碳水化合物2013-6

1、第六节第六节 碳水化合物碳水化合物Carbohydrate 第六节第六节 碳水化合物碳水化合物 （Carbohydrate）顾名思义：顾名思义：由碳、氢、氧三种元素组成，氢由碳、氢、氧三种元素组成，氢、氧比例恰为氧比例恰为2:1；如葡萄糖和果糖分子式如葡萄糖和果糖分子式：C6H12O6（6C+6H2O），蔗糖分子式为），蔗糖分子式为C12H22O11（12C+11H2O）等）等；但但后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例，后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例，如甲醛（如甲醛（CH2O）、）、醋酸醋酸（C2H4O2）等）等；糖（糖（glugide）也使用，但

2、并不都有甜味。）也使用，但并不都有甜味。广泛存在于动植物广泛存在于动植物；构成其结构的骨架物质如膳食纤维、果胶、构成其结构的骨架物质如膳食纤维、果胶、黏黏多糖和几丁质，生物代谢的储备物质如淀粉、糊精、菊糖和糖原等多糖和几丁质，生物代谢的储备物质如淀粉、糊精、菊糖和糖原等。第六节第六节 碳水化合物碳水化合物 （Carbohydrate） 一、碳水化合物分类一、碳水化合物分类 是人类食物能量的主要来源，通式：是人类食物能量的主要来源，通式：(CH2O)n营养学上一般分为营养学上一般分为： 糖：单糖糖：单糖(monosaccharide)，双糖，双糖(disaccharide)、 寡糖寡糖(olig

3、osaccharide) 多糖多糖(polysaccharide)（一）根据化学结构和生理作用分类（一）根据化学结构和生理作用分类据据FAO/WHO-1998年碳水化合物和人类营养专家报告年碳水化合物和人类营养专家报告，分三类，分三类分类（分类（DPDP）亚组亚组 组成组成糖（糖（1 12 2个单糖）个单糖）单糖单糖单糖葡萄糖，半乳糖单糖葡萄糖，半乳糖双糖双糖蔗糖，乳糖，海藻糖蔗糖，乳糖，海藻糖糖醇糖醇山梨醇，甘露醇山梨醇，甘露醇寡糖（寡糖（3 39 9个单糖）个单糖）异麦芽低聚寡糖异麦芽低聚寡糖麦芽糊精麦芽糊精其他寡糖其他寡糖 棉子糖，水苏糖，低聚果糖棉子糖，水苏糖，低聚果糖多糖（多糖（10

4、10个单糖）个单糖）淀粉淀粉直链淀粉，支链淀粉，变性淀粉直链淀粉，支链淀粉，变性淀粉非淀粉多糖非淀粉多糖 纤维素，半纤维素，果胶，亲水胶质物纤维素，半纤维素，果胶，亲水胶质物（一）根据化学结构和生理作用分类（一）根据化学结构和生理作用分类糖的性质来源于两大特性：糖的性质来源于两大特性： 小肠消化小肠消化功能，血糖功能，血糖 结肠发酵结肠发酵肠道健康肠道健康1. 糖糖 包括包括单糖单糖、双糖双糖、糖醇、糖醇（1）单糖：）单糖：不能被水解不能被水解的的，是是糖类的基本单位，糖类的基本单位，如如葡萄糖葡萄糖(glucose)：果糖果糖(fructose)：水果、蜂蜜：水果、蜂蜜 （一）根据化学结构和

5、生理作用分类（一）根据化学结构和生理作用分类1. 糖糖 包括包括单糖单糖、双糖双糖、糖醇、糖醇（2 2）双糖）双糖 两个单糖缩合而成，两个单糖缩合而成， 蔗糖蔗糖(sucrose) ：葡萄糖：葡萄糖+ +果糖，商业意义最大，甘蔗果糖，商业意义最大，甘蔗 麦芽糖麦芽糖(maltose)：葡萄糖：葡萄糖+ +葡萄糖，麦芽葡萄糖，麦芽 乳糖乳糖(1actose)： 葡萄糖葡萄糖+ +半乳糖，来自乳品半乳糖，来自乳品 （一）根据化学结构和生理作用分类（一）根据化学结构和生理作用分类1. 糖糖 包括包括单糖单糖、双糖双糖、糖醇、糖醇（3）糖醇：）糖醇：单糖还原后的产物，广泛存在于植物单糖还原后的产物，广

6、泛存在于植物中。中。如如 山梨醇、甘露醇山梨醇、甘露醇 、木糖醇、木糖醇 、麦芽糖醇、麦芽糖醇 其他其他 ：戊糖：戊糖 阿拉伯糖阿拉伯糖 ：根茎类蔬菜中；：根茎类蔬菜中； 提供能量少，消化吸收慢，用于食品加工业提供能量少，消化吸收慢，用于食品加工业(甜味剂甜味剂) （一）根据化学结构和生理作用分类（一）根据化学结构和生理作用分类2.2.寡糖寡糖 由由310个单糖通过糖苷键构成，又称个单糖通过糖苷键构成，又称低聚糖低聚糖；多数低聚糖不能多数低聚糖不能或部分或部分被消化被消化吸收，在结肠被益生菌利用，产生短链脂肪酸。吸收，在结肠被益生菌利用，产生短链脂肪酸。低聚果糖：洋葱、大蒜、香蕉等低聚果糖：洋

7、葱、大蒜、香蕉等异麦芽低聚糖异麦芽低聚糖: : 天然食品中很少天然食品中很少海藻糖：海藻、蘑菇海藻糖：海藻、蘑菇大豆低聚糖：可作为功能性食品的基料，部分代替蔗糖应用于大豆低聚糖：可作为功能性食品的基料，部分代替蔗糖应用于清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰淇淋、糕点、巧克力等食品中清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰淇淋、糕点、巧克力等食品中；豆类棉子糖：葡萄糖豆类棉子糖：葡萄糖+ +果糖果糖+ +半乳糖，产气半乳糖，产气肠胀气肠胀气豆类水苏糖：葡萄糖豆类水苏糖：葡萄糖+ +果糖果糖+ +半乳糖半乳糖+ +半乳糖半乳糖（一）根据化学结构和生理作用分类（一）根据化学结构和生理作用分类3.多糖多糖 由由10个

8、以上单糖通过个以上单糖通过1,4或或1,6糖苷键组成；糖苷键组成； 一般不溶于水，无甜味，不形成结晶，无还原性一般不溶于水，无甜味，不形成结晶，无还原性； 食物中主要是：食物中主要是： 淀粉淀粉：可消化，主要提供能量可消化，主要提供能量 直链淀粉：直链淀粉： 支链淀粉：支链淀粉： 膳食纤维膳食纤维：难以消化难以消化 抗性淀粉抗性淀粉 纤维素、木质素、抗性低聚糖纤维素、木质素、抗性低聚糖 果胶果胶：可溶于水可溶于水种类种类主要食物来源主要食物来源主要功能主要功能不溶性纤维不溶性纤维木木 质质 素素纤纤 维维 素素半纤维素半纤维素 所有植物所有植物所有植物（如小麦制品）所有植物（如小麦制品）小麦、

9、黑麦、大米、蔬菜小麦、黑麦、大米、蔬菜 正在研究之中正在研究之中增加粪便体积增加粪便体积促进胃肠蠕动促进胃肠蠕动 可溶性纤维可溶性纤维 果胶、树胶、粘胶果胶、树胶、粘胶 少数半纤维素少数半纤维素 柑橘类、燕麦制品柑橘类、燕麦制品和豆类和豆类 延缓胃排空时间、减缓葡萄延缓胃排空时间、减缓葡萄糖吸收、降低血胆固醇糖吸收、降低血胆固醇 膳食纤维的种类、食物来源和主要功能膳食纤维的种类、食物来源和主要功能译自：译自：Perspective in Nutrition，第三版，第，第三版，第82页，页，1996年。年。 （二）其他术语（二）其他术语1.1可可消化的碳水化合物消化的碳水化合物：糖糖吸收利用，

10、提供能量吸收利用，提供能量1.2不不可可消化的消化的：结肠细菌：结肠细菌发酵形成短链脂肪酸或益生菌发酵形成短链脂肪酸或益生菌2. 益生元益生元：抗性淀粉、糊精、低聚木糖、果糖等：抗性淀粉、糊精、低聚木糖、果糖等不被人体消化系统消化，但能够选择性促进有益肠道不被人体消化系统消化，但能够选择性促进有益肠道益生菌生长，达到调节肠道菌群促进健康，如乳果糖，益生菌生长，达到调节肠道菌群促进健康，如乳果糖，低聚麦芽糖等。低聚麦芽糖等。（二）其他术语（二）其他术语3.血糖指数（血糖指数（glycemic index GI）（1）概念）概念 食用含碳水化物食用含碳水化物50克的食物与相当量的标准食物克的食物与

11、相当量的标准食物（葡萄糖）后，体内血葡萄糖曲线下面积的比值。简单说，就（葡萄糖）后，体内血葡萄糖曲线下面积的比值。简单说，就是衡量食物引起餐后血糖反应是衡量食物引起餐后血糖反应 的一项有效指标。的一项有效指标。1005050答克葡萄糖的餐后血糖应糖应答克碳水化物的食物的血含有GI影响因素：食物种类、成熟度、淀粉结构和含量影响因素：食物种类、成熟度、淀粉结构和含量 加工制作方法加工制作方法 、食物成分。、食物成分。 （二）其他术语（二）其他术语3.血糖指数（血糖指数（glycemic index GI）（2）血糖指数应用）血糖指数应用指导合理膳食有效控制血糖：运动员指导合理膳食有效控制血糖：运动

12、员 高，高，DM 低低 控制体重：低血糖指数有助于控制体重、血脂、血糖控制体重：低血糖指数有助于控制体重、血脂、血糖改善胃肠功能：低血糖指数有助于肠道益生菌繁殖；改善胃肠功能：低血糖指数有助于肠道益生菌繁殖；高高GI 进入胃肠道后消化快，吸收完全，葡萄糖迅速进入血液。进入胃肠道后消化快，吸收完全，葡萄糖迅速进入血液。低低GI 在胃内停留时间长，释放缓慢，葡萄糖进入血液后峰值低，在胃内停留时间长，释放缓慢，葡萄糖进入血液后峰值低，下降速度慢。下降速度慢。GI可用于病人管理、居民教育、运动员膳食管理可用于病人管理、居民教育、运动员膳食管理 部分食物的生糖指数（葡萄糖部分食物的生糖指数（葡萄糖=10

13、0） 食物名称食物名称 GI 食物名称食物名称 GI粳米粳米 95 糯米糯米 95全麦粉面包全麦粉面包 69 大麦粉大麦粉 66 白面包白面包 70 鲜桃鲜桃 28 梨梨 36 苹果苹果 36 香蕉香蕉 53 红小豆红小豆 26 四季豆四季豆 27 蔗糖蔗糖 65西瓜西瓜 72 南瓜南瓜 75全脂牛奶全脂牛奶 27 脱脂牛奶脱脂牛奶 32 3.食物血糖生成指数食物血糖生成指数 （GI） 评价食物或膳食对血糖的影响；用于糖尿病、高血压及评价食物或膳食对血糖的影响；用于糖尿病、高血压及肥胖的膳食管理，社区教育。肥胖的膳食管理，社区教育。4.血糖负荷血糖负荷(GL): 反映特定食品中碳水化合物的数量

14、与质量反映特定食品中碳水化合物的数量与质量 =摄入糖水化合物量摄入糖水化合物量 GI/100常见常见食物食物的的血糖生成指数血糖生成指数食物名称食物名称GI食物名称食物名称GI食物名称食物名称GI馒头馒头88.1玉米粉玉米粉68.0葡萄葡萄43.0熟甘薯熟甘薯76.7玉米片玉米片78.5柚子柚子25.0熟土豆熟土豆66.4大麦粉大麦粉66.0梨梨36.0面条面条81.6菠萝菠萝66.0苹果苹果36.0大米大米83.2闲趣饼干闲趣饼干47.1藕粉藕粉32.6烙饼烙饼79.6荞麦荞麦54.0鲜桃鲜桃28.0苕粉苕粉34.5甘薯（生）甘薯（生）54.0扁豆扁豆38.0南瓜南瓜75.0香蕉香蕉52.0

15、绿豆绿豆27.2油条油条74.9猕猴桃猕猴桃52.0四季豆四季豆27.0荞麦面条荞麦面条59.3山药山药51.0面包面包87.9西瓜西瓜72.0酸奶酸奶48.0可乐可乐40.3小米小米71.0牛奶牛奶27.6大豆大豆18.0胡萝卜胡萝卜71.0柑柑43.0花生花生14.0二、碳水化合物的消化吸收与功能二、碳水化合物的消化吸收与功能主要有主要有两种形式两种形式：小肠消化（主要）小肠消化（主要）、结肠发酵结肠发酵单糖单糖：直接在小肠消化吸收；直接在小肠消化吸收；双糖双糖：经酶经酶（小肠粘膜上皮细胞丰富的小肠粘膜上皮细胞丰富的-糊精酶、糖淀粉糊精酶、糖淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳

16、糖酶乳糖酶等）等）水解后再吸收；水解后再吸收；部分寡糖和多糖部分寡糖和多糖：经酶：经酶水解成葡萄糖后吸收水解成葡萄糖后吸收；小肠不能消化部分小肠不能消化部分：到结肠经细菌发酵再吸收到结肠经细菌发酵再吸收（产生氢气、甲烷、二氧化碳产生氢气、甲烷、二氧化碳、短链脂肪酸等短链脂肪酸等，还可，还可促进促进肠道肠道有益有益菌生长繁殖菌生长繁殖）。）。（一）碳水化合物的消化（一）碳水化合物的消化 口腔：唾液淀粉酶作用于葡萄糖、麦芽糖等，有限。口腔：唾液淀粉酶作用于葡萄糖、麦芽糖等，有限。胃：唾液淀粉酶继续作用与灭活；基本不消化淀粉。胃：唾液淀粉酶继续作用与灭活；基本不消化淀粉。小肠：主要场所小肠：主要场所

17、，小肠黏膜上皮细胞表面上的消化：，小肠黏膜上皮细胞表面上的消化：丰富的消化酶；胰液的丰富的消化酶；胰液的 -淀粉酶使淀粉变成麦芽糖；最淀粉酶使淀粉变成麦芽糖；最终完全消化成大量的葡萄糖及少量的果糖及半乳糖。终完全消化成大量的葡萄糖及少量的果糖及半乳糖。结肠：不被消化的碳水化合物被结肠菌群分解，发酵结肠：不被消化的碳水化合物被结肠菌群分解，发酵。可消化性碳水化合物可消化性碳水化合物吸收：主要吸收：主要经消化变经消化变为为葡萄糖、果糖、葡萄糖、果糖、半乳糖半乳糖等单糖等单糖被细胞吸收被细胞吸收；三个途径三个途径主动吸收主动吸收：主要受吸收面积、钠离子电化学梯度等；：主要受吸收面积、钠离子电化学梯度

18、等； 可逆浓度梯度转运：钠钾可逆浓度梯度转运：钠钾ATP泵泵被动吸收被动吸收细胞间隙直接吸收细胞间隙直接吸收（二）碳水化合物的吸收（二）碳水化合物的吸收二、碳水化合物的消化吸收与功能二、碳水化合物的消化吸收与功能乳糖不耐受性乳糖不耐受性(lactose intolerance)世界各地都有一部分人不能或少量分解乳糖，大量世界各地都有一部分人不能或少量分解乳糖，大量乳糖未被吸收而进入大肠，在细菌作用下产酸产气引乳糖未被吸收而进入大肠，在细菌作用下产酸产气引起胃肠不适起胃肠不适主要是先天缺少乳糖酶主要是先天缺少乳糖酶可选择发酵乳制品可选择发酵乳制品老人消化糖的酶不减低，故不影响消化老人消化糖的酶不

19、减低，故不影响消化（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能体内碳水化合物的功能（葡萄糖体内碳水化合物的功能（葡萄糖 + 糖原糖原 + 含糖复合物含糖复合物）1.贮存和提供能量贮存和提供能量: 脑、红细胞和神经组织能量需要脑、红细胞和神经组织能量需要, 4kcal/g，提供机体，提供机体50%以上以上的能源。不消化的的能源。不消化的CHO平均供能平均供能2kcal/g。2.是机体的构成成分：是机体的构成成分：构成细胞组织构成细胞组织,如细胞膜上的糖脂与糖蛋白；如细胞膜上的糖脂与糖蛋白；识别与黏着作用：粘蛋白、细胞膜糖蛋白还有；识别与黏着作用：粘蛋白、细胞膜糖蛋白还有；关节腔的润滑作用、控制细

20、胞膜通透关节腔的润滑作用、控制细胞膜通透高糖促进蛋白质糖基化，如糖尿病的眼晶状体病变，白内障高糖促进蛋白质糖基化，如糖尿病的眼晶状体病变，白内障（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能3.血糖调节血糖调节与摄入碳水化合物的含量、类型和总量有关。与摄入碳水化合物的含量、类型和总量有关。代谢调节：肝糖原酵解与糖异生，肝脏是主要调节器代谢调节：肝糖原酵解与糖异生，肝脏是主要调节器官官激素调节：胰岛素激素调节：胰岛素/胰高血糖素胰高血糖素肾上腺素肾上腺素甲状腺素甲状腺素糖皮质激素糖皮质激素生长激素生长激素糖代谢与血糖的调节糖代谢与血糖的调节糖代谢：糖代谢：酵解：酵解：Glu 2-丙酮酸丙酮酸+8A

21、TP丙酮酸氧化丙酮酸氧化: 2-丙酮酸丙酮酸 2-乙酰辅酶乙酰辅酶A+CO2+6ATP三羧酸循环：三羧酸循环： 2-乙酰辅酶乙酰辅酶A 4CO2+24ATP磷酸戊糖通路磷酸戊糖通路: 肝脏肝脏,红细胞，提供合成核酸的核糖红细胞，提供合成核酸的核糖糖原糖原葡萄糖异生：非糖物质产生糖，如氨基酸，脂肪酸葡萄糖异生：非糖物质产生糖，如氨基酸，脂肪酸半乳糖代谢：与葡萄糖构型不同，可互相转化半乳糖代谢：与葡萄糖构型不同，可互相转化果糖代谢果糖代谢（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能4.节约蛋白质作用节约蛋白质作用 (sparing protein action)和抗生酮作用和抗生酮作用 摄入足够的

22、碳水化合物可以防止体内和膳食中的蛋白摄入足够的碳水化合物可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖，即节约蛋白质作用（质转变为葡萄糖，即节约蛋白质作用（sparing protein action）协助脂肪氧化，抗生酮作用协助脂肪氧化，抗生酮作用(antiketogenesis)保护肝脏的作用：解毒保护肝脏的作用：解毒计算输液用葡萄糖水能量计算输液用葡萄糖水能量1 mol Glu 2870kj(686kcal)Glu 分子量分子量=1801g Glu 产能产能=2870/180=15.94kj(3.81kcal) 16kj(4kcal)WHO定义定义Glu 15.68kj/g(3.75kcal/

23、g),淀粉淀粉17.14kj(4.1kcal/g)输液用输液用Glu含一分子结晶水含一分子结晶水,则则1g Glu 产能产能3.75180/1985%Glu每升产能每升产能=？氧化氧化取整取整（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能5.膳食纤维的生理作用膳食纤维的生理作用（1）增加饱腹感，控制体重和减肥）增加饱腹感，控制体重和减肥：吸水膨胀，可溶性纤维黏吸水膨胀，可溶性纤维黏度高，延缓胃排空。度高，延缓胃排空。（2）增强胃肠道功能有利粪便排出）增强胃肠道功能有利粪便排出 ：吸水膨胀，使粪便变软：吸水膨胀，使粪便变软，刺激肠道蠕动，增加粪便量、增加排便次数，刺激肠道蠕动，增加粪便量、增加排便

24、次数 ；（3）降低血糖和胆固醇：减少糖吸收，胰岛素分泌减少，胆固）降低血糖和胆固醇：减少糖吸收，胰岛素分泌减少，胆固醇合成减少；吸附胆汁酸、脂肪吸收减少，发酵后产生短链脂醇合成减少；吸附胆汁酸、脂肪吸收减少，发酵后产生短链脂肪酸，进入体内后减少胆固醇合成；肪酸，进入体内后减少胆固醇合成；（4）改变肠道菌群：提供肠道菌发酵底物，降低）改变肠道菌群：提供肠道菌发酵底物，降低PH，诱导益生，诱导益生菌繁殖。菌繁殖。（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能5.膳食纤维的生理作用膳食纤维的生理作用（5）有利于防癌）有利于防癌稀释了潜在的致癌物稀释了潜在的致癌物刺激益生菌生长刺激益生菌生长调节肠道调节肠道pHpH维持肠粘膜屏障维持肠粘膜屏障胆汁酸降解减少胆汁酸降解减少保护肠粘膜细胞保护肠粘膜细胞, ,预防基因损伤预防基因损