1.4.2.3碳水化合物 糖類化合物

1營(yíng)養(yǎng)與健康四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院21.4.2.3碳水化合物3

一.碳水化合物的分類：碳水化合物是由碳、氫、氧三種元素組成的一類化合物。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)，分為單糖、雙糖、寡糖和多糖四大類。4碳水化合物的分類：碳水化合物單糖雙糖多糖膳食纖維糖原糊精淀粉乳糖

蔗糖果糖葡萄糖5（一）單糖：是最簡(jiǎn)單的糖類化合物，易溶于水，可直接被人體吸收利用。常見的有：

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。果糖是甜度較高的一種糖，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產(chǎn)物，吸收后在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰?尤其應(yīng)注意：在糖的吸收過程中，半乳糖和葡糖能與載體蛋白結(jié)合而被迅速吸收。7其它單糖

核糖(ribose)

脫氧核糖(deoxyribose)

阿拉伯糖(arabinose)

木糖(xylose)糖醇山梨醇(sorbitol)

甘露醇(mannitol)

木糖醇(xylitol)

麥芽糖醇(maltitol)

肌醇(inositol)8（二）雙糖：是由兩分子單糖脫去一分子水縮合而成的糖，易溶于水。它需要分解成單糖才能被身體吸收。常見的雙糖有以下4種:

乳糖(1actose):乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成，存在于人和動(dòng)物的乳汁中，其甜度只有蔗糖的六分之一。乳糖不易溶于水，因而在腸道中吸收較慢，有助于乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖，對(duì)預(yù)防嬰幼兒腸道疾病有益。9

蔗糖(sucrose):蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖縮合而成，是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｊ秤玫奶恰０滋?、紅糖、砂糖都是蔗糖。麥芽糖(maltose):麥芽糖是兩分子葡萄糖縮合而成，谷類種子發(fā)芽時(shí)含量較高，麥芽中含量尤其高。

海藻糖(trehalose)

10（三）寡糖:指由3～10個(gè)單糖基構(gòu)成的一類小分子多糖。如棉子糖(raffinose)

水蘇糖(stachyose)11（四）多糖：是由許多單糖分子結(jié)合而成的高分子化合物，無甜味，不溶于水。

同多糖：由一種單糖基組成的多糖，如淀粉、纖維素等；

雜多糖：由不同單糖基組成的多糖，如香菇多糖。12同多糖主要包括：

糖原(glycogen)：糖原也叫動(dòng)物淀粉，是動(dòng)物體內(nèi)貯存葡萄糖的一種形式，主要存在于肝臟和肌肉內(nèi)。當(dāng)體內(nèi)血糖水平下降時(shí)，糖原即可重新分解成葡萄糖滿足人體對(duì)能量的需要。13注意：構(gòu)成糖原的結(jié)構(gòu)單元：葡萄糖連接鍵：葡糖由a-1,4糖苷鍵連接形成直鏈片段,由a-1,6糖苷鍵連接形成分支點(diǎn).

故糖原是具有多分支結(jié)構(gòu)的生物大分子化合物.示糖原的結(jié)構(gòu)15

淀粉(starch)：按照結(jié)構(gòu)分為直鏈淀粉和支鏈淀粉.淀粉是谷類、薯類、豆類食物的主要成分。淀粉在消化酶的作用下可分解成糊精，再進(jìn)一步消化成葡萄糖被吸收。注意：構(gòu)成淀粉的結(jié)構(gòu)單元：葡萄糖連接鍵：葡糖經(jīng)a-1,4糖苷鍵連接成直鏈部分無分支經(jīng)a-1,6糖苷鍵連接形成分支點(diǎn)有分支A直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)B直鏈淀粉-碘絡(luò)合物示直鏈淀粉的二級(jí)結(jié)構(gòu)——左手螺旋示支鏈淀粉或糖原19

纖維(fiber)：膳食纖維雖不能被人體消化用來提供能量，但仍有其特殊的生理功能。注意:

結(jié)構(gòu)單元:葡萄糖

連接鍵:通過β-D-(1→4）糖昔鍵連接形成不分支的直鏈分子20二.碳水化合物的功能21(1)貯存和提供能量●

維持人體健康所需要的能量中，55～65％(60-70%)由糖類提供。糖原是肌肉和肝臟糖類化合物的儲(chǔ)存形式，肝臟約儲(chǔ)存機(jī)體內(nèi)1／3的糖原。機(jī)體需要時(shí)肝臟中的糖原即可分解為葡萄糖以提供能量。碳水化合物在體內(nèi)釋放能量較快，供能也快，是神經(jīng)系統(tǒng)和心肌的主要能源，也是肌肉活動(dòng)時(shí)的主要燃料，對(duì)維持神經(jīng)系統(tǒng)和心臟的正常供能，增強(qiáng)耐力，提高工作效率都有重要意義。22(2)構(gòu)成組織及重要生命物質(zhì)每個(gè)細(xì)胞內(nèi)糖類含量約2~10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在。分布在細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞間基質(zhì)中.糖和脂形成的糖脂是細(xì)胞與神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)成分之一。23(2)構(gòu)成組織及重要生命物質(zhì)此外，糖結(jié)合物廣泛存在于各組織中：腦和神經(jīng)組織中含大量糖脂，主要分布在髓鞘上；腎上腺、胃、脾、肝、肺、胸腺、視網(wǎng)、紅細(xì)胞、白細(xì)胞等都含糖脂；一些具有重要生理功能的物質(zhì)，如抗體、酶和激素的組成成分，也需糖類參與。24(3)節(jié)約蛋白質(zhì)作用指當(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)槠咸烟牵布瓷攀持幸欢ㄒ凶銐虻奶穷惞┙o，以最大限度地將氨基酸用于合成蛋白質(zhì)，減少蛋白質(zhì)作為能量而消耗。25(4)抗生酮作用脂肪在體內(nèi)分解代謝，需要葡萄糖的協(xié)同作用。脂肪酸被分解所產(chǎn)生的乙?；枰c草酰乙酸結(jié)合進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最終被徹底氧化和分解產(chǎn)生能量。當(dāng)膳食中碳水化合物供應(yīng)不足時(shí)，草酰乙酸供應(yīng)相應(yīng)減少；體內(nèi)脂肪或食物脂肪被動(dòng)員并加速分解為脂肪酸來供應(yīng)能量。26這一代謝過程中，由于草酰乙酸不足，脂肪酸不能徹底氧化而產(chǎn)生過多的酮體，酮體不能及時(shí)被氧化而在體內(nèi)蓄積，以致產(chǎn)生酮血癥和酮尿癥。膳食中充足的碳水化合物可以防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，因此稱為碳水化合物的抗生酮作用。27（5）保護(hù)肝臟的作用又稱解毒作用經(jīng)糖醛酸途徑生成的葡萄糖醛酸，是體內(nèi)一種重要的結(jié)合解毒劑，在肝臟中能與許多有害物質(zhì)如細(xì)菌毒素、酒精、砷等結(jié)合，以消除或減輕這些物質(zhì)的毒性或生物活性，從而起到解毒作用。28最近的研究證實(shí)，不消化的碳水化合物在腸道菌的作用下發(fā)酵所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(shortchainfattyacid，SC-FA)有著廣泛的解毒或者健康作用。非離子化酸性SCFA的生成可促進(jìn)Na+~H+交換，刺激Na+的吸收；29丁酸還通過產(chǎn)能提供ATP增加細(xì)胞內(nèi)C02，經(jīng)碳酸酐酶作用產(chǎn)生H+而促進(jìn)Na+~H+交換；Na+的吸收又刺激了SCFA的吸收。結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞對(duì)Na+

吸收增加，繼之增加水的吸收，這正是由飲食性纖維生成的SCFA具有抗腹瀉作用這一假設(shè)的理論依據(jù)。30(6)增強(qiáng)腸道功能非淀粉多糖類如纖維素和果膠、抗性淀粉、功能性低聚糖等抗消化的碳水化合物，雖不能在小腸消化吸收，但刺激腸道蠕動(dòng)，增加了結(jié)腸的發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸和腸道菌群增埴，有助于正常消化和增加排便量。31“益生元”(Prebiotics)是指能夠選擇性地刺激腸內(nèi)一種或幾種有益菌生長(zhǎng)繁殖，但不被宿主消化的物質(zhì)，主要是碳水化合物。32益生元應(yīng)具備四個(gè)條件：(1)在胃腸道的上部既不能水解，也不能被宿主吸收；(2)只能選擇性對(duì)腸內(nèi)有益菌（雙歧桿菌等)有刺激生長(zhǎng)繁殖或激活代謝功能的作用；(3)能夠提高腸內(nèi)有益于健康的優(yōu)勢(shì)菌群的構(gòu)成和數(shù)量；(4)能起到增強(qiáng)宿主機(jī)體健康的作用。33常見的益生元有：低聚果糖、大豆低聚糖、異麥芽低聚糖、低聚乳果糖、低聚半乳糖、低聚甘露糖、低聚龍膽糖、低聚木糖等。這些低聚糖作為雙歧桿菌增殖因子，不僅具有許多生理活性功能，而且由于低聚糖的性質(zhì)與蔗糖近似，但熱量和甜度比蔗糖低，可部分代替蔗糖，開發(fā)具有保健功能的各類食品，如乳制品（乳粉、豆乳粉、發(fā)酵乳、乳酸菌飲料）、飲料、冷凍食品、面包點(diǎn)心等。34●主要的能量營(yíng)養(yǎng)素●改變食物的色、香、味、型對(duì)蛋白質(zhì)的保護(hù)作用●提供膳食纖維增強(qiáng)腸道功能、有利糞便排出控制體重和減肥可降低血糖和血膽固醇預(yù)防結(jié)腸癌的作用

食物碳水化合物的功能：35供給：中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦我國(guó)居民的糖類化物的膳食供給量占總能量的55%～65%較為適宜（也有資料認(rèn)為60%-70%為宜），其中精制糖占總能量10%以下。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。三.糖類化合物的供給和來源：36

來源：*谷類等糧食(供給淀粉)*根莖類、豆類食物*蔬菜水果(除含少量果糖外，還供給膳食纖維)37四.健康的助手

——膳食纖維38

膳食纖維（dietaryfiber）是糖類化合物中的一類非淀粉多糖。將其從糖類中分出來成為獨(dú)立一節(jié)，是因?yàn)榕c人體健康密切相關(guān)。（一）膳食纖維的概念目前較為一致的定義為“非淀粉多糖”，即膳食纖維的主要成分為非淀粉多糖。39

膳食纖維主要成分是來自植物細(xì)胞壁的成分，包括纖維素、半纖維素、果膠和非多糖成分的木質(zhì)素等。

膳食纖維根據(jù)其水溶性不同，分為：可溶性纖維(solublefiber)

不溶性纖維(insolublefiber)40

即用不同pH的溶液將非淀粉多糖分為兩大類：一類為在某特定的pH溶液中可溶解的部分，稱為可溶性纖維，另一類不溶的部分，稱為不可溶性纖維。41不溶性纖維：纖維素(cellulose)

某些半纖維素(hemicellulose)

木質(zhì)素(1ignin)可溶性纖維：果膠(pectin)

樹膠(gum)

粘膠(mucilage)

少數(shù)半纖維素42膳食纖維的種類、食物來源和主要功能種類主要食物來源主要功能不溶性纖維木質(zhì)素纖維素半纖維素所有植物所有植物（如小麥制品）小麥、黑麥、大米、蔬菜正在研究之中增加糞便體積促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)可溶性纖維

果膠、樹膠、粘膠少數(shù)半纖維素柑橘類、燕麥制品和豆類延緩胃排空時(shí)間、減緩葡萄糖吸收、降低血膽固醇431.纖維素：

是植物細(xì)胞壁的主要成分；是由數(shù)千個(gè)葡萄糖通過β-D-(1→4）葡糖昔鍵連接起來的直鏈分子。纖維素的特性是不被腸道中的酶所水解，水溶性較小。因具有吸水性且不溶于水，故可增加食物體積。（二）膳食纖維的結(jié)構(gòu)及特性：442.半纖維素：是由五碳糖和六碳糖連接起來的支鏈多聚糖。其分子量比纖維素小得多，是由木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸所組成。β-葡聚糖是β-(1→3)、(1→4)-D葡糖苷鍵連接的葡聚糖。葡聚糖的水溶性具有粘稠性，已證明它可以降低血清中膽固醇的水平。453.果膠：是存在于水果中的一種多糖，它含有許多甲基化羧基的果膠酸。果膠酸被酯化后可形成膠，當(dāng)有鈣鹽存在時(shí)，可以增強(qiáng)其凝膠性。果膠是膳食纖維的重要成分，因其含有半乳糖醛酸而具有離子交換的特性，以及增強(qiáng)膠質(zhì)的粘稠性。464.樹膠和膠漿：樹膠(gum)和粘膠(mucilage)存在于海藻、植物滲出液和種子中，這種膠漿具有凝膠性、穩(wěn)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):是在人的小腸內(nèi)不能被吸收的淀粉及其分解產(chǎn)物。過去一直認(rèn)為淀粉是可以完全消化的，然而現(xiàn)在已知有一部分淀粉在小腸的下部仍不能被消化，而是在腸內(nèi)被發(fā)酵，這類抗性淀粉可以分為3種。48

抗性淀粉引起人們的興趣，是因?yàn)榭梢酝ㄟ^加工的方法而將淀粉加工成富含抗性淀粉的食物，即含膳食纖維的食物。此類食物和非淀粉多糖一樣不被a-淀粉酶所消化，因而起到有益于健康的作用。491.便秘：膳食纖維有很強(qiáng)的吸水性，可在腸道內(nèi)吸收水分，增加糞便體積并使之變軟利于排出?？纱碳つc道蠕動(dòng)，縮短腸內(nèi)容物通過腸道的時(shí)間。故膳食纖維有腸道“清潔工”之稱；吃水果和蔬菜或吃小麥有緩解便秘的作用；這些食物中的纖維攝人可以增加糞便的重量。（三）膳食纖維與相關(guān)疾病502.肥胖?。荷攀忱w維因可增加胃內(nèi)的填充物、延緩胃內(nèi)容物的排空、使葡萄糖的吸收趨于平緩、減少胰島素的分泌、增加飽腹感、降低消化率、增加由糞便排出能量等，故可用于肥胖病防治。

513.糖尿?。涸S多研究證實(shí)膳食纖維補(bǔ)充劑或富含膳食纖維的食物可降低血糖。這些纖維多為可溶性纖維，在胃內(nèi)形式很粘稠的物質(zhì)，這些粘性物影響了葡萄糖的吸收和利用，致使餐后血糖不會(huì)突然上升。524.心血管疾?。阂阎喑院腥坷w維的淀粉類糖類有益于預(yù)防高脂血癥及缺血性心臟病?，F(xiàn)已明確某些膳食纖維能降低血清膽固醇，但對(duì)甘油三醋及高密度脂蛋白不起作用。膳食纖維降低血膽固醇是由于一些纖維可能降低了膳食中膽固醇的吸收。果膠和燕麥麩能使膽酸庫中的脫氧膽酸增加，而脫氧膽酸能使從食物來的膽固醇的吸收減少。535.癌癥：膳食纖維與腸癌相關(guān)流行病學(xué)證實(shí)，蔬菜和水果的攝人量與腸癌的發(fā)病危險(xiǎn)因素呈負(fù)相關(guān)，應(yīng)當(dāng)說與水果、蔬菜中富含膳食纖維有關(guān)。54膳食纖維預(yù)防腸癌的可能機(jī)制：①增加了糞便量，縮短了糞便在大腸內(nèi)存留的時(shí)間，稀釋了致癌物；②粘著了膽酸或其他致癌物；55③細(xì)菌使膳食纖維分解產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低了糞便的pH，以及抑制了致癌物的產(chǎn)生；④改變了大腸中的菌相；⑤增加了腸腔內(nèi)的抗氧化劑。56

膳食纖維雖然有上述有益作用，但過多的膳食纖維會(huì)妨礙礦物質(zhì)、微量元素和維生素的吸收，這是它不利的一面。目前尚未制定出膳食纖維供給量標(biāo)準(zhǔn)，有學(xué)者建議以每人每日攝入量20-35克。57（四）膳食纖維的主要特征：吸水作用黏滯作用結(jié)合膽酸作用陽離子交換作用58（五）膳食纖維的來源：

添加可溶性膳食纖維。如果膠（主要來自水果）、鮮魔芋加工制成的魔芋精粉，主要成分味葡糖甘露聚糖，溶水后可形成溶膠，易被吸收；補(bǔ)充不溶性纖維。如麩皮、豆皮等，但用量不宜過大；59

采用富含纖維的天