1.4.2.3碳水化合物 糖类化合物

1营养与健康四川师范大学生命科学学院21.4.2.3碳水化合物3

一.碳水化合物的分类：碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化合物。根据分子结构的繁简，分为单糖、双糖、寡糖和多糖四大类。4碳水化合物的分类：碳水化合物单糖双糖多糖膳食纤维糖原糊精淀粉乳糖

蔗糖果糖葡萄糖5（一）单糖：是最简单的糖类化合物，易溶于水，可直接被人体吸收利用。常见的有：

葡萄糖(glucose,G)：葡萄糖主要存在于植物性食物中，人血液中的糖是葡萄糖。

果糖(fructose,F)：果糖存在于水果中，蜂蜜中含量最高。果糖是甜度较高的一种糖，它的甜度是蔗糖的1.75倍。

半乳糖(galactose,Gal):半乳糖是乳糖的分解产物，吸收后在体内可转变为葡萄糖。6尤其应注意：在糖的吸收过程中，半乳糖和葡糖能与载体蛋白结合而被迅速吸收。7其它单糖

核糖(ribose)

脱氧核糖(deoxyribose)

阿拉伯糖(arabinose)

木糖(xylose)糖醇山梨醇(sorbitol)

甘露醇(mannitol)

木糖醇(xylitol)

麦芽糖醇(maltitol)

肌醇(inositol)8（二）双糖：是由两分子单糖脱去一分子水缩合而成的糖，易溶于水。它需要分解成单糖才能被身体吸收。常见的双糖有以下4种:

乳糖(1actose):乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成，存在于人和动物的乳汁中，其甜度只有蔗糖的六分之一。乳糖不易溶于水，因而在肠道中吸收较慢，有助于乳酸菌的生长繁殖，对预防婴幼儿肠道疾病有益。9

蔗糖(sucrose):蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖缩合而成，是我们日常生活中最常食用的糖。白糖、红糖、砂糖都是蔗糖。麦芽糖(maltose):麦芽糖是两分子葡萄糖缩合而成，谷类种子发芽时含量较高，麦芽中含量尤其高。

海藻糖(trehalose)

10（三）寡糖:指由3～10个单糖基构成的一类小分子多糖。如棉子糖(raffinose)

水苏糖(stachyose)11（四）多糖：是由许多单糖分子结合而成的高分子化合物，无甜味，不溶于水。

同多糖：由一种单糖基组成的多糖，如淀粉、纤维素等；

杂多糖：由不同单糖基组成的多糖，如香菇多糖。12同多糖主要包括：

糖原(glycogen)：糖原也叫动物淀粉，是动物体内贮存葡萄糖的一种形式，主要存在于肝脏和肌肉内。当体内血糖水平下降时，糖原即可重新分解成葡萄糖满足人体对能量的需要。13注意：构成糖原的结构单元：葡萄糖连接键：葡糖由a-1,4糖苷键连接形成直链片段,由a-1,6糖苷键连接形成分支点.

故糖原是具有多分支结构的生物大分子化合物.示糖原的结构15

淀粉(starch)：按照结构分为直链淀粉和支链淀粉.淀粉是谷类、薯类、豆类食物的主要成分。淀粉在消化酶的作用下可分解成糊精，再进一步消化成葡萄糖被吸收。注意：构成淀粉的结构单元：葡萄糖连接键：葡糖经a-1,4糖苷键连接成直链部分无分支经a-1,6糖苷键连接形成分支点有分支A直链淀粉的螺旋结构B直链淀粉-碘络合物示直链淀粉的二级结构——左手螺旋示支链淀粉或糖原19

纤维(fiber)：膳食纤维虽不能被人体消化用来提供能量，但仍有其特殊的生理功能。注意:

结构单元:葡萄糖

连接键:通过β-D-(1→4）糖昔键连接形成不分支的直链分子20二.碳水化合物的功能21(1)贮存和提供能量●

维持人体健康所需要的能量中，55～65％(60-70%)由糖类提供。糖原是肌肉和肝脏糖类化合物的储存形式，肝脏约储存机体内1／3的糖原。机体需要时肝脏中的糖原即可分解为葡萄糖以提供能量。碳水化合物在体内释放能量较快，供能也快，是神经系统和心肌的主要能源，也是肌肉活动时的主要燃料，对维持神经系统和心脏的正常供能，增强耐力，提高工作效率都有重要意义。22(2)构成组织及重要生命物质每个细胞内糖类含量约2~10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在。分布在细胞膜、细胞器膜、细胞质及细胞间基质中.糖和脂形成的糖脂是细胞与神经组织的结构成分之一。23(2)构成组织及重要生命物质此外，糖结合物广泛存在于各组织中：脑和神经组织中含大量糖脂，主要分布在髓鞘上；肾上腺、胃、脾、肝、肺、胸腺、视网、红细胞、白细胞等都含糖脂；一些具有重要生理功能的物质，如抗体、酶和激素的组成成分，也需糖类参与。24(3)节约蛋白质作用指当摄入足够的碳水化合物时，可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖，也即膳食中一定要有足够的糖类供给，以最大限度地将氨基酸用于合成蛋白质，减少蛋白质作为能量而消耗。25(4)抗生酮作用脂肪在体内分解代谢，需要葡萄糖的协同作用。脂肪酸被分解所产生的乙酰基需要与草酰乙酸结合进入三羧酸循环，最终被彻底氧化和分解产生能量。当膳食中碳水化合物供应不足时，草酰乙酸供应相应减少；体内脂肪或食物脂肪被动员并加速分解为脂肪酸来供应能量。26这一代谢过程中，由于草酰乙酸不足，脂肪酸不能彻底氧化而产生过多的酮体，酮体不能及时被氧化而在体内蓄积，以致产生酮血症和酮尿症。膳食中充足的碳水化合物可以防止上述现象的发生，因此称为碳水化合物的抗生酮作用。27（5）保护肝脏的作用又称解毒作用经糖醛酸途径生成的葡萄糖醛酸，是体内一种重要的结合解毒剂，在肝脏中能与许多有害物质如细菌毒素、酒精、砷等结合，以消除或减轻这些物质的毒性或生物活性，从而起到解毒作用。28最近的研究证实，不消化的碳水化合物在肠道菌的作用下发酵所产生的短链脂肪酸(shortchainfattyacid，SC-FA)有着广泛的解毒或者健康作用。非离子化酸性SCFA的生成可促进Na+~H+交换，刺激Na+的吸收；29丁酸还通过产能提供ATP增加细胞内C02，经碳酸酐酶作用产生H+而促进Na+~H+交换；Na+的吸收又刺激了SCFA的吸收。结肠粘膜上皮细胞对Na+

吸收增加，继之增加水的吸收，这正是由饮食性纤维生成的SCFA具有抗腹泻作用这一假设的理论依据。30(6)增强肠道功能非淀粉多糖类如纤维素和果胶、抗性淀粉、功能性低聚糖等抗消化的碳水化合物，虽不能在小肠消化吸收，但刺激肠道蠕动，增加了结肠的发酵，发酵产生的短链脂肪酸和肠道菌群增埴，有助于正常消化和增加排便量。31“益生元”(Prebiotics)是指能够选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，但不被宿主消化的物质，主要是碳水化合物。32益生元应具备四个条件：(1)在胃肠道的上部既不能水解，也不能被宿主吸收；(2)只能选择性对肠内有益菌（双歧杆菌等)有刺激生长繁殖或激活代谢功能的作用；(3)能够提高肠内有益于健康的优势菌群的构成和数量；(4)能起到增强宿主机体健康的作用。33常见的益生元有：低聚果糖、大豆低聚糖、异麦芽低聚糖、低聚乳果糖、低聚半乳糖、低聚甘露糖、低聚龙胆糖、低聚木糖等。这些低聚糖作为双歧杆菌增殖因子，不仅具有许多生理活性功能，而且由于低聚糖的性质与蔗糖近似，但热量和甜度比蔗糖低，可部分代替蔗糖，开发具有保健功能的各类食品，如乳制品（乳粉、豆乳粉、发酵乳、乳酸菌饮料）、饮料、冷冻食品、面包点心等。34●主要的能量营养素●改变食物的色、香、味、型对蛋白质的保护作用●提供膳食纤维增强肠道功能、有利粪便排出控制体重和减肥可降低血糖和血胆固醇预防结肠癌的作用

食物碳水化合物的功能：35供给：中国营养学会推荐我国居民的糖类化物的膳食供给量占总能量的55%～65%较为适宜（也有资料认为60%-70%为宜），其中精制糖占总能量10%以下。防止碳水化合物占总能量摄入的比例较低、脂肪占总能量比例较高。三.糖类化合物的供给和来源：36

来源：*谷类等粮食(供给淀粉)*根茎类、豆类食物*蔬菜水果(除含少量果糖外，还供给膳食纤维)37四.健康的助手

——膳食纤维38

膳食纤维（dietaryfiber）是糖类化合物中的一类非淀粉多糖。将其从糖类中分出来成为独立一节，是因为与人体健康密切相关。（一）膳食纤维的概念目前较为一致的定义为“非淀粉多糖”，即膳食纤维的主要成分为非淀粉多糖。39

膳食纤维主要成分是来自植物细胞壁的成分，包括纤维素、半纤维素、果胶和非多糖成分的木质素等。

膳食纤维根据其水溶性不同，分为：可溶性纤维(solublefiber)

不溶性纤维(insolublefiber)40

即用不同pH的溶液将非淀粉多糖分为两大类：一类为在某特定的pH溶液中可溶解的部分，称为可溶性纤维，另一类不溶的部分，称为不可溶性纤维。41不溶性纤维：纤维素(cellulose)

某些半纤维素(hemicellulose)

木质素(1ignin)可溶性纤维：果胶(pectin)

树胶(gum)

粘胶(mucilage)

少数半纤维素42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431.纤维素：

是植物细胞壁的主要成分；是由数千个葡萄糖通过β-D-(1→4）葡糖昔键连接起来的直链分子。纤维素的特性是不被肠道中的酶所水解，水溶性较小。因具有吸水性且不溶于水，故可增加食物体积。（二）膳食纤维的结构及特性：442.半纤维素：是由五碳糖和六碳糖连接起来的支链多聚糖。其分子量比纤维素小得多，是由木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸所组成。β-葡聚糖是β-(1→3)、(1→4)-D葡糖苷键连接的葡聚糖。葡聚糖的水溶性具有粘稠性，已证明它可以降低血清中胆固醇的水平。453.果胶：是存在于水果中的一种多糖，它含有许多甲基化羧基的果胶酸。果胶酸被酯化后可形成胶，当有钙盐存在时，可以增强其凝胶性。果胶是膳食纤维的重要成分，因其含有半乳糖醛酸而具有离子交换的特性，以及增强胶质的粘稠性。464.树胶和胶浆：树胶(gum)和粘胶(mucilage)存在于海藻、植物渗出液和种子中，这种胶浆具有凝胶性、稳定性和乳化等性能。因此，常被用于食品加工，使食品增稠，增加粘性

。475.抗性淀粉(RS):是在人的小肠内不能被吸收的淀粉及其分解产物。过去一直认为淀粉是可以完全消化的，然而现在已知有一部分淀粉在小肠的下部仍不能被消化，而是在肠内被发酵，这类抗性淀粉可以分为3种。48

抗性淀粉引起人们的兴趣，是因为可以通过加工的方法而将淀粉加工成富含抗性淀粉的食物，即含膳食纤维的食物。此类食物和非淀粉多糖一样不被a-淀粉酶所消化，因而起到有益于健康的作用。491.便秘：膳食纤维有很强的吸水性，可在肠道内吸收水分，增加粪便体积并使之变软利于排出。可刺激肠道蠕动，缩短肠内容物通过肠道的时间。故膳食纤维有肠道“清洁工”之称；吃水果和蔬菜或吃小麦有缓解便秘的作用；这些食物中的纤维摄人可以增加粪便的重量。（三）膳食纤维与相关疾病502.肥胖病：膳食纤维因可增加胃内的填充物、延缓胃内容物的排空、使葡萄糖的吸收趋于平缓、减少胰岛素的分泌、增加饱腹感、降低消化率、增加由粪便排出能量等，故可用于肥胖病防治。

513.糖尿病：许多研究证实膳食纤维补充剂或富含膳食纤维的食物可降低血糖。这些纤维多为可溶性纤维，在胃内形式很粘稠的物质，这些粘性物影响了葡萄糖的吸收和利用，致使餐后血糖不会突然上升。524.心血管疾病：已知多吃含有全部纤维的淀粉类糖类有益于预防高脂血症及缺血性心脏病。现已明确某些膳食纤维能降低血清胆固醇，但对甘油三醋及高密度脂蛋白不起作用。膳食纤维降低血胆固醇是由于一些纤维可能降低了膳食中胆固醇的吸收。果胶和燕麦麸能使胆酸库中的脱氧胆酸增加，而脱氧胆酸能使从食物来的胆固醇的吸收减少。535.癌症：膳食纤维与肠癌相关流行病学证实，蔬菜和水果的摄人量与肠癌的发病危险因素呈负相关，应当说与水果、蔬菜中富含膳食纤维有关。54膳食纤维预防肠癌的可能机制：①增加了粪便量，缩短了粪便在大肠内存留的时间，稀释了致癌物；②粘着了胆酸或其他致癌物；55③细菌使膳食纤维分解产生短链脂肪酸，降低了粪便的pH，以及抑制了致癌物的产生；④改变了大肠中的菌相；⑤增加了肠腔内的抗氧化剂。56

膳食纤维虽然有上述有益作用，但过多的膳食纤维会妨碍矿物质、微量元素和维生素的吸收，这是它不利的一面。目前尚未制定出膳食纤维供给量标准，有学者建议以每人每日摄入量20-35克。57（四）膳食纤维的主要特征：吸水作用黏滞作用结合胆酸作用阳离子交换作用58（五）膳食纤维的来源：

添加可溶性膳食纤维。如果胶（主要来自水果）、鲜魔芋加工制成的魔芋精粉，主要成分味葡糖甘露聚糖，溶水后可形成溶胶，易被吸收；补充不溶性纤维。如麸皮、豆皮等，但用量不宜过大；59

采用富含纤维的天