食品营养学-第四章碳水化合物

糖尿病的成因非常复杂，如老龄化、缺乏运动、 糖尿病的成因非常复杂，如老龄化、缺乏运动、肥 胖、压力大、进食过量的甜食等。 压力大、进食过量的甜食等。 糖尿病若控制不好会引起多种并发症， 糖尿病若控制不好会引起多种并发症，包括大小血 管病变、神经病变、视网膜病变、肾脏病变等。 管病变、神经病变、视网膜病变、肾脏病变等。
食品营养学
FOOD NUTRITION
第四章 碳水化合物
碳水化合物(carbohydrates)是人类最廉价的能量来源, 碳水化合物(carbohydrates)是人类最廉价的能量来源,又是人类生 是人类最廉价的能量来源 存的最基本物质和最重要的食物能源。 存的最基本物质和最重要的食物能源。 目前，人类每日摄入的热量中，碳水化合物占全日总热量的40~80%， 目前，人类每日摄入的热量中，碳水化合物占全日总热量的40~80%， 40~80% 越是不发达的地区，食物中碳水化合物的比例就相对地高。 越是不发达的地区，食物中碳水化合物的比例就相对地高。
2.双糖 2.双糖 (1)乳糖 (1)乳糖 乳糖是哺乳动物乳汁的主要成分, 乳糖是哺乳动物乳汁的主要成分,其含量依动物不同 而异。乳糖是婴儿主要食用的糖类物质， 而异。乳糖是婴儿主要食用的糖类物质，同时可保持 肠道中最适的菌群数。成年人因缺少乳糖酶， 肠道中最适的菌群数。成年人因缺少乳糖酶，而出现 乳糖不适。 乳糖不适。
第一节 碳水化合物的功能 碳水化合物对机体最重要的作用就是提供能量， 碳水化合物对机体最重要的作用就是提供能量，除此它们在一些机 体组织中具有特殊的功能。 体组织中具有特殊的功能。
一、节约蛋白质作用 碳水化合物可帮助调节蛋白质代谢。 碳水化合物可帮助调节蛋白质代谢。有充足碳水化合物来满足 能量的需要，以防止大量蛋白质用做能量。 能量的需要，以防止大量蛋白质用做能量。当碳水化合物与蛋 白质共同摄食时，体内储留的氮比单独摄入蛋白质时多， 白质共同摄食时，体内储留的氮比单独摄入蛋白质时多，这主 要是同时摄入碳水化合物后可增加机体ATP的合成， 要是同时摄入碳水化合物后可增加机体ATP的合成，有利于氨基 ATP的合成 酸的活化与合成蛋白质。 酸的活化与合成蛋白质。
血糖指数（ GI)是指给予被测对 血糖指数（glycemic index, GI)是指给予被测对 象50克葡萄糖以后，血葡萄糖浓度的反应与被测同 50克葡萄糖以后， 克葡萄糖以后 量碳水化合物反应的对比， 量碳水化合物反应的对比，对比的方法是常规的糖 耐量曲线。 耐量曲线。 GI是衡量碳水化合物对血糖反应的一种有效指标。 GI是衡量碳水化合物对血糖反应的一种有效指标。 是衡量碳水化合物对血糖反应的一种有效指标
低血糖症（Hypoglycemia)有些异常的症状如紧张、 低血糖症（Hypoglycemia)有些异常的症状如紧张、 有些异常的症状如紧张 忧虑、、饥饿、心悸和头痛，发病的原因： 忧虑、、饥饿、心悸和头痛，发病的原因：长期得 、、饥饿 不到充足的食物或没有良好的饮食习惯造成。 不到充足的食物或没有良好的饮食习惯造成。也可 以由一些药物引起 (a)乙醇，可阻碍肝脏葡萄糖的产生； a)乙醇，可阻碍肝脏葡萄糖的产生； 乙醇 (b)口服降低血糖药如磺基尿素类用于治疗糖尿病； b)口服降低血糖药如磺基尿素类用于治疗糖尿病； 口服降低血糖药如磺基尿素类用于治疗糖尿病 (c)阿司匹林中的水杨酸盐。 c)阿司匹林中的水杨酸盐。 阿司匹林中的水杨酸盐
五、有益肠道功能 一些不易消化的碳水化合物可以调节胃肠道菌群， 一些不易消化的碳水化合物可以调节胃肠道菌群， 调节胃肠道菌群 它们虽不能消化吸收，但可刺激肠道蠕动， 它们虽不能消化吸收，但可刺激肠道蠕动，有利 于排便。 于排便。
第二节 食品中重要的碳水化合物 根据FAO/WHO报告，碳水化合物可分为三类： 根据FAO/WHO报告，碳水化合物可分为三类：糖 FAO/WHO报告 （单糖、双糖和糖醇）、低聚糖和多糖。 单糖、双糖和糖醇）、低聚糖和多糖。 ）、低聚糖和多糖 碳水化合物的一般化学在有机化学中作了论述， 碳水化合物的一般化学在有机化学中作了论述， 碳水化合物在生物界的存在极其在食品中的重要 性等在食品生物化学中也作了论述， 性等在食品生物化学中也作了论述，本课程侧重 讲授碳水化合物在营养学方面的重要性。 讲授碳水化合物在营养学方面的重要性。 碳水化合物在营养学方面的重要性
一、糖 1.单糖 1.单糖 （1）葡萄糖 葡萄糖主要由淀粉水解而来。此外，还来自蔗糖、 葡萄糖主要由淀粉水解而来。此外，还来自蔗糖、 乳糖等的水解。 乳糖等的水解。 机体的一些器官完全是依靠葡萄糖供给所需能量。 机体的一些器官完全是依靠葡萄糖供给所需能量。 如大脑、肺组织和红细胞等。机体血糖（ 如大脑、肺组织和红细胞等。机体血糖（血中的 葡萄糖）浓度保持相对恒定， 葡萄糖）浓度保持相对恒定，正常血糖范围应该 在80~120mg/100ml 。
四、抗生酮与解毒作用 碳水化合物与脂代谢也有关系， 碳水化合物与脂代谢也有关系，碳水化合物存在的量决定有 多少脂肪水解来供给能源，因此就影响酮体的生成及比例。 多少脂肪水解来供给能源，因此就影响酮体的生成及比例。 酮体是脂肪代谢的中间产物，一般在脂肪氧化中产生较低水 酮体是脂肪代谢的中间产物， 平的酮体。然而， 平的酮体。然而，在极度的条件下如饥饿或未受控制的糖尿 碳水化合物缺乏，不能满足能量需要， 病，碳水化合物缺乏，不能满足能量需要，过度的脂肪氧化 和酮体的积累，导致酮酸中毒，也可以引起昏迷。因此， 和酮体的积累，导致酮酸中毒，也可以引起昏迷。因此，充 足的膳食碳水化合物可防止过多酮体形成。 足的膳食碳水化合物可防止过多酮体形成。
三、维持神经系统的功能 碳水化合物对维持神经系统的功能具有很重要的作用。尽管 碳水化合物对维持神经系统的功能具有很重要的作用。 大多数体细胞可由脂肪和蛋白质代替糖作为能源。但是，脑、 大多数体细胞可由脂肪和蛋白质代替糖作为能源。但是， 神经和肺组织却需要葡萄糖作为能源物质，若血中葡萄糖水 神经和肺组织却需要葡萄糖作为能源物质， 平下降（低血糖），脑缺乏葡萄糖可产生不良反应，大脑每 平下降（低血糖），脑缺乏葡萄糖可产生不良反应， ），脑缺乏葡萄糖可产生不良反应 日最少需要100克葡萄糖。 日最少需要100克葡萄糖。 100克葡萄糖
二、构成体质 碳水化合物是构成机体的重要物质， 碳水化合物是构成机体的重要物质，如糖脂是细胞膜与神经组织 的组成成分，糖蛋白是一些具有重要生理功能的物质如某些抗体、 的组成成分，糖蛋白是一些具有重要生理功能的物质如某些抗体、 酶和激素的组成部分，核糖和脱氧核糖是核酸的重要组成成分等。 酶和激素的组成部分，核糖和脱氧核糖是核酸的重要组成成分等。
乳是营养极其丰富的食品，特别是钙的供给。 乳是营养极其丰富的食品，特别是钙的供给。由于人们缺少乳糖酶 大大限制了乳品的消费，解决的方法： 大大限制了乳品的消费，解决的方法： 食用已用乳糖酶水解过的低乳糖乳。 食用已用乳糖酶水解过的低乳糖乳。 食用已经过培养发酵的乳制品如酸奶。 食用已经过培养发酵的乳制品如酸奶。 随餐食入少量乳品。 随餐食入少量乳品。 使用乳糖酶（片剂） 使用乳糖酶（片剂） 培养发酵或用乳糖酶处理的方法是较为可能，它较普通的乳甜一些， 培养发酵或用乳糖酶处理的方法是较为可能，它较普通的乳甜一些， 但它对不适症是有效的。 但它对不适症是有效的。
3. 糖醇 糖醇是糖的衍生物， 糖醇是糖的衍生物，食品工业中常代替蔗糖作甜味 剂，在营养上亦有其独特的作用。 在营养上亦有其独特的作用。 (1) 山梨糖醇 山梨糖醇广泛存在于植物中， 山梨糖醇广泛存在于植物中，工业上可由葡萄糖氢 化制得。其甜度为蔗糖的一半。每克供能4kcal,其 化制得。其甜度为蔗糖的一半。每克供能4kcal, 4kcal 特点是代谢时可转化成果糖， 不受胰岛素控制， 特点是代谢时可转化成果糖，而不受胰岛素控制， 因而适合用作糖尿病患者的甜味剂。 因而适合用作糖尿病患者的甜味剂。 适合用作糖尿病患者的甜味剂
糖尿病(Diabetes)是一种糖代谢异常的疾病， 糖尿病(Diabetes)是一种糖代谢异常的疾病， 是一种糖代谢异常的疾病 当身体健康时， 当身体健康时，在每餐之后身体会把碳水化 合物消化和分解为葡萄糖。 合物消化和分解为葡萄糖。之后葡萄糖便会 进入血液中和被细胞吸收作为能量，在葡萄 进入血液中和被细胞吸收作为能量， 糖由血液进入细胞的过程中， 糖由血液进入细胞的过程中，需要胰岛素 (Insulin)，胰岛素是一种由胰脏分泌的激素。 Insulin)，胰岛素是一种由胰脏分泌的激素。
GI值的计算公式如下: GI值的计算公式如下: 值的计算公式如下 食物餐后2 食物餐后2小时血浆葡萄糖曲线下总面积 ----------------------------------------等量葡萄糖餐后2 等量葡萄糖餐后2小时血浆葡萄糖曲线下总面积
(2)果糖 (2)果糖 蜂蜜和许多水果中含有果糖， 蜂蜜和许多水果中含有果糖，食品工业上已使用高果 糖浆。但机体的果糖主要由分解蔗糖而来。 糖浆。但机体的果糖主要由分解蔗糖而来。肝脏是实 际利用果糖的唯一器官，它可将果糖迅速转化， 际利用果糖的唯一器官，它可将果糖迅速转化，所以 在整个循环血液中的果糖含量很低。 在整个循环血液中的果糖含量很低。 果糖的代谢可不受胰岛素制约， 果糖的代谢可不受胰岛素制约，故糖尿病人可食用果 糖，但大量食用也可产生副作用。 但大量食用也可产生副作用。
但糖尿病人不能正常地完成这个步骤， 但糖尿病人不能正常地完成这个步骤，当中包括两个原 因： （1）病人不能分泌正常量的胰岛素 （2）细胞未能正常地对胰岛素作出反应。葡萄糖积聚 细胞未能正常地对胰岛素作出反应。 在血液中，并从尿液中流走，造成尿中出现糖份现象， 在血液中，并从尿液中流走，造成尿中出现糖份现象， 即所谓的糖尿。95%以上的患者都属于二型糖尿病。 即所谓的糖尿。95%以上的患者都属于二型糖尿病。糖 以上的患者都属于二型糖尿病 尿病人每日都受血糖高低波幅的影响，血糖高时感疲倦、 尿病人每日都受血糖高低波幅的影响，血糖高时感疲倦、 尿频、视力模糊、甘渴、消瘦等。血糖低时欲感到饥饿、 尿频、视力模糊、甘渴、消瘦等。血糖低时欲感到饥饿、 眩晕、出冷汗、心悸，严重者可引致昏迷。 眩晕、出冷汗、心悸，严重者可引致昏迷。
(2)异构乳糖 (2)异构乳糖
异构乳糖是乳糖异构而来，是乳经过加工后产生的， 异构乳糖是乳糖异构而来，是乳经过加工后产生的，如超高 温杀菌乳可达71.5mg/100ml，人们已用人工的方法， 温杀菌乳可达71.5mg/100ml，人们已用人工的方法，生产大 71.5mg/100ml 量的异构乳糖。 量的异构乳糖。 异构乳糖是半乳糖和果糖以β-1，3糖苷键连接而成，因人体 异构乳糖是半乳糖和果糖以β 糖苷键连接而成， 不存在分解它的酶，故不能消化、吸收。 不存在分解它的酶，故不能消化、吸收。异构乳糖的功能有 以下几点： 以下几点： 能促进肠道有益菌如双歧乳杆菌的增殖，抑制腐败菌的生长。 能促进肠道有益菌如双歧乳杆菌的增殖，抑制腐败菌的生长。 促进肠中双歧杆菌自行合成维生素B 促进肠中双歧杆菌自行合成维生素B1、B2、B故有整肠，通便作用。
(2)木糖醇 (2)木糖醇 木糖醇是存在于多种水果、蔬菜中， 木糖醇是存在于多种水果、蔬菜中，工业上常用木屑 等经水解制成木糖后氢化获得，其甜度与蔗糖相等。 等经水解制成木糖后氢化获得，其甜度与蔗糖相等。 木糖醇的供能与蔗糖相同，重要的是木糖醇代谢不受 木糖醇的供能与蔗糖相同，重要的是木糖醇代谢不受 胰岛素调节，因而可被糖尿病病人接受。 胰岛素调节，因而可被糖尿病病人接受。它还不被口 可被糖尿病病人接受 腔细菌发酵，具有防龋作用。 腔细菌发酵，具有防龋作用。 防龋作用