第一节碳水化合物

1、碳水化合物又称糖类，是由碳、氢、氧 组成的一类多羟基醛或多羟基酮类化合物， 是生物界三大基础物质之一，其基本结构式 为CT（H2O）n。在植物组织中碳水化合物主要以 能源物质（如淀粉）和支持结构（如纤维素 和果胶等）的形式存在，在动物组织中，碳 水化合物主要以肝糖原、肌糖原、核糖、乳 糖的形式存在。?第一节碳水化合物的生理功能?第二节碳水化合物的分类?第三节碳水化合物的供给量及食物来源?第一节碳水化合物的生理功能? 一、供能和节约蛋白质碳水化合物对机体最重要的作用是供能，是供能营养素中最经济的一种。其中葡萄糖可很快被代谢，1g葡萄糖彻底氧化可供能17kJ (4kcal )。当食物中碳水化合物的

2、供 给量充足时，机体首先利用它提供能量，从而减少蛋白质 作为能量的消耗。相反，体内碳水化合物供给不足时，机 体为了满足对能量的需要，要动用蛋白质转化为葡萄糖提 供能量。因此，足够的碳水化合物对蛋白质有保护作用， 也就是节约蛋白质的作用。?二、构成机体组织碳水化合物是构成机体的重要物质，并参与细胞的许 多生命活动。所有神经组织和细胞都含有碳水化合物，如 糖蛋白构成人和动物体中结缔组织的胶原蛋白、黏膜组织 的黏蛋白、血浆中的转铁蛋白、免疫球蛋白等；糖脂是细 胞膜与神经组织的组成部分；另外，核糖和脱氧核糖是构 成核酸的重要组成成分，在遗传中起着重要的作用。?三、维持神经系统的功能和解毒在正常情况下，

3、神经 组织主要靠葡萄糖氧化供给能量，若血中葡萄糖水平下降（低血糖），神经组织供能不 足，易出现昏迷、四肢麻木、烦躁易怒等症状。机体里肝糖元对某些细菌毒素有很强的抵抗力，充足 的肝糖元能加强肝脏功能。如果体内肝糖元不足时，对四 氯化碳、酒精、砷等有害物质的解毒作用明显下降。?四、抗生酮作用脂肪在体内被彻底分解，需要葡萄糖的协同作用。当膳食中碳水化合物供应不足时，脂肪动员加速，肝脏中酮体生成量增加，再加上糖代谢减少，丙酮酸缺乏，可与乙 酰辅酶A缩合成柠檬酸的草酰乙酸减少，更减少了酮体的去 路使酮体聚集于血液成为酮血症。血中酮体过多，由尿排 出，又形成酮尿。酮体为酸性物质，若超过血液的缓冲能 力时，

4、引起酸中毒。?五、有益肠道功能摄食富含碳水化合物的食物，尤其是吸收缓慢和不易 消化吸收的碳水化合物易产生饱腹感。乳糖可促进肠道中 有益菌的生长，也可加强钙的吸收。非淀粉多糖如纤维素、 半纤维素、果胶、树胶，以及功能性低聚糖等虽不能被消 化吸收，但可刺激肠道蠕动，有利于排便。与此同时，它 们还可促进结肠菌群发酵，产生短链脂肪酸和使肠道有益 菌增殖。?第二节碳水化合物的分类碳水化合物是自然界最丰富的有机物，人体总能量的 60%- 70%来自食物中的碳水化合物。它在人体内消化后，主 要以葡萄糖的形式被吸收利用。中国以淀粉类食物为主食， 主要有大米、面粉、玉米、小米等谷物以及豆类、根茎类富 含淀粉的食

5、品。、按照分子结构和性质分类?1 单糖食品中常见的单糖以六碳糖为主，主要有如下几种。(1) 葡萄糖 植物性食品中含量最丰富，有的高达 20% 在动物的血液、肝脏、肌肉中也含有少量的葡萄糖，而且 是人体血液中不可缺少的糖类，有些器官甚至完全依靠葡 萄糖提供能量，例如大脑每天约需 100120g葡萄糖。葡萄 糖也是双糖、多糖的组成成分。(2) 果糖 存在于水果和蜂蜜中，为白色晶体。是糖类 中最甜的一种，食品中的果糖在人体内转变为肝糖，然后再 分解为葡萄糖，所以在整个血液循环中果糖含量很低。果糖 代谢不受胰岛素制约，故糖尿病人可食用果糖。但大量摄入 果糖，容易出现恶心、呕吐、上腹部疼痛以及不同血管区

6、的 血管扩张现象。(3) 半乳糖 由乳糖分解而来，是白色结晶，具有甜 味，在人体内转变成肝糖后被利用。? 2.双糖(1)蔗糖蔗糖不具有还原性，由一分子葡萄 糖和一分子果糖失去一分子水缩合而成的，为白色 结晶体，易溶于水，加热到200 C变成黑色焦糖。甘蔗、甜菜中含量最多，果实中也有，作为食品 原料的白砂糖、红糖就是蔗糖。蔗糖摄入过高，容 易引发糖尿病、龋齿、甚至动脉硬化等疾病。(2)麦芽糖 主要来自淀粉水解，由二分子葡萄糖构 成，具有还原性，为针状晶体，易溶于水。食品工业中所 用的麦芽糖主要由淀粉经酶的作用分解生成。用大麦芽作 为酶的来源，作用于淀粉得到糊精和麦芽糖的混合物，即 饴糖(3)乳糖

7、 存在于哺乳动物的乳汁中，由一分子葡萄5%乳糖和一分子半乳糖组成，白色结晶体，能溶于水。人乳中 含乳糖5%- 8%牛乳中含4%- 5%羊乳中含4.5 % 糖是婴儿主要食用的糖类物质，随着年龄的增长，肠道中 的乳糖酶活性下降，因而很多成年人食用大量的乳糖后， 不易消化，即乳糖不耐症。?3多糖多糖是由许多单糖分子残基构成的大分子物质，一般不溶 于水，无甜味，无还原性，不形成结晶，在酸或酶的作用 下，依水解程度不等而生成糊精，完全水解的最终产物是单 糖。多糖中一部分可被人体消化吸收，如淀粉、糊精、糖原 等；而另一部分则不被人体消化吸收，如纤维素、半纤维素、 木质素、果胶等。（1）淀粉普通淀粉由25%

8、的直链淀粉和75%的支链淀粉 构成.直链淀粉溶于热水，支链淀粉则不能。淀粉不溶于冷 水，与水共煮时会形成浆糊状，这叫淀粉的糊化。(2)糖原 糖原也称动物淀粉，在肝脏和肌肉 合成并贮存，是一种含有许多葡萄糖分子和支链的 动物多糖。肝脏中贮存的糖原可以维持正常的血糖 浓度，肌肉中的糖原可提供机体运动所需要的能量。 其较多的分支可提供较多的酶的作用位点，能快速 分解和提供较多的葡萄糖。食物中糖原含量很少。(4)纤维素、半纤维素、木质素广泛存在于植物组织中，详细性状见本章第五节膳食纤维部 分。?二、焦糖化反应和羰氨反应? 1.焦糖化反应焦糖化作用是糖类在不含氨甚化合物时加热到 其熔点以上（高于135C

9、 ）的结果。在酸、碱条件下都 能进行，经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并 失去营养价值。但焦糖化作用在食品加工中控制适 当，尚可使食品具有诱人的色泽与风味，有利于提 高食品的感观性状。2.羰氨反应羰氨反应又称美拉德反应。它是碳水化合 物在加热或长期贮存时，还原糖与氨基化合 物发生的褐变反应。经过一系列变化生成的 褐色聚合物称为类黑色素，其在消化道不能 水解，故无营养价值。羰氨反应与酶无关， 也称为非酶褐变。?第三节碳水化合物的供给量及食物来源? 一、碳水化合物的供给量西方国家碳水化合物的供给量约占总供给热能的50%55%中国约占总供给热能的60%-70% 般来说，膳食组 成中蛋白质、脂肪含量

10、高时，碳水化合物的量可以低些， 反之，则应高些。在碳水化合物供给充足的情况下，可以 避免蛋白质用于能量代谢，也有利于脂肪的贮存。?1 碳水化合物不足的危害(1)谷物摄入减少造成B族维生素的缺乏。（2）主食谷物不足造成动物脂肪代谢不完全。当人体碳 水化合物摄入不足，或身体不能利用糖时（如糖尿病人），所需能量大部分要由脂肪供给。脂肪氧化不完全，会产生一 定数量的酮体，酮体过分聚积使血液中酸度偏高，引起酮性 昏迷。另外，由于酮体积聚，造成膳食蛋白质的浪费和组织 中蛋白质的分解加速，钠离子的丢失和脱水，导致代谢紊乱。（3）水果不能提供足够的碳水化合物，且易造成贫血。（4）缺乏膳食纤维可导致多种疾病。可

11、以引起胃肠道构 造损害和功能障碍，使某些疾病如溃疡性结肠炎、肥胖、糖 尿病、高脂血症、动脉硬化及癌症等多种疾病发病危险性增 加。?2.碳水化合物过剩的危害西欧与美国人每天食用蔗糖量在 100g左右，即非重体力劳 动者所需要的15% 20%的热能是由蔗糖提供的。按体重计 算，碳水化合物的供给量，成年人每日每 1kg体重约610g, 1岁以下婴儿约12g0(1)促进冠心病的发生和发展过多的碳水化合物若不能被及时消耗掉，多余的糖在体内转化为甘油三脂和胆固 醇，促进了动脉粥样硬化的发生和发展。(2)对血脂的影响 进食大量的碳水化合物，使糖代谢 增加，细胞内ATP曾加，脂肪合成速度加快，多余的脂肪蓄积

12、在体内，造成血脂异常情况的发生。（3）增加糖尿病的发生率蔗糖的摄入量多者，糖尿病的发病率明显升高，而碳水化合物总量和总能量在两组中没 有统计学差异。（4） 引起龋齿和牙周病的发生高碳水化合物的膳食使 咀嚼功能降低，减少了唾液的分泌，也减少了缓冲酸碱的能力，增加了附在牙齿上的食物，使牙周病的发病率大幅上升。（5）可能存在着胃癌的危险性（6 ）造成儿童营养摄入不足长期吃高糖食物，不仅可造成营养不良，进一步可使肝脏、肾脏肿大，脂肪含量增 加，而且使他们的平均寿命缩短。?3 碳水化合物的适宜摄入量世界各国对膳食纤维的适宜摄入量有不同的推荐量。美国国家研究所提出每人每天的摄入量为2030g,或以每人卡能

13、量摄入量计算，即（1013） g/1000kcal.但是美国大多数同 意的建议量为：健康成人2035g/d、2岁儿童5g/d、3岁儿童g/d，逐年递增，一直到20岁增至25g/d】、碳水化合物的食物来源碳水化合物主要来源于植物性食物如谷类、薯类和根茎类 食物中，它们都含有丰富的淀粉。其中谷类（如大米、小米、面粉、玉米面等）含量为70%- 80%干豆类（干黄豆、红豇豆 等）含量为20%- 30%块茎、块根类（山芋、山药、土豆等） 含量为15%- 30%硬果类（栗子、花生、核桃等）含量为12%-40%纯糖（低分子糖，如红糖、白糖、蜂蜜等 ）含量为 中外，绝大部分是以加工食物如食糖和糖果等形式直接食用。 膳食纤维含量丰富的食物有蔬菜、水果、粗粮、杂粮、豆类 等。碳水化合物在动物性食物中含量很少，如奶中含有乳糖、 肝脏和肌肉中的肝糖元和肌糖元、血液中的萄萄糖等均含量 不多。几种常见食物碳水化合物含量见表 3-2 。；0%- 90%各种单糖和双糖除一部分存在于果蔬等天然食物表3-2 几种常见食物的碳水化合物含