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1、第五章 碳水化合物,食品学院食品化学教研室雷红涛,第五章 碳水化合物,一、可消化利用的碳水化合物 二、膳食纤维(dietary fiber)三、功能性低聚糖,一、可消化利用的碳水化合物,（一）生理功能（二）与疾病的关系（三）供应量,（一）生理功能,提供和贮存能量 参与机体组成或构成重要的生命物质调节脂肪代谢（抗生酮作用）参与肝脏的解毒功能,提供和贮存能量,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，碳水化合物在体内消化后，主要经葡萄糖的形式吸收，人体所有组织细胞都含有直接利用葡萄糖产热的酶类，葡萄糖最终的代谢产物为二氧化碳和水，每克葡萄糖可产热16.8kJ(4kcal)。,构
2、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。,参与其他营养素的代谢,糖类与机体的某些营养素尤其是蛋白质和脂肪的正常代谢关系密切。摄入充足的糖类，可以节省体内蛋白质或其他代谢物的消耗，使氮在体内的储备增加，即节约保护蛋白质的作用。脂肪在体内的正常代谢需碳水化合物参与，其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、乙酰乙酸等），产生酮血症，足量的糖类具有抗生酮作用。,解毒作
3、用,肝糖原充足可增强肝脏对某些有害物质如细菌毒素的解毒作用，糖原不足时机体对酒精、砷等有害物质的解毒作用减弱，葡萄糖醛酸直接参与肝脏解毒。,（二）糖在体内的变化,How Carbohydrates Become Glucose in the Body,2003 Wadsworth,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,（三）糖的摄入与疾病的关系,摄入糖以多糖形式（主要是淀粉）为好 乳糖不耐症,摄入糖以多糖形式（主要是淀粉）为好,摄入单糖、蔗糖过多
4、，能诱发龋齿、心血管疾病与糖尿病（有资料分析15个国家的热能、总脂肪、动物脂肪、植物脂肪、奶油、人造奶油、总蛋白、动物蛋白、蔗糖的摄入量与冠心病的关系显示，只有蔗糖与冠心病正相关。淀粉的摄入量与结肠癌的发生率呈负相关）。,乳糖不耐症,缺乏乳糖酶者可发生乳糖不耐症，患者摄入牛奶后会出现腹部胀气、腹泻，亚洲人发病率较高。“乳糖不耐”者最适宜喝酸奶，酸奶在发酵过程中，奶品中的乳糖大部分会转化成乳酸和其它有机酸。乳酸是酸奶的重要成分，它不仅赋予了酸奶清爽的口感，其所形成的细嫩的凝乳，还能抑制有害微生物的繁殖，使肠道PH降低，促进胃肠蠕动和消化液的分泌，提高矿物质的吸收率，并能止泻和抗病毒，从而有效减少
5、了“乳糖不耐”者的饮用问题。况且，乳酸菌本身也会产生大量的乳糖酶，反过来帮助人体消化乳糖。,（三）供应量,常用其可提供能量的百分比来表示，推荐摄入量不少于55%。我国建议碳水化合物的适宜摄入量为，除2岁以下的婴幼儿外碳水化合物应提供55%65%的膳食总能量，可消化利用的碳水化合物量至少275g(占热55%)，另外，建议限制纯热能食物如糖的摄入量，提倡摄入以谷类为主的多糖食物，以保障人体能量充足和营养素的需要，改善胃肠道环境和预防龋齿的需要。一碗米饭的热量约270Kcal左右,二、膳食纤维,膳食纤维指人体不能消化吸收的多糖和木质素。包括纤维素、半纤维素、木质素（聚苯丙烷）、果胶、藻胶、抗性淀粉等
6、。（一）膳食纤维的生理功能（二）膳食纤维的供给量（三）食物来源,膳食纤维来源,膳食纤维主要来源于谷、薯、豆类及蔬菜、水果等植物性食品中，植物的成熟度越高，其纤维含量也就越多。谷类加工越精细则所含的纤维越少。我国居民自古以来以植物性膳食结构为主，膳食纤维摄入量较多，对预防一些慢性病的发生有一定作用。,膳食纤维的供给量,目前暂定的膳食纤维的推荐摄入量(下表)是根据中国营养学会1999年提出的中国居民膳食指南及平衡膳食宝塔为依据。美国、英国及亚洲学者所提出的建议值为2035g/d。注：TDF：总膳食纤维，IDF：不可溶膳食纤维,（一）生理功能,通便防癌降低血清胆固醇降低餐后血糖及防止热能摄入过多吸附
7、某些化学物质 辅助治疗糖尿病保护心血管,通便防癌（防治便秘，预防大肠癌）,膳食纤维对肠壁有刺激作用，能促进肠蠕动，还具有很强的吸水性以增大粪便体积，因此利于排便，及时清除肠道内有害物质。膳食纤维能吸附由细菌分解胆酸等生成的致癌、促癌物质。肠道中的膳食纤维被微生物降解产生的短链脂肪酸如丁酸，有防止大肠粘膜细胞癌变的作用。,One way Fiber in Food May Lower Blood Cholesterol,降低餐后血糖及防止热能摄入过多,膳食纤维增加食糜的粘度使胃排空速度减慢，并使消化酶与食糜的接触减少，所以使餐后血糖升高较平稳，同时也影响其他营养物质的消化吸收。,辅助治疗糖尿病,
8、膳食纤维使糖的吸收减慢，胰岛素分泌比较平稳，所以膳食纤维对糖尿病患者有一定帮助。水溶性膳食纤维提高糖尿病动物对胰岛素的敏感性的作用比不溶性纤维显著。,糖尿病,是一种有遗传倾向的慢性代谢紊乱疾病或内分泌疾病。其内分泌改变主要是由于胰岛素分泌绝对或相对不足所引起的碳水化物、脂肪蛋白质、水及电解质的代谢紊乱。其临床表现有糖耐量低减，高血糖，糖尿和多尿，多饮，多食，消瘦乏力（三多一少）等症状。其得不到满意的治疗，易并发心血管、肾脏、眼部及神经等病变；严重病例可发生酮症酸中毒，高渗性昏迷，乳酸酸中毒以致威胁生命。但如能及早治疗，使病情控制，病人寿限可明显延长，而且能从事正常工作。,Added Sugar
9、s:Average Supply Per Personin the United States,18901996,2003 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 of added sugars each year.,2003 Wadsworth,a division of Thomson Learning,Inc.Thoms
10、on 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 license.,Regularly timed,balanced meals help hold blood glucose steady.,2003 Wadsworth,a d
11、ivision of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,保护心血管,膳食纤维少者，能量摄取多。胰岛素分泌增加，动脉容易硬化。胆汁酸在粪便中排出少，因而血浆胆固醇升高。这些都是缺血性心脏病的因素。膳食纤维摄入量与血浆胆固醇水平呈负相关。果胶、燕麦、豆类、水果、蔬菜等有降低血浆胆固醇的作用，不溶性纤维的作用不明显,正常人胰岛素对物质代谢的调节,总之，胰岛素的主要生理功能是促进合成代谢，抑制分解代谢。一旦胰岛素缺乏，物质代谢即发生紊乱。严重时出现酮症酸中毒，甚至昏迷死亡。,三
12、、功能性低聚糖（functional oligosaccharide）,（一）功能性低聚糖的生理作用（二）功能性低聚糖的摄入量（三）功能性低聚糖的膳食来源,低聚糖（寡糖）,是由210个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，分功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。功能性低聚糖现在研究认为包括水苏糖、棉子糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等。人体胃肠道内没有水解它们（除异麦芽酮糖外）的酶系统，因而它们不被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌的增殖因子。另外，这些低聚糖均带有不同程度的甜味（除
13、低聚龙胆糖外），一般甜度相当于蔗糖的30%60%，可以做为食品的调味料。,（一）功能性低聚糖的生理作用,改善肠道功能、预防疾病生成并改善营养素的吸收热值低，不引起血糖升高增强机体免疫力,整肠功能,抑制有害细菌：摄取低聚糖可使双歧杆菌增殖，双歧杆菌发酵低聚糖产生短链脂肪酸（醋酸、丙酸、丁酸、乳酸等）和一些抗菌素物质，抑制外源致病菌和肠内固有腐败菌的生长繁殖，双歧杆菌素（bifidin）能有效地抑制志贺氏杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和其他一些微生物。防便秘：大量的短链脂肪酸刺激肠道蠕动，增加粪便湿润度并保持一定的渗透压，从而防止便秘发生。防心脑血管疾病：摄取功能性低聚糖使人体肠道内菌群
14、平衡改变的结果，导致血清胆固醇水平降低，有利于防止心脑血管疾病。保护肝脏：摄入低聚糖或双歧杆菌可减少有毒代谢产物的形成，大大减轻了肝脏分解毒素的负担，进而有保护肝脏的功能。防龋齿：功能性低聚糖不能被口腔微生物特别是突变链球菌利用，不能被口腔酶液分解，因而能防止龋齿的发生。,生成并改善营养素的吸收,双歧杆菌在肠道内能合成少量的维生素B1、B2、B6、B12、烟酸和叶酸。双歧杆菌能发酵乳品中的乳糖使其转化为乳酸，解决了人们乳糖耐受性问题，同时增加了水溶性可吸收钙的含量，使乳品更宜消化吸收。,热值低，不引起血糖升高,功能性低聚糖很难或不被人体消化吸收，所提供的能量值很低或根本没有，能满足喜爱甜品的糖
15、尿病、肥胖病人、低血糖病及控制体重者的需要。,增强机体免疫力,双歧杆菌在肠道内大量繁殖能够起抗癌作用，抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和细胞外分泌物，使机体的免疫力提高。免疫调节功能试验证明摄取低聚糖能明显提高抗体的细胞数和活性。,（二）功能性低聚糖的摄入量,功能性低聚糖虽比较广泛地存在于植物性食物中，但一般人日常膳食往往达不到有效的摄入量。与其他难消化糖一样，低聚糖过量摄入也会产生胃肠胀气和腹泻。各种低聚糖的最小有效剂量和最大无作用量见下表：,（三）功能性低聚糖的膳食来源,在某些蔬菜、水果中含有天然的低聚糖，如洋葱、大蒜、葡萄、洋姜、芦笋、香蕉等含低聚果糖，大豆及一些豆类含水苏糖，甜菜中含棉籽糖，多食这类食物对各类人群都是有益的。低聚糖可以从天然物中提取，也可用微生物酶转化或水解法制造，作为功能性基料添加到食品中去，如饮料、糖果、糕点、乳制品、冰淇淋及调味料。用功能性低聚糖开发的食品已达500种，人体可从这些食品中额外补充低聚糖。,碳水化合物的分类,可利用的糖类：淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖、糖原等；不可利用的糖类：纤维素、果胶、甘露聚糖、部分低聚糖等。,Thank you!,
