碳水化合物的营养多.ppt

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1、1,第三章 碳水化合物Carbohydrate，CHO,3.1 食物中重要的碳水化合物3.2 碳水化合物的消化、吸收和代谢3.3 碳水化合物的功能3.4 膳食纤维及其作用3.5 碳水化合物的供给与食物来源3.6 功能性碳水化合物,2,学习目的与要求,了解碳水化合物的分类及膳食地位掌握碳水化合物的生理功能了解并掌握碳水化合物适宜摄入量及来源认识功能性低聚糖、膳食纤维、活性多糖在现代膳食中的作用,3,3.1 食物中重要的碳水化合物,（一）碳水化合物的组成化学名称：多羟基酮或醛类元 素：碳、氢、氧化学通式：Cn(H2O)m,4,（二）食物中重要的碳水化合物,分类 常见种类 糖基数 水解终产物 甜度

2、食物源 单糖 葡萄糖 1 葡萄糖 74 广泛 果 糖 1 果 糖 173 瓜果 半乳糖 1 半乳糖 32 二糖 蔗 糖 2 葡萄糖、果糖 100 食糖、广泛 麦芽糖 2 葡萄糖 32 乳 糖 2 葡萄糖、半乳糖 16 乳汁多糖 淀 粉 许多 葡萄糖 0 谷物、薯、豆 糖 原 许多 葡萄糖 0 肉、肝 纤维素 许多 葡萄糖 0 蔬菜、瓜果,5,单糖,六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖五碳糖：核糖、2-脱氧核糖,是构成多种CHO的最基本单位,是天然CHO中甜度最高的糖,6,双糖,2分子单糖失水缩合后生成的糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖。（1）葡萄糖+果糖 脱水 蔗糖（2）葡萄糖+葡萄糖 脱水 麦芽糖（3

3、）葡萄糖+半乳糖 脱水 乳糖,7,多糖,（1）淀粉：是植物性贮存多糖（2）糖原：是动物细胞贮存的多糖（3）纤维素：是植物细胞壁的主要构成成分。,8,淀粉的分子结构,9,糖原的分子结构,10,肌糖原：主要供肌肉收缩时能量的需要,肝糖原：血糖的重要来源,肝脏,肌肉,11,纤维素的分子结构,12,碳水化合物分类,多糖,双糖,可消化多糖,寡糖,单糖,非消化多糖,可消化寡糖,非消化寡糖,两分子单糖,低聚糖,13,14,15,不消化的碳水化合物,不消化的糖醇：山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇不消化的寡糖（NDO)：大豆低聚糖（主要为棉子糖和水苏糖）、低聚麦芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖、低聚木糖非淀粉多糖（

4、NSP)：纤维素、半纤维素、果胶、,16,3.2 糖类的消化、吸收和代谢,食物 淀粉 蔗糖 乳糖 唾液 淀粉酶 小肠蔗糖酶 小肠乳糖酶 胰腺 麦芽糖 小肠麦芽糖酶 葡萄糖 果糖 半乳糖 糖元 脂肪 吸收 乳酸 葡萄糖CO2+H2O能量 非必需氨基酸,消化,代谢,17,淀粉,唾液淀粉酶,肠淀粉酶,麦芽糖,肠麦芽糖酶,葡萄糖,血糖,肌糖原,运动水解,运至肝脏部分细胞、合成,肝糖原,血糖浓度低时水解,运至细胞,氧化分解,CO2+H2O+能量,转变,脂肪（贮存）,18,氧化分解,CO2+H2O+能量,有氧,无氧,乳酸+能量,19,糖类消化产物的吸收,糖类吸收的主要形式是单糖葡萄糖、半乳糖和果糖人体对单

5、糖的吸收速度：D-半乳糖(110)D-葡萄糖(100)D-果糖(70)木糖醇(36)山梨醇(29)吸收方式：葡萄糖和半乳糖的吸收：主动转运果糖：易化扩散戊糖和多元醇：单纯扩散,20,糖代谢概况,葡萄糖,21,部分食物血糖生成指数,血糖指数：给予被测对象50g葡萄糖后，血葡萄糖浓度的反应与被测同量碳水化合物的对比。,22,部分食物血糖生成指数,23,血糖的来源与去路,24,3.3 糖类的生理功能,1）供给热量，维持神经系统的功能与解毒 碳水化合物的主要功能 比脂肪和蛋白质更易消化吸收，产能快，更经济 1g糖在人体内氧化可产生16.8千焦（4千卡）热能 肌肉活动的肌糖原是肌肉活动最有效的能量来源

6、脑、神经和肺组织需要葡萄糖作为能源,25,2）构成体组织 糖蛋白某些抗体、酶和激素 糖脂细胞膜、神经组织 核糖核酸遗传物质 肌肉、肝脏中有糖原（有解毒作用）血液中含有葡萄糖，血糖是神经组织的唯一能源,26,3）节省蛋白质的作用 肌体一切生命活动都是以能量为基础，当碳水化合物供能不足时，将由蛋白质、脂肪产能来弥补。即为糖类对蛋白质的保护作用 糖类增加机体ATP的合成，有利于氨基酸的活化与合成蛋白质，预防蛋白质通过糖异生作用的浪费,27,4）调节脂肪代谢,防止脂肪代谢紊乱，酮体中毒，体内脂肪的彻底分解需葡萄糖协同,乙酰乙酸 脂肪酸 乙酰CoA-羟丁酸 丙 酮 糖 草酰乙酸 CO2+H2O,28,5

7、）保肝解毒作用,葡萄糖 葡萄糖醛酸 低毒易溶物质 肝脏 螯合有毒物质 排出体外,29,6）其他,传递信息 起润滑作用 控制细胞膜的通透性加强肠道功能,30,糖类食入过量,能量食入过多 脂肪沉积 肥胖（糖尿病、高血压）甜饮料、甜点、甜果品食入过多 正餐食入量减少 营养不良（肝脏、肾脏肿大）糖在口腔中残留 细菌繁殖 腐蚀牙齿糖过多 维生素B1需要量过多 维生素B1缺乏 降低神经、肌肉活动能力，易骨折,31,3.4 膳食纤维及其作用,3.3.1 膳食中纤维素概述膳食中纤维素（粗纤维）“木质素与不能被人体消化道分泌的消化酶所消化的多糖之总称”一类非淀粉多糖化合物，纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。也有

8、人主张包括动物性的甲壳质、壳聚糖等。第七营养素,32,膳食纤维的主要成分,1）纤维素：植物细胞壁的主要结构成分，由数千个葡萄糖单位以-1,4糖苷键连接而成，为不分枝的线状均一多糖2）半纤维素：不是纤维素的衍生物存在于植物细胞壁中，是由许多分枝的、含不同糖基单位组成的杂杂多糖。木聚糖、半乳聚糖、甘露糖、阿位伯糖的多聚体。3）木质素：使植物木质化的物质。为多聚（芳香属）苯丙烷聚合物。4）果胶：果胶的组成与性质可依不同来源而异。通常其主链由半乳糖醛酸通过-1,4糖苷键连接而成.5)海藻胶：是从天然海藻中提取的一类亲水多糖胶。,33,3.3.2 食物纤维主要特征,吸水作用：膳食纤维有很强的吸水能力或结

9、合水能力增加肠疲乏道中粪团的体积，促进肠道蠕动，加快排便速度和排软便，减轻直肠压力，减少其中有害物质接触肠壁的时间粘滞作用：一些膳食纤维具有强的粘滞性，能形成粘性溶液螯合作用：螯合胆固醇，防治胆固醇血症和动脉粥样硬化阳离子交换作用：K+、Na+、Fe3+、Ca2+、Zn2+、Cu2+等阳离子都可被膳食纤维结合细菌发酵作用：酵解后产生的短链脂肪酸如乙酯酸、丙酯酸和丁酯酸均可作为肠道细菌的能量来源诱导大量好气菌群（益生菌），防止产生结肠癌,34,3.3.3 膳食纤维素的生理功能,1）促进肠道蠕动，防止便秘增加口腔咀嚼食物的时间，促进肠道消化酶的分泌吸水膨胀，增加粪便体积2）防止能量过剩和肥胖增加胃

10、内容物体积而有饱腹感缠裹脂肪、减少其消化吸收3）预防癌症：结肠癌、直肠癌刺激肠蠕动，有利排出废物，减少毒物刺激；使粪便膨松，有氧，抑制厌氧菌产生胺类致癌物质与致癌物质结合,35,3.3.3 膳食纤维素的生理功能,4）降低胆固醇，有利防止心血管病膳食纤维可结合胆酸，有降血脂作用与胆固醇结合排出5）对餐后血糖及胰岛素水平的影响降低餐后血糖升高的幅度，降低血清胰岛素水平或提高机体对胰岛素的敏感性,36,3.3.4 纤维素的不利一面,1）过多纤维含量会减少一些营养物质如蛋白质、维生素的消化吸收2）对胃肠溃疡患者，消化道有刺激作用3）有结合离子的作用，影响铁、锌、钙、镁等元素的吸收 美国FDA提倡每人摄

11、入膳食纤维25g/d，或11.5g/Mcal,37,3.3.5 食物纤维的来源及其制品,3.3.5.1 食物纤维的来源植物性食物。水果和蔬菜是人类纤维素的主要来源。食用真菌类及藻类。3.3.5.2 食物纤维制品米糠麸皮粉豌豆纤维水溶性食物纤维苹果和梨的食物纤维蕃茄粉其他,38,3.5 糖类的供给与食物来源,1）膳食中糖类的供给量一般认为应占日需热量的60%-70%。2）糖类分布极为广泛，但动物性食物含糖量甚微，而植物细胞的固体成分主要由糖组成，所以糖主要存在于植物性食物中。高糖食物食用糖、谷物、根茎类；低糖食物蔬菜、肉类；无糖食物食用油；3）糖类的主要来源是粮谷类（70-75%）和根茎类（20

12、-25%），以及谷类制品如面包、饼干、糕点等,39,碳水化合物来源,40,膳食中的适宜糖源,1）应以谷类、薯类、豆类等富含淀粉的食物为主。它们还含有蛋白质、无机盐、维生素等。2）少吃精制糖。蔗糖除了供能之外，基本不含其它营养素。过多食用会抑制食欲。与冠心病有关。,41,作业题,1.碳水化合物在营养上有何功能？2.膳食纤维分别有何生理功能？3.膳食中的糖的来源应以什么食物为主？为什么？,42,3.6 功能性碳水化合物,43,普通碳水化合物：淀粉、蔗糖等。碳水化合物，占人类膳食能量来源的4080。我国对10岁以上能量推荐摄入量为8.813.38MJd(2100-3200KCal）功能性碳水化合物:

13、随着营养学研究的深入，人们发现某些碳水化合物在增强免疫、降低血脂、调节肠道菌群、抗衰老等方面的生理功效，这些统称为功能性碳水化合物。,44,1、膳食纤维（高等植物）2、壳聚糖（动物多糖）3、活性多糖真菌多糖（微生物多糖）4、功能性低聚糖：3-9个，低聚果糖、水苏糖等5.功能性单糖,45,一.壳 聚 糖,甲壳素：几丁质、壳多糖 节肢动物（虾、蟹、昆虫）外壳中,低等植物（菌藻类、真菌）细胞壁中与纤维素结构相比：含有乙酰氨基、氨基功能基团,46,47,生理功能,1、一种膳食纤维2、降低血清胆固醇3、调节肠道菌群4、降低血压,48,应用,食品方面：1、作为膳食纤维产生生理学方面的作用2、作为添加剂改良

14、食品的物化性质3、具有抗菌作用、延长食品的货架期降低胆固醇有效摄入量克/d可添加到面条、面包、糕点、肉制品、乳制品、汤料等食品中。,49,直接食用：减肥产品等,甲壳素、葡萄糖酸亚铁、维生素E 澳大利亚的雪蟹水解率为98%，带正离子电荷，与带负电荷的脂质、脂肪及胆酸相结合，具有抗酸作用，能促进溃疡的愈合。适宜人群肥胖者、便秘、溃疡、糖尿病、高血压者。每日2次，每次1粒，早、晚餐前服用,50,51,来自植物、真菌及微生物的不少多糖，具有免疫调节功效，有的还有明显的抗肿瘤活性。另外有些植物多糖还有调节血糖的功效等。这一类多糖通称为活性多糖。如：大型真菌活性多糖、植物活性多糖。,二.活性多糖,52,真

15、菌多糖,1、香姑2、灵芝 3、猪苓4、冬虫夏草5、茯苓6、黑木耳7、银耳8、金针姑9、云芝,53,猪苓干燥菌核。,以质坚体重、外皮乌黑光润、断面洁白者为佳。猪苓隐生于地下，地上无苗，寻找较困难。据河北经验，凡生长猪苓的地方，其土壤肥沃，发黑，雨水渗透也快，小雨后地面仍显干燥。,54,茯苓具有利水渗湿功效用于水肿尿少，痰饮眩悸。如五苓散。健脾宁心功效用于脾虚食少，便溏泄泻，心神不安，惊悸失眠。如参苓白术散。,多寄生于松科植物赤松或马尾松等树根上。野生或栽培，主产于云南、湖北、四川等地。原植物形态：菌核类球形、椭圆形或不规则，直径10-30厘米或更大，常生于松树等根上。新鲜时软，干后变硬。有深褐色

16、、多皱的皮壳，内部粉粒状，白色或淡粉红色。子实体伞形。,55,药用真菌-云芝图片说明：,又称彩绒革盖菌、杂色云芝、彩绒菌、瓦菌。子实体一般小，无柄、平伏面反卷，或扇形，贝壳状，往往相互边接在一起，呈覆瓦状排列。菌盖宽1-8cm，厚 0.1-0.3cm，革质表面有细长绒毛和多种颜色组成的狭窄的同心环带，绒毛常有丝绢光彩，边缘薄，波浪状。菌肉白,56,57,58,真菌多糖的初级结构、分子大小、水溶性及构象形态等与抗肿瘤活性有关。,59,活性多糖的生理功能,增强机体免疫力是其核心、普遍功能、其它功能的基础，不同多糖在功能方面有所侧重。1、提高人体免疫能力（1）提高巨噬细胞吞噬能力，诱导白细胞介素I的

17、生成，如香茹多糖、海藻多糖等。（2）促进T细胞增殖，诱导白细胞介素II的生成，如猪苓多糖、灵芝多糖、香茹多糖、银耳多糖等（3）提高B细胞活性，增加多种抗体的分泌，强化体液免疫功能。如香茹多糖、银耳多糖。,60,2、抗肿瘤活性,（1）具有细胞毒性的多糖：直接杀死肿瘤细胞。如茯苓多糖、芸芝多糖、香菇多糖、银耳多糖等（2）作为生物免疫调节剂的多糖：通过增强机体的免疫功能而间接抑制或杀死癌细胞。多数多糖。,61,3、有其他功效,如抗衰老(与提高免疫力有关）调节血糖水平（粘多糖）降血脂、抗血栓（海带多糖、硫酸软骨素、灵芝多糖等）保护肝脏等。,62,真菌多糖在功能性食品中的应用,将上述浓缩液、菌丝体、粗糖

18、成品、纯糖产品作为活性成分添加到各种食品中，制成功能性食品。如：灵芝多糖口服液、灵芝菌丝体袋泡茶、香菇营养面包、金针菇冰淇淋等。,63,植物（活性）多糖,（一）概述 植物活性多糖不仅是一种非特异性免疫增强剂而起到抗菌、抗肿瘤、抗衰老等功效，而且还具有降血糖、降血压、降脂、抗炎等生物活性物质。大多是从中草药中提取的，种类很多。如：茶多糖、枸杞多糖、人参多糖、银杏叶多糖、党参多糖、刺五加多糖、绞股蓝多糖、酸枣仁多糖、大蒜多糖、猕猴桃多糖等。,64,1、人参多糖,作为消渴药在中医药典籍中早有记载。近来研究表明人参多糖是主要的降糖活性成分从朝鲜白参、中国红参和日本白参中分离出的21种人参多糖，均发现有

19、降血糖作用。,65,活性成分：人参根部提取物不但含有人参根中的各种单体皂甙，还含有人参多糖、人参蛋白、糖蛋白、氨基酸、人参挥发油、有机锗及微量元素等。,药理作用：人参皂甙成分可以抑制脑和肝中过氧化脂的形成，减少体内自由基的产生，兴奋中枢神经，具有抗疲劳、抗衰老和增强机体免疫力的功能；人参中糖蛋白具有抗病毒作用；人参蛋白质又有促进轴突生成增加脑细胞数量作用；人参多糖能增强机体免疫能力，可用于防治肿瘤的辅助药剂，具有明显抑制四氧化碳所致肝损伤，以及降低血糖等作用。人参对机体功能和代谢具有双向调节作用，这种双向调节主要是向着有利于机体功能恢复和加强的方向进行，即主要是改善因内部（衰老等）和外部（应激

20、、外界药物刺激等）因素引起的机体功能低下，而对于正常机体影响很小。可以预防何治疗机体功能低下，由于人参靶器官较多，尤其适用于各个器官功能开始衰退的中老年人，是其理想的保健食品。,66,2、粘多糖,从百合科、石蒜科、薯蓣科、兰科、虎耳草科、锦葵科和车前草科等植物中分离到的黏液质(Mucilage)，均具有降血糖活性。例如，车前草黏多糖圆锥绣球花树皮中分离出的多糖，山药根中分离出的山药黏多糖，都具有明显的降血糖活性,67,牛遗、牛舌、车轮菜 生于田野畦畔山埔路旁屋旁荒地。多年生草本，无茎。车前草性味甘寒，具有利水、清热、明目、祛痰的功效。主治淋病、尿血、小便不通、黄疽、水肿、热痢、泄泻、目赤肿痛、

21、喉痛等等。,68,69,山药,我国食用山药已有3000多年的历史就被誉为补虚佳品，备受称赞。据现代药学分析，山药含有丰富的淀粉、蛋白素以及胆碱、粘液质等成分。山药最大的特点是能够供给人体大量的粘液蛋白质，对人体有特殊的保健作用，能预防心血管系统的脂肪沉积，保持血管脉粥样硬化过早发生，减少皮下脂肪沉积，避免出现肥胖。,70,71,一般来说,植物多糖的活性与其相对分子质量、溶解度、黏度和化学结构有关。由于大多数降血糖多糖的结构未确定，有关其构效关系的研究文献不多。,72,在功能性食品中的应用,主要在中药制剂上1、枸杞果汁饮料配方：枸杞汁5，橙汁5，水80，砂糖10，柠檬酸（PH4.5)等原汁制备、

22、原料调配、均质、杀菌、无菌灌装、成品产品：色泽鲜红、酸甜适宜、有枸杞风味。,73,2、茶多糖奶茶,老茶提取茶多糖0.1%,奶粉或鲜奶,调配：白砂糖VM均质喷雾干燥包装、成品有茶叶和牛奶的双重风味、速溶性强,74,三.功能性低聚糖,低聚糖或称寡糖，是由39个单糖经糖苷键连接而成的低度聚合糖。,75,1、功能性低聚糖：水苏糖、棉籽糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖，人体肠道内不被消化吸收、是双歧杆菌的增殖因子。2、普通低聚糖：麦芽三糖、海藻糖，可消化吸收，不是双歧杆菌的增殖因子。除了低聚龙胆糖有苦味外，其余的都带有程度不一的甜味。,76,低聚糖的生理功效,1促使双歧杆菌的增殖 摄入低聚

23、糖可促使双歧杆菌增殖，从而抑制了有害细菌如产气荚膜梭状芽孢杆菌的生长。减少有毒发酵产物及有害细菌酶的产生，抑制病原菌和腹泻。增强免疫力，抗肿瘤，保护肝功能合成维生素、促进钙的消化吸收。,77,2低(无)能量、不会引起龋齿,很难或不被人体消化吸收，所提供的能量很低或根本没有，满足了那些喜爱甜品而又担心发胖者的要求，还可供糖尿病人、肥胖病人和低血糖病人食用。龋齿是由于口腔微生物，特别是突变链球菌侵蚀而引起的。功能性低聚糖不是这些口腔微生物作用底物，不会引起牙齿龋变。3、具有某些类似于膳食纤维的生理功效。降低血清胆固醇、预防结肠癌和便秘等。,78,功能性低聚糖在功能性食品中应用,1、作为肠道益生菌的

24、增殖因子益生素使用微生态制剂、功能性食品中,79,2、在常规食品中添加,兼作功能因子和甜味料替代品使用饮料、保健酒、酸奶糖果、糕点、面包等,80,一种含功能性低聚糖的运动饮料,维生素C 0.08-0.12 维生素 维生素 氯化钠 0.05-0.9 葡萄糖 50-55 功能性低聚糖 1.5-12 柠檬酸 0.6-1.0 食用水 850-1050,81,功能性低聚糖的膳食来源,洋葱 大蒜 葡萄 洋姜 芦笋 香蕉大豆 海藻 甜菜 马铃薯 牛蒡,82,四.功能性单糖及其衍生物,自然界中的单糖很多：G、F、木糖、甘露糖、半乳糖等根据不对称C形成的立体异构体L-糖（左手糖）：自然界很少、不被利用、没有能量

25、，生产无能量甜味剂D-糖（右手糖）：常见的都是，其中D-果糖仅一 种属于功能性单糖。,83,D-果糖,（一）特性1、甜度大，等甜度下的能量值低，可在低能量食品中应用，倍比蔗糖,最甜的异构体是-D-吡喃果糖(-D-呋喃果糖,a-D-呋喃果糖)2、代谢途径与胰岛素无关，可供糖尿病人食用。在肝脏中被二磷酸果糖酶分解成丙糖,3、不易被口腔微生物利用，对牙齿的不利影响比蔗糖小，不易龋齿。,84,D-果糖的应用,作为一种性能优越的功能性甜味剂在低能量食品中应用,代替蔗糖.如:低能量蛋糕中的应用运动饮料和低能量饮料中其它:口香糖、布丁、点心结晶果糖:功克力的糖衣,85,多元糖醇,木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇等（相应的糖经镍催化加氢生成）功能性甜味剂、低热能、不易消化吸、防龋齿等爽口、口香糖、泡泡糖 H HO HHOH2C CCCCH2OH木糖醇分子式 OH H OH,