碳水化合物2013-6

1、第六節(jié)第六節(jié) 碳水化合物碳水化合物Carbohydrate 第六節(jié)第六節(jié) 碳水化合物碳水化合物 （Carbohydrate）顧名思義：由碳、氫、氧三種元素組成，氫、氧比例恰為顧名思義：由碳、氫、氧三種元素組成，氫、氧比例恰為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），蔗糖分子式為），蔗糖分子式為C12H22O11（12C+11H2O）等；）等；但后來發(fā)現(xiàn)一些不屬于碳水化合物的分子也有同樣的元素組成比例，但后來發(fā)現(xiàn)一些不屬于碳水化合物的分子也有同樣的元素組成比例，如甲醛（如甲醛（CH2O）、醋酸（）、醋酸（C2H4O2）等；）等；糖（糖（glugide）

2、也使用，但并不都有甜味。）也使用，但并不都有甜味。廣泛存在于動植物；構成其結構的骨架物質(zhì)如膳食纖維、果膠、黏廣泛存在于動植物；構成其結構的骨架物質(zhì)如膳食纖維、果膠、黏多糖和幾丁質(zhì)，生物代謝的儲備物質(zhì)如淀粉、糊精、菊糖和糖原等。多糖和幾丁質(zhì)，生物代謝的儲備物質(zhì)如淀粉、糊精、菊糖和糖原等。第六節(jié)第六節(jié) 碳水化合物碳水化合物 （Carbohydrate） 一、碳水化合物分類一、碳水化合物分類 是人類食物能量的主要來源，通式：是人類食物能量的主要來源，通式：(CH2O)n營養(yǎng)學上一般分為營養(yǎng)學上一般分為： 糖：單糖糖：單糖(monosaccharide)，雙糖，雙糖(disaccharide)、 寡糖

3、寡糖(oligosaccharide) 多糖多糖(polysaccharide)（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類據(jù)據(jù)FAO/WHO-1998年碳水化合物和人類營養(yǎng)專家報告，分三類年碳水化合物和人類營養(yǎng)專家報告，分三類分類（分類（DPDP）亞組亞組 組成組成糖（糖（1 12 2個單糖）個單糖）單糖單糖單糖葡萄糖，半乳糖單糖葡萄糖，半乳糖雙糖雙糖蔗糖，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個單糖）個單糖）異麥芽低聚寡糖異麥芽低聚寡糖麥芽糊精麥芽糊精其他寡糖其他寡糖 棉子糖，水蘇糖，低聚果糖棉子糖，水蘇糖，低聚果糖多

4、糖（多糖（1010個單糖）個單糖）淀粉淀粉直鏈淀粉，支鏈淀粉，變性淀粉直鏈淀粉，支鏈淀粉，變性淀粉非淀粉多糖非淀粉多糖 纖維素，半纖維素，果膠，親水膠質(zhì)物纖維素，半纖維素，果膠，親水膠質(zhì)物（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類糖的性質(zhì)來源于兩大特性：糖的性質(zhì)來源于兩大特性： 小腸消化小腸消化功能，血糖功能，血糖 結腸發(fā)酵結腸發(fā)酵腸道健康腸道健康1. 糖糖 包括單糖、雙糖、糖醇包括單糖、雙糖、糖醇（1）單糖：）單糖：不能被水解的，是不能被水解的，是糖類的基本單位，糖類的基本單位，如如葡萄糖葡萄糖(glucose)：果糖果糖(fructose)：水果、蜂蜜：水果、蜂蜜 （

5、一）根據(jù)化學結構和生理作用分類（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類1. 糖糖 包括單糖、雙糖、糖醇包括單糖、雙糖、糖醇（2 2）雙糖）雙糖 兩個單糖縮合而成，兩個單糖縮合而成， 蔗糖蔗糖(sucrose) ：葡萄糖：葡萄糖+ +果糖，商業(yè)意義最大，甘蔗果糖，商業(yè)意義最大，甘蔗 麥芽糖麥芽糖(maltose)：葡萄糖：葡萄糖+ +葡萄糖，麥芽葡萄糖，麥芽 乳糖乳糖(1actose)： 葡萄糖葡萄糖+ +半乳糖，來自乳品半乳糖，來自乳品 （一）根據(jù)化學結構和生理作用分類（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類1. 糖糖 包括單糖、雙糖、糖醇包括單糖、雙糖、糖醇（3）糖醇：）糖醇：單糖還原后的產(chǎn)物，廣泛存在于植

6、物中。單糖還原后的產(chǎn)物，廣泛存在于植物中。如如 山梨醇、甘露醇山梨醇、甘露醇 、木糖醇、木糖醇 、麥芽糖醇、麥芽糖醇 其他其他 ：戊糖：戊糖 阿拉伯糖阿拉伯糖 ：根莖類蔬菜中；：根莖類蔬菜中； 提供能量少，消化吸收慢，用于食品加工業(yè)提供能量少，消化吸收慢，用于食品加工業(yè)(甜味劑甜味劑) （一）根據(jù)化學結構和生理作用分類（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類2.2.寡糖寡糖 由由310個單糖通過糖苷鍵構成，又稱個單糖通過糖苷鍵構成，又稱低聚糖低聚糖；多數(shù)低聚糖不能多數(shù)低聚糖不能或部分被消化吸收，在結腸被益生菌利用，產(chǎn)生短鏈脂肪酸?；虿糠直幌眨诮Y腸被益生菌利用，產(chǎn)生短鏈脂肪酸。低聚果糖：洋蔥、大

7、蒜、香蕉等低聚果糖：洋蔥、大蒜、香蕉等異麥芽低聚糖異麥芽低聚糖: : 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：可作為功能性食品的基料，部分代替蔗糖應用于大豆低聚糖：可作為功能性食品的基料，部分代替蔗糖應用于清涼飲料、酸奶、乳酸菌飲料、冰淇淋、糕點、巧克力等食品中清涼飲料、酸奶、乳酸菌飲料、冰淇淋、糕點、巧克力等食品中；豆類棉子糖：葡萄糖豆類棉子糖：葡萄糖+ +果糖果糖+ +半乳糖，產(chǎn)氣半乳糖，產(chǎn)氣腸脹氣腸脹氣豆類水蘇糖：葡萄糖豆類水蘇糖：葡萄糖+ +果糖果糖+ +半乳糖半乳糖+ +半乳糖半乳糖（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類（一）根據(jù)化學結構和生理作用分類3

8、.多糖多糖 由由10個以上單糖通過個以上單糖通過1,4或或1,6糖苷鍵組成；糖苷鍵組成； 一般不溶于水，無甜味，不形成結晶，無還原性；一般不溶于水，無甜味，不形成結晶，無還原性； 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 直鏈淀粉：直鏈淀粉： 支鏈淀粉：支鏈淀粉： 膳食纖維膳食纖維：難以消化難以消化 抗性淀粉抗性淀粉 纖維素、木質(zhì)素、抗性低聚糖纖維素、木質(zhì)素、抗性低聚糖 果膠果膠：可溶于水可溶于水種類種類主要食物來源主要食物來源主要功能主要功能不溶性纖維不溶性纖維木木 質(zhì)質(zhì) 素素纖纖 維維 素素半纖維素半纖維素 所有植物所有植物所有植物（如小麥制品）所有

9、植物（如小麥制品）小麥、黑麥、大米、蔬菜小麥、黑麥、大米、蔬菜 正在研究之中正在研究之中增加糞便體積增加糞便體積促進胃腸蠕動促進胃腸蠕動 可溶性纖維可溶性纖維 果膠、樹膠、粘膠果膠、樹膠、粘膠 少數(shù)半纖維素少數(shù)半纖維素 柑橘類、燕麥制品柑橘類、燕麥制品和豆類和豆類 延緩胃排空時間、減緩葡萄延緩胃排空時間、減緩葡萄糖吸收、降低血膽固醇糖吸收、降低血膽固醇 膳食纖維的種類、食物來源和主要功能膳食纖維的種類、食物來源和主要功能譯自：譯自：Perspective in Nutrition，第三版，第，第三版，第82頁，頁，1996年。年。 （二）其他術語（二）其他術語1.1可可消化的碳水化合物：消化的

10、碳水化合物：糖糖吸收利用，提供能量吸收利用，提供能量1.2不可消化的：結腸細菌不可消化的：結腸細菌發(fā)酵形成短鏈脂肪酸或益生菌發(fā)酵形成短鏈脂肪酸或益生菌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、果糖等不被人體消化系統(tǒng)消化，但能夠選擇性促進有益腸道不被人體消化系統(tǒng)消化，但能夠選擇性促進有益腸道益生菌生長，達到調(diào)節(jié)腸道菌群促進健康，如乳果糖，益生菌生長，達到調(diào)節(jié)腸道菌群促進健康，如乳果糖，低聚麥芽糖等。低聚麥芽糖等。（二）其他術語（二）其他術語3.血糖指數(shù)（血糖指數(shù)（glycemic index GI）（1）概念）概念 食用含碳水化物食用含碳水化物50克的食物與

11、相當量的標準食物克的食物與相當量的標準食物（葡萄糖）后，體內(nèi)血葡萄糖曲線下面積的比值。簡單說，就（葡萄糖）后，體內(nèi)血葡萄糖曲線下面積的比值。簡單說，就是衡量食物引起餐后血糖反應是衡量食物引起餐后血糖反應 的一項有效指標。的一項有效指標。1005050答克葡萄糖的餐后血糖應糖應答克碳水化物的食物的血含有GI影響因素：食物種類、成熟度、淀粉結構和含量影響因素：食物種類、成熟度、淀粉結構和含量 加工制作方法加工制作方法 、食物成分。、食物成分。 （二）其他術語（二）其他術語3.血糖指數(shù)（血糖指數(shù)（glycemic index GI）（2）血糖指數(shù)應用）血糖指數(shù)應用指導合理膳食有效控制血糖：運動員指導

12、合理膳食有效控制血糖：運動員 高，高，DM 低低 控制體重：低血糖指數(shù)有助于控制體重、血脂、血糖控制體重：低血糖指數(shù)有助于控制體重、血脂、血糖改善胃腸功能：低血糖指數(shù)有助于腸道益生菌繁殖；改善胃腸功能：低血糖指數(shù)有助于腸道益生菌繁殖；高高GI 進入胃腸道后消化快，吸收完全，葡萄糖迅速進入血液。進入胃腸道后消化快，吸收完全，葡萄糖迅速進入血液。低低GI 在胃內(nèi)停留時間長，釋放緩慢，葡萄糖進入血液后峰值低，在胃內(nèi)停留時間長，釋放緩慢，葡萄糖進入血液后峰值低，下降速度慢。下降速度慢。GI可用于病人管理、居民教育、運動員膳食管理可用于病人管理、居民教育、運動員膳食管理 部分食物的生糖指數(shù)（葡萄糖部分食

13、物的生糖指數(shù)（葡萄糖=100） 食物名稱食物名稱 GI 食物名稱食物名稱 GI粳米粳米 95 糯米糯米 95全麥粉面包全麥粉面包 69 大麥粉大麥粉 66 白面包白面包 70 鮮桃鮮桃 28 梨梨 36 蘋果蘋果 36 香蕉香蕉 53 紅小豆紅小豆 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 脫脂牛奶脫脂牛奶 32 3.食物血糖生成指數(shù)食物血糖生成指數(shù) （GI） 評價食物或膳食對血糖的影響；用于糖尿病、高血壓及評價食物或膳食對血糖的影響；用于糖尿病、高血壓及肥胖的膳食管理，社區(qū)教育。肥胖的膳食管理，社區(qū)教育。4.血糖負荷血糖負荷(GL): 反映

14、特定食品中碳水化合物的數(shù)量與質(zhì)量反映特定食品中碳水化合物的數(shù)量與質(zhì)量 =攝入糖水化合物量攝入糖水化合物量 GI/100常見食物的血糖生成指數(shù)常見食物的血糖生成指數(shù)食物名稱食物名稱GI食物名稱食物名稱GI食物名稱食物名稱GI饅頭饅頭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大麥粉大麥粉66.0梨梨36.0面條面條81.6菠蘿菠蘿66.0蘋果蘋果36.0大米大米83.2閑趣餅干閑趣餅干47.1藕粉藕粉32.6烙餅烙餅79.6蕎麥蕎麥54.0鮮桃鮮桃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

15、瓜75.0香蕉香蕉52.0綠豆綠豆27.2油條油條74.9獼猴桃獼猴桃52.0四季豆四季豆27.0蕎麥面條蕎麥面條59.3山藥山藥51.0面包面包87.9西瓜西瓜72.0酸奶酸奶48.0可樂可樂40.3小米小米71.0牛奶牛奶27.6大豆大豆18.0胡蘿卜胡蘿卜71.0柑柑43.0花生花生14.0二、碳水化合物的消化吸收與功能二、碳水化合物的消化吸收與功能主要有主要有兩種形式兩種形式：小腸消化（主要）小腸消化（主要）、結腸發(fā)酵結腸發(fā)酵單糖單糖：直接在小腸消化吸收；：直接在小腸消化吸收；雙糖雙糖：經(jīng)酶（小腸粘膜上皮細胞豐富的：經(jīng)酶（小腸粘膜上皮細胞豐富的-糊精酶、糖淀粉糊精酶、糖淀粉酶、麥芽糖酶

16、、蔗糖酶、乳糖酶等）水解后再吸收；酶、麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等）水解后再吸收；部分寡糖和多糖部分寡糖和多糖：經(jīng)酶水解成葡萄糖后吸收；：經(jīng)酶水解成葡萄糖后吸收；小腸不能消化部分小腸不能消化部分：到結腸經(jīng)細菌發(fā)酵再吸收：到結腸經(jīng)細菌發(fā)酵再吸收（產(chǎn)生氫氣、甲烷、二氧化碳、短鏈脂肪酸等，還可促進（產(chǎn)生氫氣、甲烷、二氧化碳、短鏈脂肪酸等，還可促進腸道有益菌生長繁殖）。腸道有益菌生長繁殖）。（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、麥芽糖等，有限?？谇唬和僖旱矸勖缸饔糜谄咸烟?、麥芽糖等，有限。胃：唾液淀粉酶繼續(xù)作用與滅活；基本不消化淀粉。胃：唾液淀粉酶繼續(xù)作用與滅活；基

17、本不消化淀粉。小腸：主要場所小腸：主要場所，小腸黏膜上皮細胞表面上的消化：，小腸黏膜上皮細胞表面上的消化：豐富的消化酶；胰液的豐富的消化酶；胰液的 -淀粉酶使淀粉變成麥芽糖；最淀粉酶使淀粉變成麥芽糖；最終完全消化成大量的葡萄糖及少量的果糖及半乳糖。終完全消化成大量的葡萄糖及少量的果糖及半乳糖。結腸：不被消化的碳水化合物被結腸菌群分解，發(fā)酵結腸：不被消化的碳水化合物被結腸菌群分解，發(fā)酵。可消化性碳水化合物吸收：主要經(jīng)消化變?yōu)槠咸烟?、果糖、可消化性碳水化合物吸收：主要?jīng)消化變?yōu)槠咸烟?、果糖、半乳糖等單糖被細胞吸收；半乳糖等單糖被細胞吸收；三個途徑三個途徑主動吸收主動吸收：主要受吸收面積、鈉離子電化

18、學梯度等；：主要受吸收面積、鈉離子電化學梯度等； 可逆濃度梯度轉運：鈉鉀可逆濃度梯度轉運：鈉鉀ATP泵泵被動吸收被動吸收細胞間隙直接吸收細胞間隙直接吸收（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與功能二、碳水化合物的消化吸收與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進入大腸，在細菌作用下產(chǎn)酸產(chǎn)氣引乳糖未被吸收而進入大腸，在細菌作用下產(chǎn)酸產(chǎn)氣引起胃腸不適起胃腸不適主要是先天缺少乳糖酶主要是先天缺少乳糖酶可選擇發(fā)酵乳制品可選擇發(fā)酵乳制品老人消

19、化糖的酶不減低，故不影響消化老人消化糖的酶不減低，故不影響消化（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能體內(nèi)碳水化合物的功能（葡萄糖體內(nèi)碳水化合物的功能（葡萄糖 + 糖原糖原 + 含糖復合物含糖復合物）1.貯存和提供能量貯存和提供能量: 腦、紅細胞和神經(jīng)組織能量需要腦、紅細胞和神經(jīng)組織能量需要, 4kcal/g，提供機體，提供機體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.是機體的構成成分：是機體的構成成分：構成細胞組織構成細胞組織,如細胞膜上的糖脂與糖蛋白；如細胞膜上的糖脂與糖蛋白；識別與黏著作用：粘蛋白、細胞膜糖蛋白還有；識別與黏著作用：粘蛋白

20、、細胞膜糖蛋白還有；關節(jié)腔的潤滑作用、控制細胞膜通透關節(jié)腔的潤滑作用、控制細胞膜通透高糖促進蛋白質(zhì)糖基化，如糖尿病的眼晶狀體病變，白內(nèi)障高糖促進蛋白質(zhì)糖基化，如糖尿病的眼晶狀體病變，白內(nèi)障（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能3.血糖調(diào)節(jié)血糖調(diào)節(jié)與攝入碳水化合物的含量、類型和總量有關。與攝入碳水化合物的含量、類型和總量有關。代謝調(diào)節(jié)：肝糖原酵解與糖異生，肝臟是主要調(diào)節(jié)器代謝調(diào)節(jié)：肝糖原酵解與糖異生，肝臟是主要調(diào)節(jié)器官官激素調(diào)節(jié)：胰島素激素調(diào)節(jié)：胰島素/胰高血糖素胰高血糖素腎上腺素腎上腺素甲狀腺素甲狀腺素糖皮質(zhì)激素糖皮質(zhì)激素生長激素生長激素糖代謝與血糖的調(diào)節(jié)糖代謝與血糖的調(diào)節(jié)糖代謝：糖代謝

21、：酵解：酵解：Glu 2-丙酮酸丙酮酸+8ATP丙酮酸氧化丙酮酸氧化: 2-丙酮酸丙酮酸 2-乙酰輔酶乙酰輔酶A+CO2+6ATP三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)： 2-乙酰輔酶乙酰輔酶A 4CO2+24ATP磷酸戊糖通路磷酸戊糖通路: 肝臟肝臟,紅細胞，提供合成核酸的核糖紅細胞，提供合成核酸的核糖糖原糖原葡萄糖異生：非糖物質(zhì)產(chǎn)生糖，如氨基酸，脂肪酸葡萄糖異生：非糖物質(zhì)產(chǎn)生糖，如氨基酸，脂肪酸半乳糖代謝：與葡萄糖構型不同，可互相轉化半乳糖代謝：與葡萄糖構型不同，可互相轉化果糖代謝果糖代謝（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能4.節(jié)約蛋白質(zhì)作用節(jié)約蛋白質(zhì)作用 (sparing protein act

22、ion)和抗生酮作用和抗生酮作用 攝入足夠的碳水化合物可以防止體內(nèi)和膳食中的蛋白攝入足夠的碳水化合物可以防止體內(nèi)和膳食中的蛋白質(zhì)轉變?yōu)槠咸烟牵垂?jié)約蛋白質(zhì)作用（質(zhì)轉變?yōu)槠咸烟?，即?jié)約蛋白質(zhì)作用（sparing protein action）協(xié)助脂肪氧化，抗生酮作用協(xié)助脂肪氧化，抗生酮作用(antiketogenesis)保護肝臟的作用：解毒保護肝臟的作用：解毒計算輸液用葡萄糖水能量計算輸液用葡萄糖水能量1 mol Glu 2870kj(686kcal)Glu 分子量分子量=1801g Glu 產(chǎn)能產(chǎn)能=2870/180=15.94kj(3.81kcal) 16kj(4kcal)WHO定義定義G

23、lu 15.68kj/g(3.75kcal/g),淀粉淀粉17.14kj(4.1kcal/g)輸液用輸液用Glu含一分子結晶水含一分子結晶水,則則1g Glu 產(chǎn)能產(chǎn)能3.75180/1985%Glu每升產(chǎn)能每升產(chǎn)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.膳食纖維的生理作用膳食纖維的生理作用（1）增加飽腹感，控制體重和減肥）增加飽腹感，控制體重和減肥：吸水膨脹，可溶性纖維黏吸水膨脹，可溶性纖維黏度高，延緩胃排空。度高，延緩胃排空。（2）增強胃腸道功能有利糞便排出）增強胃腸道功能有利糞便排出 ：吸水膨脹，使糞便變軟：吸水膨脹，使糞便變軟，刺激腸道蠕動，增加糞便量、增加

24、排便次數(shù)，刺激腸道蠕動，增加糞便量、增加排便次數(shù) ；（3）降低血糖和膽固醇：減少糖吸收，胰島素分泌減少，膽固）降低血糖和膽固醇：減少糖吸收，胰島素分泌減少，膽固醇合成減少；吸附膽汁酸、脂肪吸收減少，發(fā)酵后產(chǎn)生短鏈脂醇合成減少；吸附膽汁酸、脂肪吸收減少，發(fā)酵后產(chǎn)生短鏈脂肪酸，進入體內(nèi)后減少膽固醇合成；肪酸，進入體內(nèi)后減少膽固醇合成；（4）改變腸道菌群：提供腸道菌發(fā)酵底物，降低）改變腸道菌群：提供腸道菌發(fā)酵底物，降低PH，誘導益生，誘導益生菌繁殖。菌繁殖。（三）碳水化合物的功能（三）碳水化合物的功能5.膳食纖維的生理作用膳食纖維的生理作用（5）有利于防癌）有利于防癌稀釋了潛在的致癌物稀釋了潛在的致癌物刺激益生菌生長刺激益生菌生長調(diào)節(jié)腸道調(diào)節(jié)腸道pHpH維持腸粘膜屏障維持腸粘膜屏障膽汁酸降解減少膽汁酸降解減少保護腸粘膜細胞保護腸粘膜細胞, ,預防基因損傷預防基因