第三章碳水化合物
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第三章碳水化合物
（2）有多元醇的性质 CHO
(CHOH )4Leabharlann + 5 CH3COOH
浓H2SO4 加热
CH2OH
CHO
+
5 H2 O
(CHOOCCH 3) 4
CH2OOCCH3 五乙酸葡萄糖酯
糖果
保温瓶胆
酿酒
镜子 医药
4.葡萄糖的用途
生活中——糖果 工业上——制镜、热水瓶胆、酿酒 医药上——迅速补充营养
小结：葡萄糖的结构和性质
药物疗法：要坚持服药、定期随访，不断 调整，注意低血糖发生。
血糖控制：检测血糖比尿糖准确、可靠。
果糖在体内的代谢不受胰 岛素的控制，在肝脏内果 糖首先磷酸化生成1—磷 酸果糖，然后分解成丙糖， 丙糖进一步合成为葡萄糖 和甘油三酯或进入酵解途 径。
果糖的代谢不受胰岛 素影响，故糖尿病人 可适量食用果糖。
糖类化合物。是 一类多羟基醛， 多羟基酮；或者 一些能水解成多 羟基醛或多羟基 酮的化合物。
H
O
C
(CHOH)n CH2OH
多羟基醛
CH2OH CO
(CHOH)n CH2OH
多羟基酮
一、碳水化物分类
按照聚合度的不同，营养学上一般将其分为四类
单糖
最简单的糖，不能再被水解
双糖 寡糖 多糖
2个单糖组成的 3-10个单糖组成的 10个以上单糖组成的
糖尿病综合治疗
• 饮食治疗 • 运动治疗 • 药物治疗 • 健康教育与心理治疗 • 病情监测
饮食控制：是糖尿病治疗的基础，以维 持标准体重为准。ＷＨＯ倡导人群饮 食控制目标为"二高"（高复合碳水化 合物、高粗纤维）、"四低"（低糖、 低盐、低脂、低胆固醇）、"一平" （蛋白质）。
第三章 碳水化合物
第三章碳水化合物（一）名词解释1.淀粉糊化——β-淀粉在水中经加热后出现膨润现象继续加热，成为溶液状态的现象。
2. 淀粉老化——经过糊化的α-淀粉在室温或低于室温下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这现象称为老化3.美拉德反应：美拉德反应又称羰氨反应，指羰基与氨基经缩合聚合反应生成类黑色素的反应。
4.膨润现象：淀粉在水中经加热后，一部分胶束被溶解，空隙逐渐扩大，淀粉粒因吸水而膨胀，胶束消失，这种现象称为膨润现象。
（二）判断题5. 糖浓度只有在70％以上才能抑菌，故通常利用高浓度的果糖来保存食品. 答: 是的.糖浓度只有在70％以上才能抑制大多数微生物的生长,而在室温条件(20 OC)下,只有果糖的浓度可以达到70%,其它糖的溶解度都低于70%,故通常利用高浓度的果糖来保存食品. 6、淀粉的糊化温度是指淀粉开始糊化的温度。
错，淀粉糊化过程中双折射开始小时的温度维糊化点或糊化初始温度7、考虑到在20℃时要有好的保存性，果汁和蜜饯类食品最好利用66%蔗糖作为保存剂。
.错，，应选用淀粉糖浆，因其具有高溶解度，且最高浓度约80%保存性较好。
（三）填空8.糖原是一种_______，主要存在于_______和_______中，淀粉对食品的甜味没有贡献，只有水解成_______或_______才对食品的甜味起作用。
葡聚糖；肌肉；肝脏；低聚糖；葡萄糖9.大分子多糖溶液都有一定的黏稠性，其溶液的黏度取决于分子的_______、_______、_______和溶液中的_______. 大小；形状；所带净电荷；构象10.通常将酯化度大于_______的果胶称为高甲氧基果胶，酯化度低于_______的是低甲氧基果胶。
果胶酯酸是甲酯化程度_______的果胶，水溶性果胶酯酸称为_______果胶，果胶酯酸在果胶甲酯酶的持续作用下，甲酯基可全部除去，形成_______. 50％；50％；不太高；低甲氧基；果胶酸（四）简答题11.碳水化合物吸湿性和保湿性在食品中的作用。
食品化学 第三章 碳水化合物
工业上生产焦糖色素
以蔗糖为原料生产的三种色素及用途
NH4HSO3催化 pH2-4.5 耐酸焦糖色素 （可用于可口可乐饮料，棕色） 糖和铵盐加热 pH4.2-4.8 焙烤食品用焦糖色素 （红棕色） 蔗糖加热 pH3-4 啤酒美色剂 （含醇类饮料，红棕色）
第一节 单糖在食品中的作用
第二节 低聚糖
蔗糖形成焦糖的过程
蔗糖
200℃，约 35 min起泡
（无甜味而具有温和的苦味）
异蔗糖酐
焦糖酐 焦糖稀 焦糖素
二次起泡55 min
（熔点为 138℃，可溶于水 及乙醇，味苦）
焦糖色素是一种结构不明确 继续加热 的大的聚合物分子，这些聚 （熔点为 154℃，可溶于水） 继续加热 合物形成了胶体粒子，形成 （高分子量的深色物质 ） 胶体粒子的速度随温度和pH 的增加而增加。
裂解:
裂解 挥发性的醛、酮
第一节 单糖在食品中的作用
焦糖化反应条件
①无水或浓溶液，温度150-200℃。 ②催化剂的存在加速反应：铵盐、磷酸盐 苹果酸、延胡索酸、柠檬酸、酒石酸等。 ③pH8比pH5.9时快10倍。 ④不同糖反应速度不同，例如果糖大于葡 萄糖（熔点的不同）。
第一节 单糖在食品中的作用
一、单糖的物理性质
吸湿性和保湿性
吸湿性：指糖在空气湿度较高的情况下吸收水分 的性质。 保湿性：指糖在空气湿度较低条件下保持水分的 性质。果糖的吸湿性最强
结晶性
糖的特征之一是能形成结晶，糖溶液越纯越易 结晶。
其它
黏度、渗透压、发酵性、抗氧化性
第一节 单糖在食品中的作用
二、单糖的化学反应
• 具有醇羟基的成酯、成醚、成缩醛等反应 和羰基的一些加成反应，还具有一些特殊 反应 。 非酶褐变反应 美拉德反应（Maillard reaction） 焦糖化反应（Phenomena of Caramelization ）
第三章 碳水化合物 专题 非酶褐变及膳食纤维
第三章碳水化合物非酶褐变反应第三章碳水化合物1当pH 值大于7温度较低时1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易发生2,3-烯醇化而形成还原酮类, 还原酮较不稳定，既有较强的还原作用，也可异构成脱氢还原（二羰基化合物类）：酮第三章碳水化合物6第三章碳水化合物7当pH 值大于7温度较高时1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易裂解较易裂解，，产生1-羟基-2-丙酮丙酮、、丙酮醛酮醛、、二乙酰基等很多高活性的中间体。
这些中间体还可继续参与反应参与反应，，如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、、脱氨反应形成醛类和醛类和αα-氨基酮类氨基酮类，，这个反应又称为Strecker 降解反应：第三章碳水化合物93、焦糖化褐变及其反应历程糖类在没有含氨基化合物存在时，加热到熔点以上也会变为黑褐的色素物质的色素物质，，这种作用称为焦糖化作用。
温和加热或初期热分解能引起糖异头移位起糖异头移位、、环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键。
但是，热分解由于脱水主要引起左旋葡聚糖的形成或者在糖环中形成双键，后者可产生不饱和的环状中间体后者可产生不饱和的环状中间体，，如呋喃环如呋喃环。
共轭双键的存在产生颜色共轭双键的存在产生颜色，，同时可发生缩合反应使之聚合同时可发生缩合反应使之聚合，，使食品产生色泽和风味品产生色泽和风味。
一些食品一些食品，，例如焙烤例如焙烤、、油炸食品油炸食品，，焦糖化作用控制得当制得当，，可使产品得到悦人的色泽与风味可使产品得到悦人的色泽与风味。
各种糖类生成的焦糖在成分上都相似分上都相似，，但焦糖化学组成复杂但焦糖化学组成复杂，，至今还不清楚至今还不清楚。
一般可将焦糖化作用产生的成分分为二类作用产生的成分分为二类：：一类是糖的脱水后的聚合产物一类是糖的脱水后的聚合产物，，即焦糖或称酱色即焦糖或称酱色；；另一类是一些热降解产物另一类是一些热降解产物，，如挥发性的醛如挥发性的醛、、酮类等物质酮类等物质。
食品化学第三章碳水化合物
分类：
低聚糖中以双糖分布最为普遍，双糖也称为二糖， 是由2分子的单糖失水形成的，其单糖单体可以是 相同的，也可以是不同的，故可分为同聚二糖和杂 聚二糖。同聚二糖：麦芽糖，异麦芽糖，纤维二糖， 海藻二糖；杂聚二糖：蔗糖，乳糖等。
❖二糖：
❖ 还原性二糖：还原性二糖可以看作是一
分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的 醇羟基失水而成的。这样形成的二糖分子 中，有一个单糖单位形成苷，而另一个单 位仍然保留有半缩醛基。
碳水化合物的作用：
❖ 是重要的能量来源与营养来源： ❖ 单糖和低聚糖是重要的甜味剂和保藏剂(高
浓度糖渗透压大，微生物不易生长)： ❖ 与食品中其它成分发生反应产生色泽和香
味：焦糖化反应，美拉德反应 ❖ 具有较高黏度、凝胶能力和稳定作用：多
指多糖
碳水化合物在加工贮藏中的变化：
❖ 有利变化：淀粉糊化，纤维素水解， 果胶在水果后熟中的适当降解
(3)分子中碳原子数≥3的单糖含有手型碳原子(即 离羰基最员的不对称碳原字)，手型碳原子上－ OH在右侧的为D型，在左侧的为L型。天然存 在的单糖大多为D型。
➢ 2、单糖的环状结构：
单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇羟 基反应，生成分子内的半缩醛或半缩酮，形成 五元呋喃环或更稳定的六元吡喃环。天然的糖 多以六元环形式存在。
3.2 单糖
❖ 单糖的结构：
➢ 1、单糖的化学组成和链状结构：
(1)组成Cn(H2O)n：所有食物中的低聚糖和多糖摄 入人体后，都必须水解成单糖后才能被人体吸收。
(2)自然界中以4，5，6个碳原子的单糖最普遍。6 碳糖：葡萄糖，果糖；5碳糖：核糖等等。按照官 能团又分为醛糖或酮糖。依分子中碳原子的数目， 单糖可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖，庚糖 。
食品营养学 碳水化合物
[三]麦芽糖醇 由麦芽糖氢化而来的,在工业上是由淀 粉酶解制得多组分“葡萄糖浆”后氢化制成,麦芽糖醇被人 体摄入后在小肠内的分解量是同量麦芽糖得一/四0,是非能 源物质,不升高血糖,也不增加胆固醇和中性脂肪的含量,是 心血管疾病、糖尿病患者的甜味剂,也不能被微生物利用, 故也能防止龋齿,
第三章 碳水化合物
• 一．单糖 单糖是指分子结构中含有三～六个碳原子的糖,如三碳
糖的甘油醛;四碳糖的赤藓糖;五碳糖的阿拉伯糖、核糖、 木糖、来苏糖;六碳糖的葡萄糖、果糖、半乳糖等,食品中 常见的单糖以六碳糖为主,主要有如下几种,
[一]葡萄糖 植物性食品中含量最丰富,有的高达二0%, 在动物的血液、肝脏、肌肉中也含有少量的葡萄糖,而且是 人体血液中不可缺少的糖类,有些器官甚至完全依靠葡萄糖 提供能量,例如大脑每天约需一00～一二0g葡萄糖,葡萄糖 也是双糖、多糖的组成成分,
原、核糖、乳糖的形式存在,
第三章 碳水化合物
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
碳水化合物的生理功能 碳水化合物的分类 食品加工对碳水化合物的影响 碳水化合物的供给量及食物来源 膳食纤维 碳水化合物的质量评价
第三章 碳水化合物
• 第一节 碳水化合物的生理功能
• 一、供能和节约蛋白质
糊化淀粉[α-淀粉]缓慢冷却后可生成难以消化的β淀粉,即淀粉的老化或反生,这在以淀粉凝胶为基质的食品 中有可能由凝胶析出液体,称为食品的脱水收缩,此外,当 α-淀粉在高温、快速干燥,并使其水分低于一0%时,可使 α-淀粉长期保存,成为方便食品或即食食品,此时,若将其 加水,无需再加热即可得到完全糊化的淀粉,
[一]山梨糖醇 葡萄糖氢化,使其醛基转化为醇基,代谢 时可转化为果糖,不受胰岛素的控制,食后不影响血糖,
第三章 碳水化合物
• 一．单糖 单糖是指分子结构中含有三～六个碳原子的糖,如三碳
糖的甘油醛;四碳糖的赤藓糖;五碳糖的阿拉伯糖、核糖、 木糖、来苏糖;六碳糖的葡萄糖、果糖、半乳糖等,食品中 常见的单糖以六碳糖为主,主要有如下几种,
[一]葡萄糖 植物性食品中含量最丰富,有的高达二0%, 在动物的血液、肝脏、肌肉中也含有少量的葡萄糖,而且是 人体血液中不可缺少的糖类,有些器官甚至完全依靠葡萄糖 提供能量,例如大脑每天约需一00～一二0g葡萄糖,葡萄糖 也是双糖、多糖的组成成分,
原、核糖、乳糖的形式存在,
第三章 碳水化合物
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
碳水化合物的生理功能 碳水化合物的分类 食品加工对碳水化合物的影响 碳水化合物的供给量及食物来源 膳食纤维 碳水化合物的质量评价
第三章 碳水化合物
• 第一节 碳水化合物的生理功能
• 一、供能和节约蛋白质
糊化淀粉[α-淀粉]缓慢冷却后可生成难以消化的β淀粉,即淀粉的老化或反生,这在以淀粉凝胶为基质的食品 中有可能由凝胶析出液体,称为食品的脱水收缩,此外,当 α-淀粉在高温、快速干燥,并使其水分低于一0%时,可使 α-淀粉长期保存,成为方便食品或即食食品,此时,若将其 加水,无需再加热即可得到完全糊化的淀粉,
[一]山梨糖醇 葡萄糖氢化,使其醛基转化为醇基,代谢 时可转化为果糖,不受胰岛素的控制,食后不影响血糖,
食品营养学第三章碳水化合物 第五节 膳食纤维
第三章 碳水化合物
• 六．膳食纤维的摄取与食物来源
• 1．膳食纤维的摄取 美国FDA推荐的总膳食纤维摄入量为成人每日20～35g。每
天摄入一定量的植物性食物如400～500g的蔬菜和水果，一定 量的粗粮：如杂豆、玉米和小米等，可满足机体对膳食纤维 的需要。
此外，美国供给量专家委员会推荐膳食纤维中以不溶性纤 维70%～75%，可溶性纤维25%～30%为宜，并且应由天然纤维 提供膳食纤维，而不是纯纤维素。另据报告，澳大利亚人每 日平均摄入膳食纤维25g，可明显减少冠心病的发病率和死亡 率。
• 6．木质素
木质素是使植物木质化的物质。不是多糖而是多聚苯丙 烷聚合物，或称苯丙烷聚合物。其与纤维素、半纤维素同时 存在于植物细胞壁中，进食时往往一并摄入体内，被认为是 膳食纤维的组成部分。通常果蔬植物所含木质素甚少，人和 动物均不能消化木质素。
第三章 碳水化合物
• 三、膳食纤维的营养学意义
• 1．促进结肠功能，预防结肠癌 大多数纤维素具有促进肠道蠕动和吸水膨胀的特性。一方
含量 0.51～1.19 0.82～1.04 0.27～1.11 1.17～2.92 0.10～0.50 1.00～2.00
0.78
第三章 碳水化合物
表3-6 膳食纤维的种类、食物来源和主要功能
种类
不溶性纤维 木质素 纤维素 半纤维素 可溶性纤维 果胶、树胶、黏胶、 少数半纤维素
主要食物来源
所有植物 所有植物(如小麦制品) 小麦、黑麦、大米、蔬菜 柑橘类、燕麦制品和豆类
第三章 碳水化合物
碳水化合物又称糖类，是由碳、氢、氧组成的一类多 羟基醛或多羟基酮类化合物，是生物界三大基础物质之一， 其基本结构式为Cm(H2O)n。碳水化合物主要存在于植物界， 多是通过绿色植物的光合作用而产生。碳水化合物占植物干 重的50%～80%，占动物体干重的2%左右。在植物组织中碳水 化合物主要以能源物质（如淀粉）和支持结构（如纤维素和 果胶等）的形式存在，在动物组织中，碳水化合物主要以肝
食品营养学第三章碳水化合物 第三节食品加工对碳水化合物的影响
• 一、淀粉水解
淀粉经酸水解或酶水解可生成糊精。当以糖化型淀粉酶 水解支链淀粉至分支点时所生成的糊精称为极限糊精。食品 工业中常用大麦芽为酶源水解淀粉，得到糊精和麦芽糖的混 合物，称为饴糖。饴糖在体内水解为葡萄糖后被吸收、利用。 在制作羊羹时添加少许糊精可防止结晶析出，避免外观不良。
淀粉在使用α-淀粉水解酶和葡萄糖淀粉酶进行水解时， 可得到近乎完全的葡萄糖。此后再用葡萄糖异构酶使其异构 成果糖，最后可得到58%的葡萄糖和42％的果糖组成的玉米糖 浆。由其进一步制成果糖含量55%的高果糖（玉米）糖浆是食 品工业中重要的甜味物质。
第三章 碳水化合物
• 二、淀粉的糊化与老化
通常，将淀粉加水、加热，使之产生半透明、胶状物 质的作用称为糊化作用。糊化淀粉即α-淀粉，未糊化的淀 粉称为β-淀粉。淀粉糊化后可使其消化性增加。这是因为 多糖分子吸水膨胀和氢键断裂，从而使淀粉酶能更好地对 淀粉发挥酶促消化作用的结果。未糊化的淀粉则较难消化。
糊化淀粉(α-淀粉)缓慢冷却后可生成难以消化的β淀粉，即淀粉的老化或反生。这在以淀粉凝胶为基质的食 品中有可能由凝胶析出液体，称为食品的脱水收缩。此外， 当α-淀粉在高温、快速干燥，并使其水分低于10%时，可 使α-淀粉长期保存，成为方便食品或即食食品。此时，若 将其加水，无需再加热即可得到完全糊化的淀粉。
糖原、肌糖原、核糖、乳糖的形式存在。
第三章 碳水化合物
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
碳水化合物的生理功能 碳水化合物的分类 食品加工对碳水化合物的影响 碳水化合物的供给量及食物来源 膳食纤维 碳水化合物的质量评价
第三章 碳水化合物
• 第三节 食品加工对碳水化合物的影响
上(高于135℃)的结果。在酸、碱条件下都能进行，经一系 列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。但焦糖化 作用在食品加工中控制适当，尚可使食品具有诱人的色泽与 风味，有利于提高食品的感观性状。
淀粉经酸水解或酶水解可生成糊精。当以糖化型淀粉酶 水解支链淀粉至分支点时所生成的糊精称为极限糊精。食品 工业中常用大麦芽为酶源水解淀粉，得到糊精和麦芽糖的混 合物，称为饴糖。饴糖在体内水解为葡萄糖后被吸收、利用。 在制作羊羹时添加少许糊精可防止结晶析出，避免外观不良。
淀粉在使用α-淀粉水解酶和葡萄糖淀粉酶进行水解时， 可得到近乎完全的葡萄糖。此后再用葡萄糖异构酶使其异构 成果糖，最后可得到58%的葡萄糖和42％的果糖组成的玉米糖 浆。由其进一步制成果糖含量55%的高果糖（玉米）糖浆是食 品工业中重要的甜味物质。
第三章 碳水化合物
• 二、淀粉的糊化与老化
通常，将淀粉加水、加热，使之产生半透明、胶状物 质的作用称为糊化作用。糊化淀粉即α-淀粉，未糊化的淀 粉称为β-淀粉。淀粉糊化后可使其消化性增加。这是因为 多糖分子吸水膨胀和氢键断裂，从而使淀粉酶能更好地对 淀粉发挥酶促消化作用的结果。未糊化的淀粉则较难消化。
糊化淀粉(α-淀粉)缓慢冷却后可生成难以消化的β淀粉，即淀粉的老化或反生。这在以淀粉凝胶为基质的食 品中有可能由凝胶析出液体，称为食品的脱水收缩。此外， 当α-淀粉在高温、快速干燥，并使其水分低于10%时，可 使α-淀粉长期保存，成为方便食品或即食食品。此时，若 将其加水，无需再加热即可得到完全糊化的淀粉。
糖原、肌糖原、核糖、乳糖的形式存在。
第三章 碳水化合物
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
碳水化合物的生理功能 碳水化合物的分类 食品加工对碳水化合物的影响 碳水化合物的供给量及食物来源 膳食纤维 碳水化合物的质量评价
第三章 碳水化合物
• 第三节 食品加工对碳水化合物的影响
上(高于135℃)的结果。在酸、碱条件下都能进行，经一系 列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。但焦糖化 作用在食品加工中控制适当，尚可使食品具有诱人的色泽与 风味，有利于提高食品的感观性状。
碳水化合物(共72张PPT)
糖可引起不良反应 。
另外，机体肝糖元丰富则对某些细菌毒素抵抗能增强，动物实
验显示肝糖元不足则对酒精、砷等毒素解毒作用下降。葡萄糖
醛酸是葡萄糖的代谢产物，它对某些药物如吗啡，水杨酸，磺
胺类药物由解毒作用，生成微生物排出体外。
龋齿是一种表面的牙周疾病，这种疾病是由寄生在口腔中
的能形成噬菌斑的微生物的生长和产酸后引起的。这些微生
感观性状和安全的影响。
•
淀粉的糊化、老化作用的机理、影响因素
及作用；果胶凝胶的形成机理、影响因素
及应用。碳水化合物在食品加工储藏过程
中的变化及其对食品营养，感观性状和安
全的影响。
•
糖类化合物的结构与功能间的关系。
➢熟话说“民以食为天”。糖类
化合物是自然界分布广泛、数量最
多的有机化合物，是绿色植物光合
H
H
OH
OHቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
OH
H
D—半乳糖
H
OH
OH
H
D—果糖
➢
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖
（sucrose） 、D-果糖（ D -fructose）、 D-葡萄糖
（ D- glucose）的含量。
是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以10%或
15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1。
果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖
差向异构体。因此，一个6碳醛糖有16种异构体，其中8种为D异构系
列，另外8个为L异构系列。
常见的单糖含有5或6个碳原子，分子式为
，已知的单
糖非常容易从
导出。以Fisher投影式表示：
•
按不对称碳原子分为： D-型、L-型，
另外，机体肝糖元丰富则对某些细菌毒素抵抗能增强，动物实
验显示肝糖元不足则对酒精、砷等毒素解毒作用下降。葡萄糖
醛酸是葡萄糖的代谢产物，它对某些药物如吗啡，水杨酸，磺
胺类药物由解毒作用，生成微生物排出体外。
龋齿是一种表面的牙周疾病，这种疾病是由寄生在口腔中
的能形成噬菌斑的微生物的生长和产酸后引起的。这些微生
感观性状和安全的影响。
•
淀粉的糊化、老化作用的机理、影响因素
及作用；果胶凝胶的形成机理、影响因素
及应用。碳水化合物在食品加工储藏过程
中的变化及其对食品营养，感观性状和安
全的影响。
•
糖类化合物的结构与功能间的关系。
➢熟话说“民以食为天”。糖类
化合物是自然界分布广泛、数量最
多的有机化合物，是绿色植物光合
H
H
OH
OHቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
OH
H
D—半乳糖
H
OH
OH
H
D—果糖
➢
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖
（sucrose） 、D-果糖（ D -fructose）、 D-葡萄糖
（ D- glucose）的含量。
是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以10%或
15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1。
果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖
差向异构体。因此，一个6碳醛糖有16种异构体，其中8种为D异构系
列，另外8个为L异构系列。
常见的单糖含有5或6个碳原子，分子式为
，已知的单
糖非常容易从
导出。以Fisher投影式表示：
•
按不对称碳原子分为： D-型、L-型，
食品营养学第三章碳水化合物 第四节碳水化合物的供给量及食物来源
第三章 碳水化合物
表3-2 几种常见食物的碳水化合物含量(%)
食物
蔗糖 玉米淀粉 葡萄干 小麦面粉 （70％） 空心粉(干) 全麦面包
大米 烤马铃薯
香蕉
碳水化合 物总 量
99.5 87.6 77.4
76.1
75.2 47.7 24.2 21.1 22.2
粗纤维 0 0.1 0.9 0.3 0.3 1.6 0.1 0.6 0.5
（1）谷物摄入减少造成B族维生素的缺乏。根据食物成 分0.34mg，100g特级大米中的含量仅为0.08mg。
第三章 碳水化合物
（2）主食谷物不足造成动物脂肪代谢不完全。当人体碳 水化合物摄入不足，或身体不能利用糖时（如糖尿病人）， 所需能量大部分要由脂肪供给。脂肪氧化不完全，会产生一 定数量的酮体，酮体过分聚积使血液中酸度偏高，引起酮性 昏迷。另外，由于酮体积聚，造成膳食蛋白质的浪费和组织 中蛋白质的分解加速，钠离子的丢失和脱水，导致代谢紊乱。
动者所需要的15%～20%的热能是由蔗糖提供的。按体重计算， 碳水化合物的供给量，成年人每日每1kg体重约6～10g，1岁 以下婴儿约12g。
（1）促进冠心病的发生和发展 过多的碳水化合物若不 能被及时消耗掉，多余的糖在体内转化为甘油三脂和胆固醇， 促进了动脉粥样硬化的发生和发展。
（2）对血脂的影响 进食大量的碳水化合物，使糖代谢 增加，细胞内ATP增加，脂肪合成速度加快，多余的脂肪蓄积 在体内，造成血脂异常情况的发生。
第三章 碳水化合物
碳水化合物又称糖类，是由碳、氢、氧组成的一类多 羟基醛或多羟基酮类化合物，是生物界三大基础物质之一， 其基本结构式为Cm(H2O)n。碳水化合物主要存在于植物界， 多是通过绿色植物的光合作用而产生。碳水化合物占植物干 重的50%～80%，占动物体干重的2%左右。在植物组织中碳水 化合物主要以能源物质（如淀粉）和支持结构（如纤维素和 果胶等）的形式存在，在动物组织中，碳水化合物主要以肝
食品化学 第三章 碳水化合物
D-n糖
三糖
四糖
2（n-3）个异构体
五糖 六糖
差向异构
C2差向异构
C4差向异构
L-糖：最高编号的手性C原子上的-OH在左边
两种L-糖，具有生物化学作用
酮糖
单糖中羰基是酮基，例如果糖 1 CH OH 2 2 C=O HOCH HCOH HCOH CH2OH 果糖的开环结构
其次
为主
二、糖 苷
第二节
糖的分类 单糖 双糖 低聚糖 多糖
单糖
一、结构
手性碳原子
原子或功能基团
镜
-与-构型
异侧
同侧
命名
3个碳原子：三糖， 1个手性碳原子 D-甘油醛糖，L-甘油醛糖 4个碳原子：四糖，2个手性碳原子 5个碳原子；五糖，3个手性碳原子 6个碳原子：六糖，己糖，己醛糖 n-糖有n-2个手性碳原子
醚化
进一步改良功能性 红藻多糖C3与C6间形成内醚（3,6-脱水环）
琼脂胶、卡拉胶
6
3
六、非酶褐变 (Nonenzymatic browning)
氧化或酶促褐变
氧或酚类物质在多酚氧化酶催化下的反应 例如：水果切片
非氧化或非酶促褐变
焦糖化反应 (Caramelization) 美拉德反应
Cu与Fe促进褐变 Fe(III)Fe(II)
抑制Maillard反应的方法
稀释或降低水分含量 降低pH 降低温度 除去一种作用物
加入葡萄糖转化酶，除去糖，减少褐变
色素形成早期加入还原剂（亚硫酸盐或 二氧化硫）
营养变化
部分氨基酸的损失 尤其是必需氨基酸L-赖氨酸
第三章_碳水化合物
12
水果——成熟前采摘， 后熟过程中酶促反应使 淀粉转变为糖，水果变 软，变熟，变甜
玉米--在蔗糖转化为 淀粉前采摘，加热破 坏转化酶系，玉米很 甜。成熟后采摘或未 及时破坏酶系，玉米 失去甜味，而且变硬
变老
13
三、食品中碳水化合物的作用
碳水化合物与 食品的营养
提供膳食热量 促进肠道蠕动 具有保健功能
控制温度：葡萄糖 + 缬氨酸
木糖-酵母水解蛋白
100-150 ℃ 180 ℃ 90 ℃ 160 ℃
烤面包香味 巧克力香味 饼干香型 酱肉香型
不同加工方法： 土豆
大麦
水煮
125种香气 75种香气
烘烤
250种香气 150种香气
54
美拉德反应对食品的影响
色泽——希望和不希望 风味——美拉德反应产品能产生牛奶巧克力的风味。
D 果糖基氨与2－氨基－2－脱氧葡萄糖
以下糖类中糖尿病人可以食用的是 ( )
A 葡萄糖 B 木糖醇 C 山梨糖 D 蔗糖
下列那种糖不含手性碳原子( )
A．果糖B．葡萄糖C．丙醛糖D．丙酮糖
美拉德反应中以下哪个环节可以产生香味物质()
当还原糖与牛奶蛋白质反应时，美拉德反应产生乳脂 糖、太妃糖及奶糖的风味。 营养——还原糖与氨基酸的反应破坏氨基酸，特别是 必需氨基酸L-赖氨酸所受的影响最大，赖氨酸含有 ε-氨基，即使存在于蛋白质分子中也能参与美拉德 反应。 安全——已从烧煮和油炸的肉和鱼以及牛肉的浸出物 中分离得到诱变杂环胺。
第三章 碳水化合物
1
本
第一节 概述
章 主
第二节 单糖
要
第三节 低聚糖
内
容
第四节 多糖
2
1.食品中单糖、低聚糖、多糖等物理化学性质； 2.食品在储藏加工条件下糖类化合物的美拉德褐变
水果——成熟前采摘， 后熟过程中酶促反应使 淀粉转变为糖，水果变 软，变熟，变甜
玉米--在蔗糖转化为 淀粉前采摘，加热破 坏转化酶系，玉米很 甜。成熟后采摘或未 及时破坏酶系，玉米 失去甜味，而且变硬
变老
13
三、食品中碳水化合物的作用
碳水化合物与 食品的营养
提供膳食热量 促进肠道蠕动 具有保健功能
控制温度：葡萄糖 + 缬氨酸
木糖-酵母水解蛋白
100-150 ℃ 180 ℃ 90 ℃ 160 ℃
烤面包香味 巧克力香味 饼干香型 酱肉香型
不同加工方法： 土豆
大麦
水煮
125种香气 75种香气
烘烤
250种香气 150种香气
54
美拉德反应对食品的影响
色泽——希望和不希望 风味——美拉德反应产品能产生牛奶巧克力的风味。
D 果糖基氨与2－氨基－2－脱氧葡萄糖
以下糖类中糖尿病人可以食用的是 ( )
A 葡萄糖 B 木糖醇 C 山梨糖 D 蔗糖
下列那种糖不含手性碳原子( )
A．果糖B．葡萄糖C．丙醛糖D．丙酮糖
美拉德反应中以下哪个环节可以产生香味物质()
当还原糖与牛奶蛋白质反应时，美拉德反应产生乳脂 糖、太妃糖及奶糖的风味。 营养——还原糖与氨基酸的反应破坏氨基酸，特别是 必需氨基酸L-赖氨酸所受的影响最大，赖氨酸含有 ε-氨基，即使存在于蛋白质分子中也能参与美拉德 反应。 安全——已从烧煮和油炸的肉和鱼以及牛肉的浸出物 中分离得到诱变杂环胺。
第三章 碳水化合物
1
本
第一节 概述
章 主
第二节 单糖
要
第三节 低聚糖
内
容
第四节 多糖
2
1.食品中单糖、低聚糖、多糖等物理化学性质； 2.食品在储藏加工条件下糖类化合物的美拉德褐变
食品营养学 第三章 碳水化合物
糖原 动物淀粉，在肝脏和肌肉中贮存 纤维素， 纤维素，半纤维素 果胶 存在于植物中，膳食纤维
植物中，水溶也在适当条件下可制成凝胶
4.糖的衍生物——糖醇 4.糖的衍生物——糖醇 糖的衍生物——
山梨糖，木糖醇， 山梨糖，木糖醇，麦芽糖醇 代替蔗糖作为甜味剂
无糖食品:一般是指不含蔗糖（甘蔗糖和甜菜糖）、葡萄糖、 ）、葡萄糖 无糖食品:一般是指不含低聚果糖，低聚半乳糖，低聚乳果糖等 低聚果糖，低聚半乳糖， 功能性食品：不被机体消化吸收； 功能性食品：不被机体消化吸收；有益于肠道益生菌的增殖
第四节
碳水化合物的供给量 及食物来
•碳水化合物的供给量 碳水化合物的供给量 源
膳食中碳水化合物的供给量主要与民族饮食习惯， 膳食中碳水化合物的供给量主要与民族饮食习惯，生活 水平，劳动性质和环境因素有关。 水平，劳动性质和环境因素有关。根据目前我国碳水化 合物实际摄入量： 合物实际摄入量：
四、焦糖化反应和羰氨反应
焦糖化反应：是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔点以上的结果， 焦糖化反应：是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔点以上的结果， 经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。控制适当， 经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。控制适当，可 使食品具有诱人的色泽与风味。 使食品具有诱人的色泽与风味。 羰氨反应，美拉德反应：在食品中有氨基化合物存在时， 羰氨反应，美拉德反应：在食品中有氨基化合物存在时，还原糖类伴随热加 或长期储存与之发生的反应。经过一系列变化生成褐色聚合物， 工，或长期储存与之发生的反应。经过一系列变化生成褐色聚合物，在消化 道中不能水解，无营养价值，但是如果控制适当， 道中不能水解，无营养价值，但是如果控制适当，在食品加工中可使某些产 品如焙烤食品得到良好的色、 品如焙烤食品得到良好的色、香、味。
食品化学碳水化合物(共151张PPT)
D-葡萄糖 +氢氰酸+ 水杨醛 D-葡萄糖 + 异硫氰酸盐丙酯 +
KHSO4
D-葡萄糖 + 5-乙烯-2-硫代恶唑烷，
或是致甲状腺肿物 + KHSO4 各种硫化氢化合物 + H2S + KHSO4
24
（2）、低聚糖及多糖的水解
低聚糖容易被酸和酶水解，但对碱较稳定。
蔗糖水解称为转化，生成等摩尔葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖 （invert suger）。
➢此外，某些多糖以糖复合物或混合物形式存在，例如糖蛋白、
糖肽、糖脂、糖缀合物等糖复合物，它们的分子量大小受影响
因素更多。
文献
16
二、碳水化合物的理化性质
1、溶解性
✓单糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。 ✓糖醇在水中溶解时吸收的热量要比蔗糖高得多，适宜制备 具有清凉感的食品。 ✓糖苷的溶解性能与配体有很大关系。
鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用CD包接可除去
✪✪✪ 文献
（四） 多糖
多糖的结构
➢多糖的分子量较大； ➢形状：直链和支链 ➢均多糖（homoglycans），杂多糖（heteroglycans）。 ➢多糖的结构与活性有密切的关系.
➢多糖的聚合度不均一，分子量没有固定值，多呈高斯分布。
➢多糖分子的不均一性主要受体内代谢状态有较大关系。
原糖。
➢苷元的溶解度降低、苦涩味减轻、对食品的色泽及口感都产生重要 影响。
➢糖苷的某些功能消失，有害性的产生或消除。
糖苷酶水解
20
CH2OH
H
O
OH H
O CH2
HO
H
H OH
H
H
O OC
KHSO4
D-葡萄糖 + 5-乙烯-2-硫代恶唑烷，
或是致甲状腺肿物 + KHSO4 各种硫化氢化合物 + H2S + KHSO4
24
（2）、低聚糖及多糖的水解
低聚糖容易被酸和酶水解，但对碱较稳定。
蔗糖水解称为转化，生成等摩尔葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖 （invert suger）。
➢此外，某些多糖以糖复合物或混合物形式存在，例如糖蛋白、
糖肽、糖脂、糖缀合物等糖复合物，它们的分子量大小受影响
因素更多。
文献
16
二、碳水化合物的理化性质
1、溶解性
✓单糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。 ✓糖醇在水中溶解时吸收的热量要比蔗糖高得多，适宜制备 具有清凉感的食品。 ✓糖苷的溶解性能与配体有很大关系。
鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用CD包接可除去
✪✪✪ 文献
（四） 多糖
多糖的结构
➢多糖的分子量较大； ➢形状：直链和支链 ➢均多糖（homoglycans），杂多糖（heteroglycans）。 ➢多糖的结构与活性有密切的关系.
➢多糖的聚合度不均一，分子量没有固定值，多呈高斯分布。
➢多糖分子的不均一性主要受体内代谢状态有较大关系。
原糖。
➢苷元的溶解度降低、苦涩味减轻、对食品的色泽及口感都产生重要 影响。
➢糖苷的某些功能消失，有害性的产生或消除。
糖苷酶水解
20
CH2OH
H
O
OH H
O CH2
HO
H
H OH
H
H
O OC
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3.低聚糖（寡糖）
水苏糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚 果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、 低聚壳聚糖等。
人体肠道内没有水解它们的酶系统，因而它们 不被消化吸收而优先为肠道内的双歧杆菌所利 用，是双歧杆菌的增殖因子。
4.多糖 由10个以上单糖组成的大分子糖为多糖。 营养学上具有重要作用的多糖有三种，即糖原、 淀粉和纤维素。
膳食纤维的生理功能
③不溶性膳食纤维能促进人体胃肠吸收水分，延
缓葡萄糖的吸收，延缓胃排空速率及淀粉在小肠内
的消化速度。可溶性食物纤维可以提高胰岛素的敏
感性，改善耐糖量，可调节糖尿病人的血糖水平。
④同时使人产生饱腹感，对肥胖病人进食有利，
可作为减肥食品。
膳食纤维的生理功能
⑤ 改善肠道菌群，增加结肠发酵率，发酵
果糖 分布广泛，蜂蜜中含量最丰富。是 天然糖类中最甜的。
其它单糖 除了上述两种重要的己糖外，食物中还 有少量的戊糖，如核糖(ribose)、脱氧核糖 (deoxyribose) 、阿拉伯糖 (arabinose) 和木糖 (xylose)。
在天然的水果、蔬菜之中，还存在有少量的糖 醇类物质 : 山梨醇 (sorbitol) 、甘露醇 (mannitol) 、 木糖醇(xylitol)和麦芽糖醇(maltitol) 。
膳食纤维
膳食纤维
概念
膳食纤维是不能被人体利用，即不能被人 体消化酶所消化，而且人体不能吸收的非 淀粉多糖物质。 但也可把非消化性多糖类和植物细胞壁成 分木质素统称为膳食纤维。
膳食纤维都是不可溶的吗？
膳食纤维的种类、食物来源和主要功能
种类 主要食物来源 主要功能
不溶性纤维
木 质 素 纤 维 素 半纤维素 可溶性纤维 所有植物 所有植物 小麦、大米、蔬菜 正在研究之中 增加粪便体积 促进胃肠蠕动
动物多糖
植物多糖
糖原 ( glycogen ) 淀粉 (starch )
纤维素 ( fiber )
糖原
糖原也称动物淀粉，由肝脏和肌肉合成和贮
存，是由许多葡萄糖缩合成的支链多糖 。其较多
的分支可提供较多的酶的作用位点，以便能快速
地分解和提供较多的葡萄糖。
肝脏中贮存的糖原可维持正常的血糖浓度； 肌肉中的糖原可提供肌体运动所需要的能量 ，尤其是高强度和持久运动时的能量需要。
2. 双糖 （disaccharide）
常见的双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖和海藻糖等
蔗糖
(sucrose)
1葡萄糖 1果 糖 2葡萄糖 1葡萄糖 1半乳糖 2葡萄糖
麦芽糖
(maltose)
乳糖
(lactose)
海藻糖
(trehalose)
乳糖不耐症：(lactose intolerance)
造成乳糖不耐受原因主要有： ①先天性缺少或不能分泌乳 糖酶。 ②由于各种原因致使小肠上 皮损伤而导致的暂时性乳糖酶 活性低下;某些药物如抗癌药 物使乳糖酶分解、减少。 ③更多的人是由于年龄增加 ，乳糖酶水平不断降低。
亚组 单糖 双糖 糖醇 组成 葡萄糖、半乳糖、果糖 蔗糖、乳糖、海藻糖 山梨醇、甘露糖醇 麦芽糊精 棉籽糖、水苏糖
分类（DP） 糖（1~2）
寡糖（3~9）
异麦芽低聚寡糖 其他寡糖
多糖（≥10）
淀粉
非淀粉多糖
直链淀粉、支链淀粉、变性淀粉
纤维素、半纤维素、果胶等
一、食品中重要的碳水化合物
1.单糖 葡萄糖 葡萄糖有 D 型和 L 型，人体只能代 谢D型葡萄糖而不能利用L型。
二是循序渐进吃粗粮，突然增加或减少粗粮的 进食量，会引起肠道反应；
三是搭配荤菜吃粗粮，平衡膳食。
二、碳水化合物的营养保健功能
1.碳水化合物的一般营养功能
碳水化合物的功能与其存在形式有关。虽然 碳水化合物仅占人体干重的2%左右，但目前它 们占人体热量摄入的55～65%，因此，食物中 的碳水化合物对人体的健康起着重要作用。
淀粉
淀粉主要贮存在植物细胞中，尤其是根、茎 和种子细胞之中。 薯类、豆类和谷类含有丰富的淀粉，是人类 碳水化合物的主要食物来源，也是最丰富、 最廉价的热能营养素。 根据其结构可分为直链淀粉(amylose)和支 链淀粉(amylopectin)。
非淀粉多糖 人体内的淀粉酶不能破坏其化学键，因此人 体不能消化吸收。
2.引起不良生理反应
过量摄入，尤其是摄入凝胶性强的膳食纤维，如瓜
尔豆胶会有腹胀、大便次数减少、便秘等副作用。
另外，膳食纤维还具有干扰药物吸收的作用， 可降低某些降血脂药和抗精神病药的药效。 吃粗粮要注意掌握三种方法： 一是吃粗粮要及时多喝水，因为粗粮中的膳食 纤维需要有充足的水分作后盾，才能保障肠道 的正常工作；
乳糖不耐症患者注意：
1. 补充钙质，以免因乳糖不耐症少喝牛奶而导
致钙质不足
2. 从每天的饮用量中一点一点增加，训练自己 的可耐性 3.食用酸奶或干酪 4.谨防填充剂，因乳糖是许多药物及营养补充 品里的填充剂
实例：
伊利推出的“营养舒化奶”，是国内第一 款可有效解决“乳糖不耐受”或乳糖酶缺 乏问题的“低乳糖奶”，也是首款水解率 高达90%以上的高水解率低乳糖牛奶。
果胶、树胶、 少数半纤维素
柑 橘 类 、燕 麦 制 品 延缓胃排空时间、 和豆类 减缓葡萄糖吸收、 降低血胆固醇
膳食纤维的生理功能
重点
①刺激肠道蠕动，减少有害物质与肠壁的接触时间， 尤其是果胶类吸水浸涨后，增加粪便体积和重量及 排便次数，可预防便秘、结肠癌。
②促进胆汁酸的排泄，降低人的血浆胆固醇水平， 可预防动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病的发生。
产生的短链脂肪酸使肠道有益菌群的增加，
有助于正常消化和增加排便量，预可能造成的一些副作用：
1.束缚作用
许多膳食纤维对Ca、Cu、Zn、Fe、Mn等金属离子
都有不同程度的束缚作用；研究表明：果胶、树胶
和大麦、小麦、燕麦等的膳食纤维对维生素A、维生
素E和胡萝卜素都有不同程度的束缚能力。由此说明 膳食纤维对脂溶性维生素的有效性有一定影响。
习题
1决定人体能量消耗的因素 2测定基础代谢的条件是 3人体BMR与年龄、性别有关，老年人 成年人 儿童、女性 男性 4我国居民的混合膳食，呼吸商相应的氧热价（）
5根据我国的饮食特点，三大产能营养素能量分配 比例
1998年，FAO/WHO按照碳水化合物的聚合度将 其进行分类。