碳水化合物、膳食纤维、能量课件

碳水化合物、

膳食纤维、能量又名糖类是由碳、氢和氧三种元素组成的一大类化合物。低分子的碳水化合物有甜味第一节碳水化合物(carbohydrate)分类单糖（monosaccharide）:本身为多羟基醛酮，不能水解为更简单的糖。如葡萄糖、果糖等。单糖一般是结晶固体，能溶于水，绝大多数单糖有甜味。双糖（disaccharide）:能水解为2个单糖的碳水化合物，如麦芽糖、蔗糖。寡糖（oligosaccharide）：又称低聚糖，能水解为3－10个单糖的碳水化合物。如蜜三糖（棉子糖）、水苏四糖等。低聚糖仍有甜味，能形成晶体，可溶于水。多糖（polysaccharide）能水解生成10个以上单糖的碳水化合物。一般天然多糖能水解生成100－300个单糖。如淀粉、纤维素等。多糖没有甜味，不能形成晶体（为无定形固体），难溶于水。主要单糖葡萄糖(glucose)果糖（fructose）半乳糖（galactose）

葡萄糖(glucose)构成各种糖类的最基本单位。构型：D型可被人体代谢

L型不能被人体代谢，可作为甜味剂有些器官完全依靠葡萄糖供给所需的能量，如大脑每日需100—120克葡萄糖。此外，肾髓质、肺组织和红细胞等也必须依靠葡萄糖供能。可直接被人体吸收，也可作为营养食品直接食用。果糖（fructose）主要存在于水果、蜂蜜及玉米糖浆中在肝脏代谢果糖的甜度很高，是糖类中最甜的物质。人体易于吸收，在体内被吸收后转变为肝糖，然后再分解为葡萄糖。半乳糖（galactose）

经常与葡萄糖结合形成乳糖在肝脏转化为葡萄糖

半乳糖不单独存在于天然食物中，但在乳中和脑髓里都有半乳糖成分，是神经组织的重要成分。其他单糖核糖、阿拉伯糖、木糖等糖醇类

木糖醇、甘露醇、山梨醇常见双糖

蔗糖：1葡萄糖+1果糖（α-糖苷键）蔗糖广泛存在于植物中，以甘蔗和甜菜中含量最多，日常食用的白糖、红塘都是蔗糖，蔗糖易溶于水，熔点为160℃-186℃，加热到200℃便成为棕褐色的焦糖。蔗糖易于发酵，所以易引起蛀齿。

异构蔗糖:是由葡萄糖与果糖以α-1，6糖苷键相连的右旋糖。性质与蔗糖相似，但耐酸性强。乳糖：1葡萄糖+1半乳糖（β-糖苷键）乳糖不易溶解，味道不是很甜，能在酸或酶的作用下分解成葡萄糖和半乳糖。奶及奶制品中含量较丰富。（三）寡糖构成：3-10单糖组成常见寡糖：主要存在于豆类和荚豆类食物中棉子糖、水苏糖消化、吸收：不能被消化可被大肠中肠道细菌代谢，胀气被双歧杆菌利用，保健1、大豆低聚糖：是指从大豆中提取的可溶性低聚糖的总称。主要成分为棉子糖和水苏糖，同时也存在一定量的蔗糖和其它成分。2、低聚异麦芽糖：是指由2-5个葡萄糖单位构成，主要成分包括异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖和异麦芽五糖等。

常见寡糖：3、低聚果糖：是在蔗糖分子的果糖一侧连接1-3个果糖而成，并分别称为蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖，低聚果糖不能被人体消化酶分解、利用，有提高机体免疫力，刺激肠道蠕动，防止便秘的作用。4、低聚乳果糖：是将蔗糖分解产生的果糖基转移到乳糖还原性末端C1的羟基上，产生半乳糖基蔗糖而成。其甜味类似蔗糖，几乎不被人体消化吸收，可供糖尿病人食用。（四）多糖构成：10个以上单糖组成

大多数多糖都是分子量很大而能形成胶态溶液的物质，无甜味，非晶体，是动、植物的储存物质。重要多糖：1.糖原（glycogen）：碳水化合物在动物和人体内的贮存方式贮存于肝脏和肌肉结构类似于支链淀粉有很多部位可与酶结合直链淀粉（amylose)—直链型聚合物，由300-400个葡萄糖分子的残基结合成的链状结构，能溶于水；支链淀粉(amylopectin)—高度分支状的聚合物;特点:只能在热水中膨胀，而不溶于热水改性淀粉是指利用化学、物理甚至基因工程的方法改变天然淀粉的理化性质，用以满足食品加工所需功能特性的一类淀粉。天然淀粉改性后可提高其溶解度；增加透明度；提高或降低淀粉糊的黏度；促进或抑制凝胶形成；增加凝胶强度，减少凝胶脱水收缩；提高凝胶稳定性；改变乳化作用和冷冻—解冻的稳定性。3.

糊精

淀粉经分解而成为葡萄糖单位数目较少的分子。4.

膳食纤维（dietaryfiber）

植物性食物中不可消化的多糖由β-糖苷键连接，不能被体内淀粉酶水解，因而人体无法消化分类：

不可溶性纤维（insolublefiber）纤维素、半纤维素、木质素纤维素和木质素不能被结肠中的细菌分解，半纤维素可以

可溶性纤维(solublefiber)树胶、果胶、粘胶存在于水果、蔬菜、麦麸及欧车前种子中碳水化合物的功能体内碳水化合物的功能

1.贮存、提供能量：糖原2.参与机体组织构成：糖蛋白、糖脂；核糖3.节约蛋白质作用：正常：糖原异生成葡萄糖体内糖元不足：蛋白质代谢供能4.抗生酮作用：

脂肪体内分解过程需要葡萄糖，葡萄糖不足时，脂肪不能彻底氧化，产生酮体。食物中碳水化合物的功能1.提供能量1g＝16.7kJ2.改变食物色、香、味、型（1）甜味剂单糖、双糖、糖醇（2）色

焦糖（可乐型饮料）食用糖及糖醇的相对甜度名称相对甜度乳糖0.2果糖1.2～1.8葡萄糖0.7蔗糖1.0麦芽糖0.4山梨醇0.6甘露醇0.7木糖醇0.9膳食纤维的研究史1953年，Hipsley首先提出了DietaryFiber的概念；1956年，英国的军医上蔚Cleave提出了一个假说，即西方的现代文明病与摄入过量糖和过低的膳食纤维有关；该假说引起了2位博士Trowell和Burkitt的注意,他们确信膳食纤维在预防如糖尿病、高脂血症、冠心病、憩室病、肠道癌症等西方生活方式疾病方面的作用。从1977年美国参议院在“美国的膳食目标”中，开始建议“增加复杂碳水化合物的消费”起，在科学家的多项研究成果支持下,各国的政府部门和学术团体纷纷推出了引导和教育消费者增加膳食纤维摄入量的膳食指南。从1994年开始，美国的FDA强制要求在食品的营养标签上标示膳食纤维。(1993联邦年鉴58，2066-2941，食品标签法最终规则）膳食纤维的种类、食物来源和主要功能种类主要食物来源主要功能不溶性纤维木质素纤维素半纤维素所有植物所有植物（如小麦制品）小麦、黑麦、大米、蔬菜正在研究之中增加粪便体积促进胃肠蠕动可溶性纤维果胶、树胶、粘胶少数半纤维素柑橘类、燕麦制品和豆类延缓胃排空时间、减缓葡萄糖吸收、降低血胆固醇口腔促进唾液分泌消化道溃疡胃部吸水膨胀延长排空时间小肠大肠吸附作用促进有害物质的排泄降低食物总热量延缓淀粉转化为葡萄糖增加咀嚼力度减少脂肪的吸收减少胆固醇的吸收肥胖糖尿病高血压冠心病胆结石痛风脑卒中大肠癌便秘阑尾炎静脉异常润滑肠道，增加排便量被益生菌酵解，抑制有害菌维持正常的pH水平,肠粘膜的屏障膳食纤维与慢性病预防龋齿1、淀粉水解食品工业中常用大麦芽为酶原水解淀粉，得到糊精和麦芽糖的混合物，称谓饴糖，饴糖食入后在体内水解为葡萄糖后被吸收、利用。2、淀粉的糊化与老化淀粉糊化后消化性增强，未糊化的淀粉较难消化。糊化淀粉缓慢冷却后可再回变为难以消化的淀粉，即淀粉的老化，利用这一性质可制作方便食品。食品加工对碳水化合物的影响三、沥滤损失加工期间沸水烫漂后的沥滤操作，可使果蔬装罐时的低分子碳水化合物、甚至膳食纤维受到一定损失。其损失依据不同情况而异。四、焦糖化作用是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔点以上的结果，经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。五、羰氨反应在食品中有氨基化合物存在时，还原糖伴随热加工，或长期储存与之发生的反应。经过一系列变化生成褐色聚合物，在消化道中不能水解，无营养价值，但是如果控制适当，在食品加工中可使某些产品如焙烤食品得到良好的色、香、味。碳水化合物的消化、吸收、代谢口腔唾液淀粉酶----短链多糖、麦芽糖胃酸性环境抑制淀粉酶的作用，不能进一步消化小肠胰腺：胰淀粉酶----双糖小肠粘膜细胞刷状缘：麦芽糖酶、蔗糖酶和乳糖酶--单糖—吸收入血大肠膳食纤维：肠道细菌分解—短链脂肪酸，可吸收葡萄糖和半乳糖

依赖钠泵的主动吸收，吸收率高消耗能量从低浓度向高浓度转运

果糖

有载体参与的易化扩散，吸收率比前二者低不消耗能量从高浓度向低浓度转运正常机体内的血糖平衡葡萄糖摄取、肝脏糖异生、肝糖原储存胰岛素刺激葡萄糖摄取抑制脂肪分解碳水物化合物血糖消化酶胃肠道胰腺肌肉胰岛素肝脏脂肪组织胰岛素分泌增加胰高血糖素分泌增加血糖升高血糖降低肝糖元分解非糖物质转化（糖异生）糖元合成葡萄糖氧化分解转化成其他物质下丘脑某区域下丘脑另一区域（+）（+）（+）（+）（+）（+）（+）（－）血糖平衡的调节肾上腺素分泌增加消化道吸收葡萄糖

血糖指数：GlycaemicIndex,GI

50g含碳水化合物的食物食用2h后血糖应答曲线下面积，与同一个体摄入50g碳水化合物的标准食物（葡萄糖或白面包）2h后血糖应答曲线下面积之比。

进食后2h内血糖应答曲线的总面积

×100

等量标准食物食后2h血糖应答曲线的总面积GI图示

高GI食物进入肠胃后，消化快，吸收完全，葡萄糖迅速进入血液；低GI食物在胃肠道停留时间长，释放缓慢，葡萄糖进入血液后峰值低，下降速度慢。

GI代表了一种食物的生理学参数，能确切地反应食物进入人体的生理状态，常作为糖尿病患者选择糖类食物的重要参考。常见食物血糖指数碳水化合物的推荐摄入量中国营养学会：

占膳食总能量55％～60％。主要来源是谷类和根茎食品。以淀粉为主要的膳食碳水化合物来源控制精制糖摄入量，占总能量<10％。膳食纤维

20-35g/天(10-13g/1000kcal)

Children:age+5gm/day目前我国居民膳食纤维平均摄入量不足，据2002年全国营养普查结果，城市成人平均为11.2克，农村成人平均为12.4克,与DRI的25-35克相差较大；除了严重营养不良的地区以外，包括西部地区在内，膳食纤维不足的现象具有普遍性.第二节能量(energy)能量单位及换算

国际：焦耳（J），千焦耳（kJ）

营养学：卡（cal），千卡（kcal）

换算：1cal=4.184J人体的能量需要

1.维持体温恒定2.维持各种生理和体力活动正常进行产能营养素及其生热系数体外燃烧：蛋白质：1g＝18.2kJ脂肪:1g＝39.54kJ碳水化合物：1g＝17.15kJ

食物中的营养素不能全部被消化吸收，且消化率各不相同。一般混合膳食种营养素的吸收率分别为：

碳水化合物98％

脂肪95％

蛋白质92％。营养学上把每克产能营养素体内氧化产生的能量值称之为生热系数蛋白质：18.2×92％＝16.74kJ脂肪:39.54×95％＝37.56kJ碳水化合物：17.15×98％＝16.81kJ人体能量消耗基础代谢体力活动食物热效应生长发育（一）基础代谢基础代谢（basalmetabolism，BM）

安静、恒温（15～25℃）、禁食12h、静卧、清醒、放松时的能量消耗。基础代谢能量消耗(basicenergyexpenditure,BEE)基础代谢率（basalmetabolismrate,BMR）：

人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积（或每公斤体重）的能量消耗。静息代谢率（restingmetabolicrate,RMR）全身处于休息状态，禁食4hBEE的计算方法1.体表面积法体表面积(m2)=0.00659×身高(cm)+0.0126×体重(kg)-0.1603BEE＝24×体表面积×BMR－10％×熟睡时间×体表面积×BMR2.直接计算法男BEE＝66+13.7×体重(kg)＋5.0×身长(cm)－6.8×年龄(y)女BEE＝65.5+9.5×体重(kg)＋1.8×身长(cm)－4.7×年龄(y)3.WHO建议方法Schofield公式影响基础代谢的因素1.体格

体表面积、瘦体质量（消耗占BM的70％～80％）2.不同生理、病理情况

年龄、孕妇、发热或代谢亢盛性疾病3.环境条件的影响升高：过冷/过热、摄食量大、紧张（“适应性生热作用”）降低：禁食、饥饿或少食4.某些特殊物质

尼古丁、咖啡刺激BM升高通常情况：占人体总能量消耗的15％～30％。体力活动消耗能量的影响因素：

肌肉发达程度