营养学--第四章 糖类：糖、淀粉、糖原和纤维

总结：植物并不会用 尽它们储存的葡萄糖， 葡萄糖还可被植食性 动物或人类利用。因 此，糖类将太阳辐射 能转化为一种生命能 利用的形式，驱动生 命过程，形成食物链 的第一环节，支撑地 球上所有的生命。
二、常见的糖类 1. 单糖：不能再水解的糖类 ① 葡萄糖：是自然界分布最广的单糖，含 五个羟基、一个醛基。纯净的葡萄糖为 无色晶体，有甜味但不如蔗糖，易溶于 水。葡萄、无花果、蜂蜜中，游离的葡 萄糖含量较多。正常人血浆中葡萄糖含 量为3.89-6.11mmol/L，血液和尿液中葡 萄糖含量的检测，是临床常规检测的一 个项目。 ② 果糖：葡萄糖的同分异构体，含一个酮 基，是所有糖中最甜的一种，比蔗糖甜 一倍，以游离的形式大量存在于水果的 浆汁和蜂蜜中。 ③ 半乳糖：葡萄糖、果糖的同分异构体， 自然界中不以游离形式存在，而是和葡 萄糖结合形成乳糖，主要存在于奶类产 品和甜菜中。婴儿所需能量的20%由乳 糖提供，正常情况下乳糖进入肠道后即 被水解为半乳糖和葡萄糖经肠粘膜吸收。 人体肝脏将半乳糖转化为葡萄糖的能力 很强，摄入血中的半乳糖半小时内即有 50%被转化。
② ③
淀粉的重要作用：淀粉不仅为植物供能，还为种子提供能量，也是人类的 营养物质。例：玉米种子 糖原：动物体内储存葡萄糖的形式 糖原又称为肝糖，和淀粉组成相似，都是由葡萄糖连成长链组成，只是糖 原的链较长且多分支。 在哺乳动物体内，糖原主要存在于骨骼肌2/3和肝脏1/3中，其他部分组织 如心肌、脑、肾脏等也有少量糖原。在骨骼肌和肝脏中，糖原主要以颗粒 形式。存在于肌细胞和肝细胞的细胞质中。 与植物中大量存在淀粉不同，糖原在肉类中几乎不可测。因为糖原易溶于 水，且在动物屠杀过程中会很快降解。 纤维素：也是由葡萄糖连成的长链 纤维素在植物体内形成了叶、茎、种子的支撑结构 少量纤维可被人体消化道的酶降解，大部分则穿肠而过，可帮助消化、排 泄 富含纤维的食物：大麦、水果、豆类、蔬菜等
糖类作用 植物中，葡萄糖为根、茎、花、果实的所有细胞提供能量。如根 吸收叶合成的部分葡萄糖，用于生长、繁殖，并将多余的能量储 存起来。 植物并不会用尽它们存在的葡萄糖，葡萄糖还可被植食性动物或 人类利用。 动植物体如何利用糖类 细胞呼吸：细胞在有氧条件下从食物分子中获取能量的过程。 C6H12O6 +O2 CO2+H2O+ATP 细胞呼吸的场所 线粒体：为各种细胞提供能量的细胞器。形状多样，一般呈线状、 也有粒状或短线状，线粒体直径一般在0.5-1.0um，在长度上变化 很大，一般为1.5-3.0um，长的可达10um，肝细胞中约有1300个 线粒体。

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什么是叶绿体？ 叶绿体是植物细胞内进行光合作用的细胞 器，长径5-10um，短径2-4um，厚2-3um， 多呈扁平椭球形。高等植物的叶肉细胞中一 般含50-200个叶绿体。 叶绿体的起源：古生物学家认为，真核细胞 吞噬蓝藻，蓝藻通过光合作用为其提供能量， 逐渐衍生为叶绿体，出现了植物。 叶绿体的结构：外被、类囊体、基质 外被：叶绿体由双层膜构成，膜间为1020nm的间隙。外膜渗透性大，许多营养物质 如蔗糖、核苷等可自由进出外膜进入膜间隙。 内膜对物质选择性很强，CO2、O2、H2O等 可透过内膜，葡萄糖、果糖等透过速度慢， 蔗糖、焦磷酸等不能透过内膜。 类囊体：由单层膜构成的扁平小囊，许多类 囊体像圆盘一样叠在一起称为基粒。一个叶 绿体中约有40-60个基粒，一个基粒由10100个类囊体构成。 基质：内膜与类囊体之间的空隙，包括酶、 DNA、淀粉粒等。
2. ①
②
双糖：由两个单糖结合而成 乳糖：哺乳动物乳汁中的双糖， 因此而得名，在各类植物性食物 中是没有乳糖存在的。是由一份 子葡萄糖和一份子半乳糖缩合而 成，味微甜，牛奶中乳糖约含4%， 人乳中约含5%-7%。乳糖的主要 作用是为人体供热，可促进小孩 对钙的吸收。 麦芽糖：由两分子葡萄糖构成， 同时也是淀粉水解的主要水解产 物，咀嚼馒头时有甜味即是麦芽 糖。常见的麦芽糖是没有结晶的， 在烹调时由于加入了蔗糖，令白 色的麦芽糖转变为黄色，增加色 香味。饴糖是以高粱、大麦、大 米等为原料发酵制成，主要含麦 芽糖。
②
水被植物根部吸收，提供H、O；C2O被叶片吸收，提供C、O；太 阳能变为C6H12O6里将六个C原子连接在一起的化学能。 叶绿体在糖类产生中的作用 光合作用的发现 1771年英国化学家J.Priestley发现植物可净化空气，他实际上发现 了植物放氧 1779年荷兰人Jan Ingenhousz发现植物只有在光下才净化空气, 证明光的参与； 1782年瑞士科学家J.Sennebier发现CO2可以促进植物在光下产生 “纯净”空气； 1864年J.Sachs观察到光照下叶绿体中的淀粉粒增大，证明光合中 有有机物产生； 1941年Ruben等用H2O*证明氧气来源于水光解 光合作用的部位：叶绿体
线粒体的结构： • 外膜：具有孔蛋白构成的亲水 通道，5kD以下的分子可自由 通过。 • 内膜：通透性很低，仅允许不 带电荷的小分子通过 • 基质：内膜和嵴包围的空间， 基质中含有线粒体DNA。 线粒体DNA：除精子细胞 以外，人体中所有的细胞都有 线粒体，但只有女性的线粒体 基因能通过卵子遗传给后代， 男人的线粒体只伴随其一生然 后终结。因此要弄清古人民族、 迁移路线等，需检验线粒体。
三、描述谷类和糖类的术语 1. 谷类：一类麦仁即完整的谷粒包括4个主要部分：胚芽、胚乳、麸和壳。 壳：是最外面干燥的一层，不能被人食用，但能喂动物。 麸：包被在谷粒外起保护作用的纤维层，是谷粒中的主要纤维供体，富含营养素和 纤维。 胚乳：谷粒中大部分可食用的、富含淀粉的部分，用来给种子发芽提供养分。 胚芽：谷粒中富含营养的结构。将来发育成一颗新的植株，所以它带有形成新生命 所需的高浓度营养食物，它特别富含维生素和矿物质。 白面粉：由胚乳磨成的面粉，经过精炼和漂白使其最大限度地软化、脱色。 未经漂白的面粉：米黄色的胚乳粉，质地和营养价值与普通的白面粉接近。 全麦粉：由没有加工过的只去除果壳而保留其他部分的谷粒磨成的面粉。 碾磨：用石磨把谷粒或加工过的谷粒碾磨成面粉的过程。 精加工：把食物中粗糙部分去除的过程。例如把小麦加工成面粉的过程，包括去除 麦粒中的果壳、麸和胚芽，只剩下主要成分为淀粉和少量蛋白质的胚乳。 强化、增补：向精加工后的食品中加入营养成分。加入VB1、VB2、尼克酸、叶酸等 使它们的含量达到一定水平。 建议：白面粉与全麦比，失去很多营养素，如铁、硫胺素、核黄素、尼克酸，虽可添加， 但仍缺乏镁、锌、VB6、VE、纤维。 全麦即营养，又可控制体重，是既健康又时尚的选择。
光反应与暗反应 光反应需要光，暗反应 无需光，类囊体是光能吸 收、传递和转化的场所。 光和色素是类囊体中吸收 光能并用于光合作用的色 素。 • 光和色素包埋在类囊体的 膜中，以非共价键与蛋白 质结合在一起 • 光和色素有两类：叶绿素 和橙黄色的类胡萝卜素， 通常其比例为3：1
3. ① ② 4. ① ②
二、食物中纤维如何影响人体健康 1. 含淀粉的食物中，如果含有纤维，对人体健康好处更多 ① 使身体更好地控制葡萄糖和胰岛素 ② 减少患结肠癌的危险 ③ 通过降低血液中胆固醇的含量，减少患心血管疾病的危险 当食物富含纤维时，多数胆固醇以胆汁的形式排出体外。 肝脏利用血液中的胆固醇制造胆汁 胆囊储存胆汁 小肠中胆汁帮助消化，与纤维结合 纤维和胆汁随粪便排 出体外 胆汁中一小部分胆固醇被重新吸收进入血液。 当食物中纤维含量低时，由于胆汁无法与纤维结合排出体外，因 此大部分胆固醇被重吸收回血液。 ④ 有益于控制体重 ⑤ 它们吸水膨胀，会使人产生饱腹感，更耐饿。
三、从糖类到葡萄糖 1. 糖类的消化和吸收 ① 体内各系统的主要任务就是制造细胞可以利用的葡萄糖，并以稳 定的速度提供。 体内细胞并不能直接利用食物，如面包、甚至整个乳糖、蔗糖或 淀粉分子来提供能量，但需要的是这些分子中的葡萄糖，而且要 连续不断地供应。消化系统必须先将食物中的淀粉和多糖转化为 单糖，才能由小肠壁细胞吸收。 ② 以馒头为例，说明淀粉转变为葡萄糖的过程 淀粉的消化从口腔开始，唾液淀粉酶将淀粉部分水解为麦芽糖 当食物抵达胃时，唾液淀粉酶仍在发挥作用 食物与胃酸和其他消化液充分混合后，淀粉的消化在胃中终止 胰腺分泌的淀粉酶进入小肠，将大部分淀粉水解为双糖 小肠壁细胞表面的酶将双糖分解为单糖 单糖被小肠壁吸收后，通过毛细血管经门静脉进入肝脏 肝脏将半乳糖和果糖转化为葡萄糖，以肝糖原形式储存
第二节 对糖类的需求
一、减肥是否应少吃糖类 1. 葡萄糖是身体很多功能的最佳能 源。 2. 以每克计，糖类产生的能量比脂 肪少，以一份糖类为主的搭配合 理的食物比高脂肪食物的热量少。 3. 若将葡萄糖转化为脂肪，需消耗 葡萄糖原有的大部分能量。 误区：复合糖类与精制糖不同，后者 不含蛋白质、维生素、矿物质或 纤维，属纯能量食品。 结论：复合糖类并不会使人发胖，很 多国家、政府鼓励民众消费含糖 类丰富的食品。
2.
描述糖类的术语 红糖：在白糖中加入了糖蜜，蔗糖纯度为95%。 糖蜜：甘蔗中榨取的蔗糖精炼后剩下的糖浆，糖蜜中的主要营养物质是制 作过程中机器留下的沾染污-铁。 白糖：纯蔗糖，由粗糖溶解、浓缩、重结晶制成。 粗糖：制糖过程中第一批收获的晶体。由于粗糖含有诸如泥土之类的污物， 所以仍需精炼。 砂糖：通常的食糖，蔗糖的结晶，纯度99.9%。 精致细砂糖：精致的细粉末状蔗糖，纯度为99.9%。 枫糖：从枫糖树的树液中提取的蔗糖的浓缩液，主要含蔗糖。这种糖曾经 很流行，现已被蔗糖取代。 转化糖：工业生产过程中，蔗糖断裂后生成的葡萄糖和果糖的混合物。只 以液体形式出售，比蔗糖甜。 蜂蜜：蜜蜂用酶消化花蜜中的蔗糖，使其成为浓缩的葡萄糖和果糖的溶液。 玉米增甜剂：从玉米中提炼的玉米糖浆和糖溶液。 玉米糖浆：主要含葡萄糖，还有部分麦芽糖。是通过酶作用在玉米淀粉上 制得由葡萄糖和果糖构成，是人类食品 的基本添加剂之一，已有几千年历史。广 泛分布于植物体内，甜菜和甘蔗中含量最 高。以蔗糖为主要成分的食糖根据甜度的 高低又分为：冰糖、白砂糖、绵白糖和赤 砂糖（红糖或黑糖）。 蔗糖的生产：原料主要是甜菜或甘 蔗，将其用机器压碎，收集糖汁，过滤后 用石灰处理，去除杂质，再用二氧化硫漂 白；将经过处理的糖汁煮沸，抽去沉底的 杂质，刮去浮在表面的泡沫，然后冷却为 结晶成为蔗糖。 多糖：数以千计的葡萄糖基形成的长链 淀粉：植物体内储存葡萄糖的形式 淀粉是葡萄糖的高聚体，水解到二糖阶段 为麦芽糖，完全水解后为葡萄糖。 淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子 和块茎中，各类植物的淀粉含量都很高。 大米中含淀粉62%-86%，小麦中含淀粉 57%-75%，马铃薯中超过90%。 淀粉的分类：直链淀粉、支链淀粉 直链淀粉：天然淀粉中直链淀粉占20%26%，含几百个葡萄糖单元，是可溶于水 的，遇碘变蓝。 支链淀粉：一般含几千个葡萄糖单元，难 溶于水，遇碘变棕红色。