第三章 碳水化合物的营养-多

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

2、数 水解终产物 甜度 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 （

3、2）葡萄糖+葡萄糖 脱水 麦芽糖 （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

4、芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖、低聚木糖 非淀粉多糖 （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

5、,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

6、.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 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

7、酸 乙酰CoA -羟丁酸 丙 酮 糖 草酰乙酸 CO2+H2O,28,5）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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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（20-25%），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,

13、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: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（

14、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0.5-3.0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、

15、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

16、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、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，

17、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

18、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

19、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

20、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、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

21、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、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，

22、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、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

23、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