第四章 碳水化合物教材

第四章碳水化合物

教學(xué)目的：通過本節(jié)教學(xué)，使學(xué)生了解碳水化合物的主要功能；食物糖、蛋白質(zhì)、脂肪的攝入量與體脂的關(guān)系，碳水化合物消化、吸收和代謝；常見活性多糖的生理功能；血糖指數(shù)（GI）的對(duì)糖類食物選擇的重要作用。學(xué)習(xí)要求：通過學(xué)習(xí)，掌握碳水化合物、膳食纖維概念、營養(yǎng)分類和食物來源；糖類（碳水化合物節(jié)約蛋白質(zhì)作用、碳水化合物的抗生酮作用）、膳食纖維主要生理功能；了解常見活性多糖的生理功能；血糖指數(shù)（GI）的對(duì)糖類食物選擇的重要作用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)碳水化合物、膳食纖維概念、營養(yǎng)分類和食物來源；糖類（碳水化合物節(jié)約蛋白質(zhì)作用、碳水化合物的抗生酮作用）、膳食纖維主要生理功能第一節(jié)碳水化合物的功能

一、體內(nèi)碳水化合物的功能

1、供能與的節(jié)約蛋白質(zhì)作用

當(dāng)攝入足夠的碳水化合物時(shí)，可以防止體內(nèi)和膳食中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，這是所謂的節(jié)約蛋白質(zhì)作用。2、構(gòu)成體質(zhì)

碳水化合物是構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)，并參與細(xì)胞的許多生命活動(dòng)。3、維持神經(jīng)系統(tǒng)的功能盡管大多數(shù)體細(xì)胞可由脂肪和蛋白質(zhì)代替糖作為能源，但是腦、神經(jīng)和肺組織卻需要葡萄糖作為能源物質(zhì)，若血中葡萄糖水平下降，腦缺乏葡萄糖可產(chǎn)生不良反應(yīng)。4、有益腸道功能

如乳糖可促進(jìn)腸中有益菌的生長，也可加強(qiáng)鈣的吸收。5、食品加工中的重要原、輔材料

很多工業(yè)食品都含有糖，并且對(duì)食品的感官性狀有重要作用。二、食物碳水化合物的功能

1、主要的能量營養(yǎng)素2、改變食物的色、香、味、型3、提供膳食纖維（1）增強(qiáng)腸道功能、有利糞便排出（2）控制體重和減肥（3）可降低血糖和血膽固醇（4）預(yù)防結(jié)腸癌的作用第二節(jié)食品中重要的碳水化合物

碳水化合物(carbohydrate)的分類：按其化學(xué)組成、生理作用和健康意義可分為：1、糖：包括單糖(monosaccharide、雙糖(disaccharide)和糖醇。2、低聚糖：包括低聚異麥芽糖和其它低聚糖。3、多糖(polysaccharide)。包括淀粉和非淀粉一、糖糖是指能夠準(zhǔn)確測(cè)定的碳水化合物。1、單糖：食品中的單糖主要是葡萄糖和果糖和半乳糖。單糖為結(jié)晶體，易溶于水，有甜味，是糖類的基本組成單位，不能再水解成更小的糖分子，可直接被人體吸收。單糖的常見分子式是C6H12O6（1）葡萄糖(glucose)葡萄糖主要由淀粉水解而來，還可來自蔗糖、乳糖等的水解。是雙糖和多糖的基本組成部分，廣泛存在于植物和動(dòng)物體中。葡萄糖的功能：有些器官完全依靠葡萄糖供給所需的能量，如大腦每日需100—120克葡萄糖。此外，腎髓質(zhì)、肺組織和紅細(xì)胞等也必須依靠葡萄糖供能?？芍苯颖蝗梭w吸收，也可作為營養(yǎng)食品直接食用。（2）果糖(fructose)果糖的甜度很高，是糖類中最甜的物質(zhì)。主要存在于水果和蜂蜜中，人體易于吸收，在體內(nèi)被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)楦翁牵缓笤俜纸鉃槠咸烟?。?）半乳糖(galactose)乳糖經(jīng)消化后，一半轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘?，一半為葡萄糖，半乳糖不單?dú)存在于天然食物中，但在乳中和腦髓里都有半乳糖成分，是神經(jīng)組織的重要成分。2、雙糖是由兩個(gè)分子單糖脫去一分子水縮合而成的化合物，多為結(jié)晶體，味甜，易溶于水。雙糖的分子式為：C12H22011（1）蔗糖

蔗糖由一分子葡萄糖與一分子果糖縮合失水而成，在酶的作用下或與酸共熱，水熱生成葡萄糖與果糖。H+C12H22011+H20→C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖蔗糖廣泛存在于植物中，以甘蔗和甜菜中含量最多，日常食用的白糖、紅塘都是蔗糖，蔗糖易溶于水，熔點(diǎn)為160℃-186℃，加熱到200℃便成為棕褐色的焦糖。蔗糖易于發(fā)酵，所以易引起蛀齒。（2）異構(gòu)蔗糖是由葡萄糖與果糖以α—1，6糖苷鍵相連的右旋糖。性質(zhì)與蔗糖相似，但耐酸性強(qiáng)。（3）麥芽糖

是由兩分子葡萄糖縮合失水而成，在酸或酶的作用下水解，生產(chǎn)兩分子葡萄糖。H+C12H22011+H20→2C6H12O6（或酶）麥芽糖大量存在于發(fā)芽的谷粒，特別是麥芽中。是甜食中的重要糖質(zhì)原料。（4）乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合失水而成，乳糖不易溶解，味道不是很甜，能在酸或酶的作用下生產(chǎn)葡萄糖和半乳糖。H+C12H22011+H20→C6H12O6+C6H12O63、糖醇

山梨醇(sorbitol)甘露醇(mannitol)木糖醇(xylitol)麥芽糖醇(maltitol)肌醇(inositol)二、低聚糖又稱寡糖，是指由3～9個(gè)單糖構(gòu)成的一類小分子多糖。1、大豆低聚糖：是指從大豆中提取的可溶性低聚糖的總稱。主要成分為綿子糖和水蘇糖，同時(shí)也存在一定量的蔗糖和其它成分。2、低聚異麥芽糖：是指由2-5個(gè)葡萄糖單位構(gòu)成，主要成分包括異麥芽四糖和異麥芽五糖等。3、低聚果糖：是在蔗糖分子的果糖一側(cè)連接1-3個(gè)果糖而成，并分別稱為蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖，低聚果糖不能被人體消化酶分解、利用，有提高機(jī)體免疫力，刺激腸道蠕動(dòng)，防止便秘的作用。4、低聚乳果糖：是將蔗糖分解產(chǎn)生的果糖基轉(zhuǎn)移到乳糖還原性末端C1的羥基上，生產(chǎn)半乳糖基蔗糖而成。其甜味類似蔗糖，幾乎不被人體消化吸收，可供糖尿病人食用。三、多糖大多數(shù)都是分子量很大而形成膠態(tài)溶液的物質(zhì)，無甜味，非晶體，是動(dòng)、植物的儲(chǔ)存物質(zhì)，由10個(gè)或10個(gè)以上單糖單位構(gòu)成，可氛圍淀粉多糖和非淀粉多糖兩部分。1、淀粉（1）淀粉是重要的多糖，也是人類膳食中熱能的主要來源，淀粉是由許多葡萄糖分子脫水縮聚而成的高分子化合物。由于其碳原子連接方式不同，可分為直鏈淀粉與支鏈淀粉。直鏈淀粉有300-400個(gè)葡萄糖分子的殘基結(jié)合成的鏈狀結(jié)構(gòu)，能溶于水；而支鏈淀粉只能在熱水中膨脹，而不溶于熱水，支鏈淀粉在鏈狀結(jié)構(gòu)上有分支。（2）淀粉無味，不溶于冷水，但和水共同加熱就會(huì)形成糊狀，具有粘性，淀粉在酸或酶的作用下最終分解產(chǎn)物是葡萄糖。2、改性淀粉

是指利用化學(xué)、物理甚至基因工程的方法改變天然淀粉的理化性質(zhì)，用以滿足食品加工所需功能特性的一類淀粉。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；促進(jìn)或抑制凝膠形成；增加凝膠強(qiáng)度，減少凝膠脫水收縮；提高凝膠穩(wěn)定性；改變?nèi)榛饔煤屠鋬觥鈨龅姆€(wěn)定性。3、抗性淀粉

是天然存在的，在健康人小腸中不被消化、吸收的淀粉，可分以下三種：（1）生理受限淀粉（2）特殊淀粉顆粒（3）老化淀粉4、非淀粉多糖是指除淀粉以外的多糖，包括纖維素、半纖維素、果膠、以及植物膠、樹膠、藻類多糖等。第三節(jié)食品加工對(duì)碳水化合物的影響

一、淀粉水解食品工業(yè)中常用大麥芽為酶原水解淀粉，得到糊精和麥芽糖的混合物，稱謂飴糖，飴糖食入后在體內(nèi)水解為葡萄糖后被吸收、利用。二、淀粉的糊化與老化淀粉糊化后消化性增強(qiáng)，未糊化的淀粉較難消化。糊化淀粉緩慢冷卻后可再回變?yōu)殡y以消化的淀粉，即淀粉的老化，利用這一性質(zhì)可制作方便食品。三、瀝濾損失

加工期間沸水燙漂后的瀝濾操作，可使果蔬裝罐時(shí)的低分子碳水化合物、甚至膳食纖維受到一定損失。其損失依據(jù)不同情況而異。四、焦糖化作用

是糖類在不含氨基化合物時(shí)加熱到其熔點(diǎn)以上的結(jié)果，經(jīng)一系列變化，生成焦糖等褐色物質(zhì)，并失去營養(yǎng)價(jià)值。五、羰氨反應(yīng)

在食品中有氨基化合物存在時(shí)，還原糖伴隨熱加工，或長期儲(chǔ)存與之發(fā)生的反應(yīng)。經(jīng)過一系列變化生成褐色聚合物，在消化道中不能水解，無營養(yǎng)價(jià)值，但是如果控制適當(dāng)，在食品加工中可使某些產(chǎn)品如焙烤食品得到良好的色、香、味。羰氨反應(yīng)分起始階段、中間階段和終末階段。第四節(jié)碳水化合物的攝取與食物來源

一、碳水化合物的攝取

碳水化合物是人類最易獲得也是最經(jīng)濟(jì)的供能物質(zhì)。但攝食過多可妨礙機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪的需要，若占總能比例的百分?jǐn)?shù)大于80%和小于40%是對(duì)健康不利的兩個(gè)極端，所以碳水化合物的供能量多在50%—65%之間。碳水化合物的供給總能量包括碳水化物的攝入不能過多。防止碳水化合物占總能量攝入的比例較低、脂肪占總能量比例較高。美國FDA提