食品營養(yǎng)學(xué)第三章碳水化合物

第三章碳水化合物第一節(jié)碳水化合物的生理功能第二節(jié)碳水化合物的分類第三節(jié)食品加工對碳水化合物的影響第四節(jié)碳水化合物的供給量及食物來源第五節(jié)膳食纖維第六節(jié)碳水化合物的質(zhì)量評價目前一頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物第一節(jié)碳水化合物的生理功能一、供能和節(jié)約蛋白質(zhì)碳水化合物對機體最重要的作用是供能，是供能營養(yǎng)素中最經(jīng)濟(jì)的一種。其中葡萄糖可很快被代謝，1g葡萄糖徹底氧化可供能17kJ（4kcal）。當(dāng)食物中碳水化合物的供給量充足時，機體首先利用它提供能量，從而減少蛋白質(zhì)作為能量的消耗。相反，體內(nèi)碳水化合物供給不足時，機體為了滿足對能量的需要，要動用蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖提供能量。因此，足夠的碳水化合物對蛋白質(zhì)有保護(hù)作用，也就是節(jié)約蛋白質(zhì)的作用。目前二頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物二、構(gòu)成機體組織

碳水化合物是構(gòu)成機體的重要物質(zhì)，并參與細(xì)胞的許多生命活動。所有神經(jīng)組織和細(xì)胞都含有碳水化合物，如糖蛋白構(gòu)成人和動物體中結(jié)締組織的膠原蛋白、黏膜組織的黏蛋白、血漿中的轉(zhuǎn)鐵蛋白、免疫球蛋白等；糖脂是細(xì)胞膜與神經(jīng)組織的組成部分；另外，核糖和脫氧核糖是構(gòu)成核酸的重要組成成分，在遺傳中起著重要的作用。目前三頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物三、維持神經(jīng)系統(tǒng)的功能和解毒在正常情況下，神經(jīng)組織主要靠葡萄糖氧化供給能量，若血中葡萄糖水平下降（低血糖），神經(jīng)組織供能不足，易出現(xiàn)昏迷、四肢麻木、煩躁易怒等癥狀。機體里肝糖元對某些細(xì)菌毒素有很強的抵抗力，充足的肝糖元能加強肝臟功能。如果體內(nèi)肝糖元不足時，對四氯化碳、酒精、砷等有害物質(zhì)的解毒作用明顯下降。目前四頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物四、抗生酮作用脂肪在體內(nèi)被徹底分解，需要葡萄糖的協(xié)同作用。當(dāng)膳食中碳水化合物供應(yīng)不足時，脂肪動員加速，肝臟中酮體生成量增加，再加上糖代謝減少，丙酮酸缺乏，可與乙酰輔酶A縮合成檸檬酸的草酰乙酸減少，更減少了酮體的去路使酮體聚集于血液成為酮血癥。血中酮體過多，由尿排出，又形成酮尿。酮體為酸性物質(zhì)，若超過血液的緩沖能力時，引起酸中毒。目前五頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物五、有益腸道功能攝食富含碳水化合物的食物，尤其是吸收緩慢和不易消化吸收的碳水化合物易產(chǎn)生飽腹感。乳糖可促進(jìn)腸道中有益菌的生長，也可加強鈣的吸收。非淀粉多糖如纖維素、半纖維素、果膠、樹膠，以及功能性低聚糖等雖不能被消化吸收，但可刺激腸道蠕動，有利于排便。與此同時，它們還可促進(jìn)結(jié)腸菌群發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸和使腸道有益菌增殖。目前六頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物六、多糖的生物活性功能許多多糖類物質(zhì)具有生物活性功能，如細(xì)菌的莢膜多糖有抗原性，分布在肝臟、腸黏膜等組織中的肝素，對血液有抗凝作用，真菌多糖對腫瘤有一定的抑制作用等。多糖特殊的生物活性已被廣泛地應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，有口服液、發(fā)酵液、精粉等。多糖在食品中的功能主要是能夠增稠和形成凝膠，其次是能控制或改變飲料和流體食品的質(zhì)構(gòu)和流動性質(zhì)。很多工業(yè)食品中都含有多糖，它對食品的感官性狀具有很重要的作用。目前七頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物七、食品工業(yè)的重要原料和輔助材料碳水化合物是食品工業(yè)中糖果、糕點的重要原輔材料，同時也是其他多種食品的輔助材料。例如，在食品加工時要控制一定的糖酸比；焙烤食品主要由富含碳水化合物的谷類原料制成；而硬糖則幾乎全是由蔗糖制成的。此外，碳水化合物一般有甜味，不僅是食物，而且可以做佐料，調(diào)節(jié)食物風(fēng)味，增加食欲。目前八頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物第二節(jié)碳水化合物的分類

碳水化合物是自然界最豐富的有機物，人體總能量的60%～70%來自食物中的碳水化合物。它在人體內(nèi)消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收利用。中國以淀粉類食物為主食，主要有大米、面粉、玉米、小米等谷物以及豆類、根莖類富含淀粉的食品。

目前九頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物一、按照分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分類

1．單糖單糖是指分子結(jié)構(gòu)中含有3～6個碳原子的糖，如三碳糖的甘油醛；四碳糖的赤蘚糖；五碳糖的阿拉伯糖、核糖、木糖、來蘇糖；六碳糖的葡萄糖、果糖、半乳糖等。食品中常見的單糖以六碳糖為主，主要有如下幾種。（1）葡萄糖植物性食品中含量最豐富，有的高達(dá)20%。在動物的血液、肝臟、肌肉中也含有少量的葡萄糖，而且是人體血液中不可缺少的糖類，有些器官甚至完全依靠葡萄糖提供能量，例如大腦每天約需100～120g葡萄糖。葡萄糖也是雙糖、多糖的組成成分。目前十頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（2）果糖存在于水果和蜂蜜中，為白色晶體。是糖類中最甜的一種，食品中的果糖在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楦翁?，然后再分解為葡萄糖，所以在整個血液循環(huán)中果糖含量很低。果糖代謝不受胰島素制約，故糖尿病人可食用果糖。但大量攝入果糖，容易出現(xiàn)惡心、嘔吐、上腹部疼痛以及不同血管區(qū)的血管擴(kuò)張現(xiàn)象。（3）半乳糖由乳糖分解而來，是白色結(jié)晶，具有甜味，在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成肝糖后被利用。（4）其他單糖除了上述三種重要的已糖外，食物中還有少量的戊糖，如核糖、脫氧核糖、阿拉伯糖和木糖。前兩種糖動物體內(nèi)可以合成，后幾種糖主要存在于水果和根、莖類蔬菜之中。目前十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物2．雙糖雙糖是由兩個單糖分子縮合失去一分子水形成的化合物，雙糖為結(jié)晶體，溶于水，但不能直接被人體所吸收，必須經(jīng)過酸或酶的水解作用生成單糖后方能被人體所吸收。（1）蔗糖蔗糖不具有還原性，由一分子葡萄糖和一分子果糖失去一分子水縮合而成的，為白色結(jié)晶體，易溶于水，加熱到200℃變成黑色焦糖。甘蔗、甜菜中含量最多，果實中也有，作為食品原料的白砂糖、紅糖就是蔗糖。蔗糖攝入過高，容易引發(fā)糖尿病、齲齒、甚至動脈硬化等疾病。目前十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（2）麥芽糖主要來自淀粉水解，由二分子葡萄糖構(gòu)成，具有還原性，為針狀晶體，易溶于水。食品工業(yè)中所用的麥芽糖主要由淀粉經(jīng)酶的作用分解生成。用大麥芽作為酶的來源，作用于淀粉得到糊精和麥芽糖的混合物，即飴糖。（3）乳糖存在于哺乳動物的乳汁中，由一分子葡萄糖和一分子半乳糖組成，白色結(jié)晶體，能溶于水。人乳中含乳糖5%～8%，牛乳中含4%～5%，羊乳中含4.5％～5%。乳糖是嬰兒主要食用的糖類物質(zhì)，隨著年齡的增長，腸道中的乳糖酶活性下降，因而很多成年人食用大量的乳糖后，不易消化，即乳糖不耐癥。目前十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物3．多糖多糖是由許多單糖分子殘基構(gòu)成的大分子物質(zhì)，一般不溶于水，無甜味，無還原性，不形成結(jié)晶，在酸或酶的作用下，依水解程度不等而生成糊精，完全水解的最終產(chǎn)物是單糖。多糖中一部分可被人體消化吸收，如淀粉、糊精、糖原等；而另一部分則不被人體消化吸收，如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠等。（1）淀粉普通淀粉由25%的直鏈淀粉和75%的支鏈淀粉構(gòu)成，前者遇碘出現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)，后者單獨存在時遇碘發(fā)生棕色反應(yīng)。直鏈淀粉溶于熱水，支鏈淀粉則不能。淀粉不溶于冷水，與水共煮時會形成漿糊狀，這叫淀粉的糊化。淀粉經(jīng)酸或酶適當(dāng)處理后，其物理性質(zhì)發(fā)生改變，這種淀粉叫變性淀粉。目前十四頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（2）糊精糊精是淀粉的水解產(chǎn)物，通常糊精的分子大小是淀粉的1/5。糊精具有易溶于水，強烈保水及易于消化等特點，食品工業(yè)中常被用來增稠、穩(wěn)定或保水。（3）糖原糖原也稱動物淀粉，在肝臟和肌肉合成并貯存，是一種含有許多葡萄糖分子和支鏈的動物多糖。肝臟中貯存的糖原可以維持正常的血糖濃度，肌肉中的糖原可提供機體運動所需要的能量。其較多的分支可提供較多的酶的作用位點，能快速分解和提供較多的葡萄糖。食物中糖原含量很少。

（4）纖維素、半纖維素、木質(zhì)素廣泛存在于植物組織中，詳細(xì)性狀見本章第五節(jié)膳食纖維部分。目前十五頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（5）果膠是植物細(xì)胞壁的成分之一，存在于相鄰細(xì)胞壁的中膠層。按果蔬成熟度不同，果膠分為原果膠、果膠和果膠酸三種。果膠是親水性膠體物質(zhì)，其水溶液在適當(dāng)條件下形成凝膠，利用果膠這一特性，可將水果生產(chǎn)果醬、果凍、果糕等制品。4．糖的衍生物糖醇是糖的衍生物，由單糖或多糖加氫而成，也有天然存在的。在食品工業(yè)中常用其代替蔗糖作為甜味劑使用。（1）山梨糖醇葡萄糖氫化，使其醛基轉(zhuǎn)化為醇基，代謝時可轉(zhuǎn)化為果糖，不受胰島素的控制，食后不影響血糖。目前十六頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（2）木糖醇存在于多種水果、蔬菜中，其甜度及氧化功能與蔗糖相似，但代謝不受胰島素調(diào)節(jié)，可被糖尿病患者食用。此外，木糖醇不能被口腔細(xì)菌發(fā)酵，因?qū)ρ例X無傷害，可用作無糖糖果中防止齲齒的甜味劑。（3）麥芽糖醇由麥芽糖氫化而來的，在工業(yè)上是由淀粉酶解制得多組分“葡萄糖漿”后氫化制成。麥芽糖醇被人體攝入后在小腸內(nèi)的分解量是同量麥芽糖得1/40，是非能源物質(zhì)，不升高血糖，也不增加膽固醇和中性脂肪的含量，是心血管疾病、糖尿病患者的甜味劑。也不能被微生物利用，故也能防止齲齒。目前十七頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物二、按照聚合度不同分類FAO/WHO專家組將糖類按照其聚合度分為三類，見表3-1。

表3-1主要的膳食糖類

分

類亞

組組

成糖（1～2）單

糖葡萄糖，半乳糖，果糖雙

糖蔗糖，乳糖，麥芽糖糖

醇山梨醇，甘露醇，木糖醇寡

糖（3～9）麥芽低聚寡糖麥芽糊精其他雜寡糖面子糖，木蘇糖，低聚果糖多

糖（≥10）淀

粉直鏈淀粉，支鏈淀粉，變性淀粉非淀粉多糖纖維素，半纖維素，國膠，親水膠質(zhì)物注：1.括號內(nèi)的數(shù)字為單糖分子數(shù)；

2.引自FAO/WHO.1998.Expertconsultationcarbohydratesinhumannutrition。目前十八頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物第三節(jié)食品加工對碳水化合物的影響一、淀粉水解

淀粉經(jīng)酸水解或酶水解可生成糊精。當(dāng)以糖化型淀粉酶水解支鏈淀粉至分支點時所生成的糊精稱為極限糊精。食品工業(yè)中常用大麥芽為酶源水解淀粉，得到糊精和麥芽糖的混合物，稱為飴糖。飴糖在體內(nèi)水解為葡萄糖后被吸收、利用。在制作羊羹時添加少許糊精可防止結(jié)晶析出，避免外觀不良。淀粉在使用α-淀粉水解酶和葡萄糖淀粉酶進(jìn)行水解時，可得到近乎完全的葡萄糖。此后再用葡萄糖異構(gòu)酶使其異構(gòu)成果糖，最后可得到58%的葡萄糖和42％的果糖組成的玉米糖漿。由其進(jìn)一步制成果糖含量55%的高果糖（玉米）糖漿是食品工業(yè)中重要的甜味物質(zhì)。目前十九頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物二、淀粉的糊化與老化通常，將淀粉加水、加熱，使之產(chǎn)生半透明、膠狀物質(zhì)的作用稱為糊化作用。糊化淀粉即α-淀粉，未糊化的淀粉稱為β-淀粉。淀粉糊化后可使其消化性增加。這是因為多糖分子吸水膨脹和氫鍵斷裂，從而使淀粉酶能更好地對淀粉發(fā)揮酶促消化作用的結(jié)果。未糊化的淀粉則較難消化。糊化淀粉(α-淀粉)緩慢冷卻后可生成難以消化的β-淀粉，即淀粉的老化或反生。這在以淀粉凝膠為基質(zhì)的食品中有可能由凝膠析出液體，稱為食品的脫水收縮。此外，當(dāng)α-淀粉在高溫、快速干燥，并使其水分低于10%時，可使α-淀粉長期保存，成為方便食品或即食食品。此時，若將其加水，無需再加熱即可得到完全糊化的淀粉。目前二十頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物三、瀝濾損失食品加工期間經(jīng)沸水燙漂后的瀝濾操作，可使果蔬裝罐時的低分子碳水化合物，甚至膳食纖維受到一定損失。例如，在燙漂胡蘿卜和蕪菁甘藍(lán)時，其低分子碳水化合物如單糖和雙糖的損失分別25%和30%。青豌豆的損失較少，約為12%，它們主要進(jìn)入加工用水而流失。此外，胡蘿卜中低分子質(zhì)量碳水化合物的損失，可依品種不同而有所不同，且在收獲與貯藏時也不相同。貯存后期胡蘿卜的損失增加。這可能是因其具有更高的水分含量而易于擴(kuò)散的結(jié)果。膳食纖維在燙漂時的損失依不同情況而異。胡蘿卜、青豌豆、菜豆和孢子甘藍(lán)沒有膳食纖維進(jìn)入加工用水，但蕪菁甘藍(lán)則可有大量膳食纖維（主要是不溶的膳食纖維）因煮沸和裝罐時進(jìn)入加工用水而流失。目前二十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物四、焦糖化反應(yīng)和羰氨反應(yīng)1．焦糖化反應(yīng)焦糖化作用是糖類在不含氨甚化合物時加熱到其熔點以上(高于135℃)的結(jié)果。在酸、堿條件下都能進(jìn)行，經(jīng)一系列變化，生成焦糖等褐色物質(zhì)，并失去營養(yǎng)價值。但焦糖化作用在食品加工中控制適當(dāng)，尚可使食品具有誘人的色澤與風(fēng)味，有利于提高食品的感觀性狀。目前二十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物2．羰氨反應(yīng)羰氨反應(yīng)又稱美拉德反應(yīng)。它是碳水化合物在加熱或長期貯存時，還原糖與氨基化合物發(fā)生的褐變反應(yīng)。經(jīng)過一系列變化生成的褐色聚合物稱為類黑色素，其在消化道不能水解，故無營養(yǎng)價值。羰氨反應(yīng)與酶無關(guān)，也稱為非酶褐變。該反應(yīng)的發(fā)生不僅影響食品的色澤和風(fēng)味，也造成必需氨基酸的損失。通常，羰氨反應(yīng)可分成三個階段。起始階段還原糖的羰基與賴氨酸的ε-氨基縮合，經(jīng)分子重排后，食品的營養(yǎng)價值受損。中間階段進(jìn)一步反應(yīng)可形成數(shù)千種化合物，并與食品的氣味、風(fēng)味有關(guān)。終末階段分子縮合、聚合，形成類黑精，食品褐變。目前二十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物戊糖比己糖更易進(jìn)行羰氨反應(yīng)，非還原糖蔗糖只有在加熱或在酸性介質(zhì)中水解，變成葡萄糖和果糖后才發(fā)生此反應(yīng)。據(jù)報道，其反應(yīng)產(chǎn)物是誘變的，在反應(yīng)中形成的降解產(chǎn)物還可能具有毒性。但是，如果控制得當(dāng)，可使某些焙烤制品獲得良好的色澤和風(fēng)味。五、抗性低聚糖的生產(chǎn)用果糖基轉(zhuǎn)移酶由蔗糖合成低聚果糖；用β-半乳糖苷酶由乳糖合成低聚半乳糖；由乳糖和蔗糖為原料，用β-呋喃果糖苷酶催化制成的低聚乳果糖等均已進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。此外，還可從玉米芯、甘蔗渣等提取的木聚糖，用木聚糖酶生產(chǎn)低聚木糖等。目前二十四頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物第四節(jié)碳水化合物的供給量及食物來源

一、碳水化合物的供給量

西方國家碳水化合物的供給量約占總供給熱能的50%～55%，中國約占總供給熱能的60%～70%。一般來說，膳食組成中蛋白質(zhì)、脂肪含量高時，碳水化合物的量可以低些，反之，則應(yīng)高些。在碳水化合物供給充足的情況下，可以避免蛋白質(zhì)用于能量代謝，也有利于脂肪的貯存。1．碳水化合物不足的危害（1）谷物攝入減少造成B族維生素的缺乏。根據(jù)食物成分分析，雜糧中維生素B1的含量遠(yuǎn)高于精米白面。100g玉米的含量是0.34mg，100g特級大米中的含量僅為0.08mg。

目前二十五頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（2）主食谷物不足造成動物脂肪代謝不完全。當(dāng)人體碳水化合物攝入不足，或身體不能利用糖時（如糖尿病人），所需能量大部分要由脂肪供給。脂肪氧化不完全，會產(chǎn)生一定數(shù)量的酮體，酮體過分聚積使血液中酸度偏高，引起酮性昏迷。另外，由于酮體積聚，造成膳食蛋白質(zhì)的浪費和組織中蛋白質(zhì)的分解加速，鈉離子的丟失和脫水，導(dǎo)致代謝紊亂。（3）水果不能提供足夠的碳水化合物，且易造成貧血。（4）缺乏膳食纖維可導(dǎo)致多種疾病?？梢砸鹞改c道構(gòu)造損害和功能障礙，使某些疾病如潰瘍性結(jié)腸炎、肥胖、糖尿病、高脂血癥、動脈硬化及癌癥等多種疾病發(fā)病危險性增加。目前二十六頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物2．碳水化合物過剩的危害西歐與美國人每天食用蔗糖量在100g左右，即非重體力勞動者所需要的15%～20%的熱能是由蔗糖提供的。按體重計算，碳水化合物的供給量，成年人每日每1kg體重約6～10g，1歲以下嬰兒約12g。（1）促進(jìn)冠心病的發(fā)生和發(fā)展過多的碳水化合物若不能被及時消耗掉，多余的糖在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為甘油三脂和膽固醇，促進(jìn)了動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。（2）對血脂的影響進(jìn)食大量的碳水化合物，使糖代謝增加，細(xì)胞內(nèi)ATP增加，脂肪合成速度加快，多余的脂肪蓄積在體內(nèi)，造成血脂異常情況的發(fā)生。目前二十七頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物（3）增加糖尿病的發(fā)生率蔗糖的攝入量多者，糖尿病的發(fā)病率明顯升高，而碳水化合物總量和總能量在兩組中沒有統(tǒng)計學(xué)差異。

（4）引起齲齒和牙周病的發(fā)生高碳水化合物的膳食使咀嚼功能降低，減少了唾液的分泌，也減少了緩沖酸堿的能力，增加了附在牙齒上的食物，使牙周病的發(fā)病率大幅上升。（5）可能存在著胃癌的危險性（6）造成兒童營養(yǎng)攝入不足長期吃高糖食物，不僅可造成營養(yǎng)不良，進(jìn)一步可使肝臟、腎臟腫大，脂肪含量增加，而且使他們的平均壽命縮短。目前二十八頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物3．碳水化合物的適宜攝入量世界各國對膳食纖維的適宜攝入量有不同的推薦量。美國國家研究所提出每人每天的攝入量為20～30g，或以每人卡能量攝入量計算，即（10～13）g/1000kcal.但是美國大多數(shù)同意的建議量為：健康成人20～35g/d、2歲兒童5g/d、3歲兒童8g/d，逐年遞增，一直到20歲增至25g/d。目前二十九頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物二、碳水化合物的食物來源碳水化合物主要來源于植物性食物如谷類、薯類和根莖類食物中，它們都含有豐富的淀粉。其中谷類(如大米、小米、面粉、玉米面等)含量為70%～80%，干豆類(干黃豆、紅豇豆等)含量為20%～30%，塊莖、塊根類(山芋、山藥、土豆等)含量為15%～30%。硬果類(栗子、花生、核桃等)含量為12%～40%，純糖(低分子糖，如紅糖、白糖、蜂蜜等)含量為80%～90%。各種單糖和雙糖除一部分存在于果蔬等天然食物中外，絕大部分是以加工食物如食糖和糖果等形式直接食用。膳食纖維含量豐富的食物有蔬菜、水果、粗糧、雜糧、豆類等。碳水化合物在動物性食物中含量很少，如奶中含有乳糖、肝臟和肌肉中的肝糖元和肌糖元、血液中的萄萄糖等均含量不多。幾種常見食物碳水化合物含量見表3-2。目前三十頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物表3-2幾種常見食物的碳水化合物含量(%)食

物碳水化合物總

量粗纖維食

物碳水化合物總

量粗纖維蔗

糖99.50冰淇淋20.60.8玉米淀粉87.60.1煮熟玉米18.80.7葡

萄

干77.40.9葡

萄15.70.6小麥面粉（70％）76.10.3蘋

果14.51.0空心粉(干)75.20.3豇

豆7.11.0全麥面包47.71.6卷心菜5.40.8大

米24.20.1牛

肝5.30烤馬鈴薯21.10.6全脂粉4.90香

蕉22.20.5煮熟奶2.00.61目前三十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物第五節(jié)膳食纖維一、概述通常認(rèn)為，膳食纖維是木質(zhì)素與不能被人體消化道分泌的消化酶所消化的多糖的總稱。包括植物中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、戊聚糖、果膠和植物膠質(zhì)等。膳食纖維在體內(nèi)基本以原形通過消化道到達(dá)結(jié)腸，其中，50%以上可被細(xì)菌分解為低級脂肪酸、水、二氧化碳、氫氣和甲烷。膳食纖維大體可分為不溶性和可溶性兩大類。不溶性膳食纖維包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，存在于禾谷類、豆類種子的外皮以及植物的莖和葉中?？扇苄陨攀忱w維包括果膠、藻膠、豆膠以及樹膠等，主要存在于細(xì)胞間質(zhì)。目前三十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物表3-3食物中膳食纖維的含量（g/100g）食物總膳食纖維可溶性膳食纖維不溶性膳食纖維大麥12.145.027.05高纖維谷物33.302.7830.52燕麥16.907.179.73黃豆麩皮67.566.9060.53杏1.120.530.59李9.375.074.17無核葡萄干3.100.732.37胡蘿卜3.921.102.81青豆3.031.022.01注:引自《人類營養(yǎng)學(xué)》，第二版，2001年，P88。目前三十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物二、膳食纖維的主要成分

1．纖維素纖維素是植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分，由數(shù)千個葡萄糖單位以β(1-4)糖苷鍵連接而成，為不分枝的線狀均一多糖。因人體內(nèi)的消化酶只能水解α(1-4)糖苷鍵而不能水解β(1-4)糖苷鍵，故纖維素不能被人體消化酶分解、利用。纖維素有一定的機械強度、抗生物降解、抗酸水解性和低水溶性。纖維素（包括改性纖維素）在食品工業(yè)中常被作為增稠劑應(yīng)用。

目前三十四頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物2．半纖維素

半纖維素存在于植物細(xì)胞壁中，是由許多分枝的、含不同糖基單位組成的雜多糖。其組成的糖基單位包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。通常主鏈由木聚糖、半乳聚糖或甘露聚糖組成，支鏈則帶有阿拉伯糖或半乳糖。半纖維素的分子質(zhì)量比纖維素小得多，由150～200個糖基單位組成，以溶解或不溶解的形式存在。半纖維素也不能被人體消化酶分解，但在到達(dá)結(jié)腸后可比纖維素更易被細(xì)菌發(fā)酵、分解。目前三十五頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物

3．果膠通常其主鏈由半乳糖醛酸通過α(1-4)糖苷鍵連接而成。其支鏈上可有鼠李糖，主要存在于水果、蔬菜的軟組織中。果膠因其分子中所含羧基甲脂化的不同而有高甲氧基果膠和低甲氧基果膠之不同，并具有形成果膠凝膠的能力。果膠在食品工業(yè)中作為增稠、穩(wěn)定劑廣泛應(yīng)用。

4．樹膠樹膠是植物中的一大類物質(zhì)，由不同的單糖及其衍生物組成，主要成分是L-阿拉伯糖的聚合物，還有D-半乳糖、L-鼠李糖和葡萄糖醛酸。樹膠是非淀粉多糖物質(zhì)，都不能被人體消化酶水解，具有形成凍膠的能力。在食品工業(yè)中作為增稠劑、穩(wěn)定劑廣泛使用。

目前三十六頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物

5．海藻膠海藻膠是從天然海藻中提取的一類親水多糖膠。如：來自紅藻的瓊脂是由瓊脂糖和瓊脂膠兩部分組成。瓊脂糖是由兩個半乳糖基組成，而瓊脂膠則是含有硫酸脂的葡糖醛酸和丙酮酸醛的復(fù)雜多糖。海藻膠因具有增稠、穩(wěn)定作用而廣泛應(yīng)用于食品加工。

6．木質(zhì)素木質(zhì)素是使植物木質(zhì)化的物質(zhì)。不是多糖而是多聚苯丙烷聚合物，或稱苯丙烷聚合物。其與纖維素、半纖維素同時存在于植物細(xì)胞壁中，進(jìn)食時往往一并攝入體內(nèi)，被認(rèn)為是膳食纖維的組成部分。通常果蔬植物所含木質(zhì)素甚少，人和動物均不能消化木質(zhì)素。

目前三十七頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物三、膳食纖維的營養(yǎng)學(xué)意義

1．促進(jìn)結(jié)腸功能，預(yù)防結(jié)腸癌大多數(shù)纖維素具有促進(jìn)腸道蠕動和吸水膨脹的特性。一方面可使腸道肌肉保持健康和張力，另一方面糞便因含水分較多而體積增加和變軟，有利于糞便的排出。1978年有人進(jìn)行過如下試驗，開始吃普通膳食3周，作為對照；以后分別加入4種不同來源膳食纖維，糠麩、卷心菜、蘋果、胡蘿卜，結(jié)果表明，加了膳食纖維后，食物通過腸道的時間顯著加快，其中最快的是加糠麩的，原來食物通過腸道的時間是49～79h，加食糠麩后，縮短為35～51h，排便量也有顯著增加。目前三十八頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物2．提高人體的免疫力如木質(zhì)素可與金屬相結(jié)合，起到抗化學(xué)藥品及食品添加劑的有害作用。3．降低血糖和血膽固醇

可溶性纖維能減少小腸對糖的吸收，因此也可減少體內(nèi)胰島素的釋放，而胰島素可刺激肝臟合成膽固醇，所以胰島素釋放的減少又可以使血漿膽固醇水平受到影響。各種纖維都可吸附膽汁酸、脂肪等達(dá)到降血脂的作用。另外，可溶性纖維在大腸中被腸道細(xì)菌代謝分解產(chǎn)生一些短鏈脂肪酸如乙酸、丁酸、丙酸等，這些短鏈脂肪酸可減弱肝中膽固醇的合成，對預(yù)防和治療心血管疾病有一定的作用。目前三十九頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物4．減少熱量攝入，控制體重增加當(dāng)攝入膳食纖維時，可減緩食物由胃進(jìn)人腸道的速度和吸水作用，從而產(chǎn)生飽腹感而減少熱能攝入。四、膳食纖維對微量營養(yǎng)素的影響膳食纖維在小腸內(nèi)可與這些營養(yǎng)素相結(jié)合，降低鈣、鎂、鋅、磷的吸收率，也可影響血清中鐵和葉酸的含量。

但是很少有證據(jù)表明，攝食營養(yǎng)充足、富含高膳食纖維食品的人群有維生素和礦物質(zhì)缺乏的問題?？偟目磥砩攀忱w維對微量營養(yǎng)素的影響很小。當(dāng)然，膳食纖維亦不宜攝食過多，進(jìn)食大量膳食纖維會引起脹氣，增加糞便中甲烷和脂肪的排出量。目前四十頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物五、膳食纖維在食品加工中的變化1．碾磨碾磨在精制米、面的過程中，可除去谷物的外層皮殼等，降低其總膳食纖維的含量，這主要是降低了不溶性膳食纖維含量。全谷粒和精制粉二者的膳食纖維組成不同，全谷粒粉含有大量纖維素。稻谷、大麥和燕麥的殼中所含大量木聚糖，通常在食用前通過碾磨、精制時除去。但是燕麥和稻殼常被用作纖維制劑用于強化食品。目前四十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物2．熱加工加熱可使膳食纖維中多糖的弱鍵受到破壞。加熱可降低纖維分子之間的締合作用即解聚作用，導(dǎo)致其增溶。若廣泛解聚可形成醇溶部分，導(dǎo)致膳食纖維含量降低。中等的解聚作用對膳食纖維含量影響很小，但可改變膳食纖維的功能特性和生理作用。加熱可使膳食纖維中多糖的交聯(lián)鍵發(fā)生變化。3.擠壓熟化據(jù)報告，小麥粉即使在溫和條件下擠壓熟化，膳食纖維的溶解度也有增加。水分含量越低，增溶作用越高，而螺旋轉(zhuǎn)速和溫度的作用很小。小麥劇烈膨化也使纖維的溶解度增加，但焙烤和滾筒干燥對膳食纖維的影響很小。此外，另有報告稱，小麥粉經(jīng)高壓蒸汽處理時也有不溶性纖維的損失，這主要是阿拉伯糖基木聚糖的降解。目前四十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物4．水合作用膳食纖維具有一定的膨潤、增稠特性。大多數(shù)谷物纖維原料被碾磨時可影響其水合性質(zhì)。豌豆纖維的碾磨制品比未碾磨制品更快水合，這與其表面面積增大有關(guān)。加熱也可改變膳食纖維的水合性質(zhì)。煮沸可增加小麥麩和蘋果纖維制品的持水性，而高壓蒸汽處理、蒸汽熟化和焙烤的影響不大。其中蒸汽熟化的制品比焙烤制品吸水快。此外，有報告稱豌豆殼、糖用甜菜纖維、小麥麩和檸檬纖維在擠壓熟化時對持水性僅稍有影響。

目前四十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二點第三章碳水化合物六．膳食纖維的攝取與食物來源

1．膳食纖維的攝取

美國FDA推薦的總膳食纖維攝入量為成人每日20～35g。每天攝入一定量的植物性食物如400～500g的蔬菜和水