肪的正常代謝關(guān)系密切。攝入充足的糖類，可以節(jié)省體內(nèi)蛋白質(zhì)或其他代謝物的消耗，使氮在體內(nèi)的儲備增加，即節(jié)約保

3、護(hù)蛋白質(zhì)的作用。脂肪在體內(nèi)的正常代謝需碳水化合物參與，其代謝產(chǎn)物乙酰基需與葡萄糖的代謝產(chǎn)物草酰乙酸結(jié)合進(jìn)入三羧酸循環(huán)，才能徹底氧化，糖類不足，脂肪氧化不完全而產(chǎn)生過量的酮體（丙酮、乙酰乙酸等），產(chǎn)生酮血癥，足量的糖類具有抗生酮作用。 解毒作用 肝糖原充足可增強(qiáng)肝臟對某些有害物質(zhì)如細(xì)菌毒素的解毒作用，糖原不足時(shí)機(jī)體對酒精、砷等有害物質(zhì)的解毒作用減弱，葡萄糖醛酸直接參與肝臟解毒。 （二）糖在體內(nèi)的變化（二）糖在體內(nèi)的變化 How Carbohydrates Become Glucose in the Body2003 Wadsworth, a division of Thomson Learnin

4、g, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.（三）糖的攝入與疾病的關(guān)系（三）糖的攝入與疾病的關(guān)系 n攝入糖以多糖形式（主要是淀粉）為好攝入糖以多糖形式（主要是淀粉）為好 n乳糖不耐癥乳糖不耐癥攝入糖以多糖形式（主要是淀粉）為好攝入糖以多糖形式（主要是淀粉）為好 攝入單糖、蔗糖過多，能誘發(fā)齲齒、心血管疾病與糖尿病（有資料分析15個(gè)國家的熱能、總脂肪、動物脂肪、植物脂肪、奶油、人造奶油、總蛋白、動物蛋白、蔗糖的攝入量與冠心病的關(guān)系顯示，只有蔗糖與冠心病正相關(guān)。淀粉的攝入量與結(jié)腸癌的發(fā)生率呈負(fù)相關(guān)）。乳糖不耐癥乳

5、糖不耐癥n 缺乏乳糖酶者可發(fā)生乳糖不耐癥，患者攝入牛奶后缺乏乳糖酶者可發(fā)生乳糖不耐癥，患者攝入牛奶后會出現(xiàn)腹部脹氣、腹瀉，亞洲人發(fā)病率較高。會出現(xiàn)腹部脹氣、腹瀉，亞洲人發(fā)病率較高。n“乳糖不耐乳糖不耐”者最適宜喝酸奶，酸奶在發(fā)酵過程中，者最適宜喝酸奶，酸奶在發(fā)酵過程中，奶品中的乳糖大部分會轉(zhuǎn)化成乳酸和其它有機(jī)酸。奶品中的乳糖大部分會轉(zhuǎn)化成乳酸和其它有機(jī)酸。乳酸是酸奶的重要成分，它不僅賦予了酸奶清爽的乳酸是酸奶的重要成分，它不僅賦予了酸奶清爽的口感，其所形成的細(xì)嫩的凝乳，還能抑制有害微生口感，其所形成的細(xì)嫩的凝乳，還能抑制有害微生物的繁殖，使腸道物的繁殖，使腸道PH降低，促進(jìn)胃腸蠕動和消化液降低

6、，促進(jìn)胃腸蠕動和消化液的分泌，提高礦物質(zhì)的吸收率，并能止瀉和抗病毒，的分泌，提高礦物質(zhì)的吸收率，并能止瀉和抗病毒，從而有效減少了從而有效減少了“乳糖不耐乳糖不耐”者的飲用問題。況且，者的飲用問題。況且，乳酸菌本身也會產(chǎn)生大量的乳糖酶，反過來幫助人乳酸菌本身也會產(chǎn)生大量的乳糖酶，反過來幫助人體消化乳糖。體消化乳糖。（三）供應(yīng)量（三）供應(yīng)量 常用其可提供能量的百分比來表示，推薦攝入量不少于55%。 我國建議碳水化合物的適宜攝入量為，除2歲以下的嬰幼兒外碳水化合物應(yīng)提供55%65%的膳食總能量，可消化利用的碳水化合物量至少275g(占熱55%)，另外，建議限制純熱能食物如糖的攝入量，提倡攝入以谷類為

7、主的多糖食物，以保障人體能量充足充足和營養(yǎng)素的需要，改善胃腸道環(huán)境和預(yù)防齲齒的需要。 一碗米飯的熱量約270Kcal左右二、膳食纖維二、膳食纖維 n膳食纖維指人體不能消化吸收的多糖和木質(zhì)素。包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素（聚苯丙烷）、果膠、藻膠、抗性淀粉等。 （一）（一）膳食纖維的生理功能膳食纖維的生理功能 （二）（二）膳食纖維的供給量膳食纖維的供給量（三）（三）食物來源食物來源 膳食纖維來源n膳食纖維主要來源于谷、薯、豆類及蔬菜、水果等植物性食品中，植物的成熟度越高，其纖維含量也就越多。谷類加工越精細(xì)則所含的纖維越少。我國居民自古以來以植物性膳食結(jié)構(gòu)為主，膳食纖維攝入量較多，對預(yù)防一些慢性病的

8、發(fā)生有一定作用。 膳食纖維的供給膳食纖維的供給量量n目前暫定的膳食纖維的推薦攝入量目前暫定的膳食纖維的推薦攝入量(下表下表)是根據(jù)中國營是根據(jù)中國營養(yǎng)學(xué)會養(yǎng)學(xué)會1999年提出的中國居民膳食指南及平衡膳食寶年提出的中國居民膳食指南及平衡膳食寶塔為依據(jù)。美國、英國及亞洲學(xué)者所提出的建議值為塔為依據(jù)。美國、英國及亞洲學(xué)者所提出的建議值為2035g/d。 注：注：TDF：總膳食纖維，：總膳食纖維，IDF：不可溶膳食纖維：不可溶膳食纖維 食物種類食物種類 低能量低能量 中等能量中等能量 高能量高能量 （約（約1800kcal） （約（約2400kcal） （約（約2800kcal） 谷類谷類 蔬菜蔬菜水

9、果水果豆類及制品豆類及制品總計(jì)總計(jì)食物量食物量 TDF IDF 食物量食物量 TDF IDF 食物量食物量 TDF IDF300 10.2 6.6 400 13.6 8.8 500 16.9 11.0400 8.8 4.56 450 9.9 5.13 500 11.1 5.70100 1.7 1.14 150 2 .5 1.71 200 3.3 2.28 50 4.2 2.51 50 4.2 2.51 50 4.2 2.51 24.9 14.81 30.2 18.15 35.4 21.49（一）生理功能（一）生理功能 n通便防癌通便防癌n降低血清膽固醇降低血清膽固醇n降低餐后血糖及防止熱能攝入

10、過多降低餐后血糖及防止熱能攝入過多n吸附某些化學(xué)物質(zhì)吸附某些化學(xué)物質(zhì) n輔助治療糖尿病輔助治療糖尿病n保護(hù)心血管保護(hù)心血管通便防癌（防治便秘，預(yù)防大腸癌）通便防癌（防治便秘，預(yù)防大腸癌） 膳食纖維對腸壁有刺激作用，能促進(jìn)腸蠕動，還具有很強(qiáng)的吸水性以增大糞便體積，因此利于排便，及時(shí)清除腸道內(nèi)有害物質(zhì)。 膳食纖維能吸附由細(xì)菌分解膽酸等生成的致癌、促癌物質(zhì)。 腸道中的膳食纖維被微生物降解產(chǎn)生的短鏈脂肪酸如丁酸，有防止大腸粘膜細(xì)胞癌變的作用。 One way Fiber in Food May Lower Blood Cholesterol降低餐后血糖及防止熱能攝入過多降低餐后血糖及防止熱能攝入過多

11、膳食纖維增加食糜的粘度使胃排空速度減慢，并使消化酶與食糜的接觸減少，所以使餐后血糖升高較平穩(wěn)，同時(shí)也影響其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。 輔助治療輔助治療糖尿病糖尿病 膳食纖維使糖的吸收減慢，胰島素分泌比較平穩(wěn)，所以膳食纖維對糖尿病患者有一定幫助。水溶性膳食纖維提高糖尿病動物對胰島素的敏感性的作用比不溶性纖維顯著。 糖尿病 是一種有遺傳傾向的慢性代謝紊亂疾病或內(nèi)分泌疾病。其內(nèi)分泌改變主要是由于胰島素分泌絕對或相對不足所引起的碳水化物、脂肪蛋白質(zhì)、水及電解質(zhì)的代謝紊亂。其臨床表現(xiàn)有糖耐量低減，高血糖，糖尿和多尿，多飲，多食，消瘦乏力（三多一少）等癥狀。其得不到滿意的治療，易并發(fā)心血管、腎臟、眼部及神經(jīng)等

12、病變；嚴(yán)重病例可發(fā)生酮癥酸中毒，高滲性昏迷，乳酸酸中毒以致威脅生命。但如能及早治療，使病情控制，病人壽限可明顯延長，而且能從事正常工作。Added Sugars: Average Supply Per Personin the United States, 189019962003 Wadsworth, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.The Average U.S Citizen is provided with 100 pounds

13、of added sugars each year.2003 Wadsworth, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.Physical Activity: a key player in controlling diabetes.2003 Wadsworth, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under lice

14、nse.Regularly timed, balanced meals help hold blood glucose steady.2003 Wadsworth, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.保護(hù)心血管保護(hù)心血管 膳食纖維少者，能量攝取多。胰島素分泌增加，動脈容易硬化。膽汁酸在糞便中排出少，因而血漿膽固醇升高。這些都是缺血性心臟病的因素。膳食纖維攝入量與血漿膽固醇水平呈負(fù)相關(guān)。果膠、燕麥、豆類、水果、蔬菜等有降低血漿膽固醇的作用，不

15、溶性纖維的作用不明顯 正常人胰島素對物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié) 總之，胰島素的主要生理功能是促進(jìn)合成代謝，抑制分解代謝。一旦胰島素缺乏，物質(zhì)代謝即發(fā)生紊亂。嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)酮癥酸中毒，甚至昏迷死亡。 代謝物質(zhì)肝臟脂肪組織肌肉糖類（碳水化物）促進(jìn)糖元合成促進(jìn)糖元合成促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入脂促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入脂肪細(xì)胞肪細(xì)胞促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入肌促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入肌肉組織肉組織 激激 活葡萄糖激酶活葡萄糖激酶 激活肝糖元合成酶激活肝糖元合成酶 抑制糖元分解抑制糖元分解促進(jìn)糖酵解，供給促進(jìn)糖酵解，供給-磷磷酸甘油以合成脂肪酸甘油以合成脂肪促進(jìn)糖酵解促進(jìn)糖酵解 抑制磷酸化酶抑制磷酸化酶促進(jìn)肌糖元合成促進(jìn)肌糖元合成 抑制糖元異生抑制糖元

16、異生 脂肪促進(jìn)脂肪酸合成促進(jìn)脂肪酸合成 ，酯，酯化，化，促進(jìn)甘油三酯合成促進(jìn)甘油三酯合成 釋放甘油三酯，從而釋放甘油三酯，從而生成脂肪生成脂肪抑制脂肪分解抑制脂肪分解 蛋白質(zhì)抑制蛋白質(zhì)分解抑制蛋白質(zhì)分解 促進(jìn)肌細(xì)胞吸取氨基促進(jìn)肌細(xì)胞吸取氨基酸酸 促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)合成促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)合成三、三、功能性低聚糖功能性低聚糖（functional oligosaccharide） （一）（一）功能性低聚糖的生理作用功能性低聚糖的生理作用 （二）（二）功能性低聚糖的攝入量功能性低聚糖的攝入量 （三）（三）功能性低聚糖的膳食來源功能性低聚糖的膳食來源 低聚糖（寡糖）n是由210個(gè)單糖通過糖苷鍵連接形成直鏈或支

17、鏈的低度聚合糖，分功能性低聚糖和普通低聚糖兩大類。n功能性低聚糖現(xiàn)在研究認(rèn)為包括水蘇糖、棉子糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。人體胃腸道內(nèi)沒有水解它們（除異麥芽酮糖外）的酶系統(tǒng)，因而它們不被消化吸收而直接進(jìn)入大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌的增殖因子。另外，這些低聚糖均帶有不同程度的甜味（除低聚龍膽糖外），一般甜度相當(dāng)于蔗糖的30%60%，可以做為食品的調(diào)味料。 （一）功能性低聚糖的生理作用（一）功能性低聚糖的生理作用n改善腸道功能、預(yù)防疾病n生成并改善營養(yǎng)素的吸收n熱值低，不引起血糖升高n增強(qiáng)機(jī)體

18、免疫力 整腸功能整腸功能n抑制有害細(xì)菌抑制有害細(xì)菌：攝取低聚糖可使雙歧桿菌增殖，雙歧桿菌發(fā)酵：攝取低聚糖可使雙歧桿菌增殖，雙歧桿菌發(fā)酵低聚糖產(chǎn)生短鏈脂肪酸（醋酸、丙酸、丁酸、乳酸等）和一些抗低聚糖產(chǎn)生短鏈脂肪酸（醋酸、丙酸、丁酸、乳酸等）和一些抗菌素物質(zhì)，抑制外源致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌的生長繁殖，雙歧菌素物質(zhì)，抑制外源致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌的生長繁殖，雙歧桿菌素（桿菌素（bifidinbifidin）能有效地抑制志賀氏桿菌、沙門氏菌、金黃）能有效地抑制志賀氏桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和其他一些微生物。色葡萄球菌、大腸桿菌和其他一些微生物。n防便秘防便秘：大量的短鏈脂肪酸刺激腸道蠕

19、動，增加糞便濕潤度并：大量的短鏈脂肪酸刺激腸道蠕動，增加糞便濕潤度并保持一定的滲透壓，從而防止便秘發(fā)生。保持一定的滲透壓，從而防止便秘發(fā)生。n防心腦血管疾病防心腦血管疾?。簲z取功能性低聚糖使人體腸道內(nèi)菌群平衡：攝取功能性低聚糖使人體腸道內(nèi)菌群平衡改變的結(jié)果，導(dǎo)致血清膽固醇水平降低，有利于防止心腦血管疾改變的結(jié)果，導(dǎo)致血清膽固醇水平降低，有利于防止心腦血管疾病。病。n保護(hù)肝臟保護(hù)肝臟：攝入低聚糖或雙歧桿菌可減少有毒代謝產(chǎn)物的形成，：攝入低聚糖或雙歧桿菌可減少有毒代謝產(chǎn)物的形成，大大減輕了肝臟分解毒素的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而有保護(hù)肝臟的功能。大大減輕了肝臟分解毒素的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而有保護(hù)肝臟的功能。n防齲齒防齲齒：

20、功能性低聚糖不能被口腔微生物特別是突變鏈球菌利：功能性低聚糖不能被口腔微生物特別是突變鏈球菌利用，不能被口腔酶液分解，因而能防止齲齒的發(fā)生。用，不能被口腔酶液分解，因而能防止齲齒的發(fā)生。 生成并改善營養(yǎng)素的吸收 n雙歧桿菌在腸道內(nèi)能合成少量的維生素B1、B2、B6、B12、煙酸和葉酸。雙歧桿菌能發(fā)酵乳品中的乳糖使其轉(zhuǎn)化為乳酸，解決了人們?nèi)樘悄褪苄詥栴}，同時(shí)增加了水溶性可吸收鈣的含量，使乳品更宜消化吸收。 熱值低，不引起血糖升高n功能性低聚糖很難或不被人體消化吸收，所提供的能量值很低或根本沒有，能滿足喜愛甜品的糖尿病、肥胖病人、低血糖病及控制體重者的需要。 增強(qiáng)機(jī)體免疫力n雙歧桿菌在腸道內(nèi)大量繁殖能夠起抗癌作用，抗癌作用歸功于雙歧桿菌的細(xì)胞、細(xì)胞壁成分和細(xì)胞外分泌物，使機(jī)體的免疫力提高。免疫調(diào)節(jié)功能試驗(yàn)證明攝取低聚糖能明顯提高抗體的細(xì)胞數(shù)和活性。 （二）功能性低聚糖的攝入量（二）功能性低聚糖的攝入量n功能性低聚糖雖比較廣泛地存在于植物性食物中，但一般人日常膳食往往達(dá)不