4第四章 碳水化合物(83张)

二、供给热能
糖类是人热能的主要来源，每1g碳水化合物可提 供热能16.7KJ(4kcal)。其特点是：在总能量中所占比 例大，提供能量快而及时；氧化的最终产物为二氧化 碳和水，对机体无害。脑、神经和肺组织却需要葡萄 糖作为唯一能源物质，若血中葡萄糖水平下降，出现 低血糖，对大脑产生不良影响。
Байду номын сангаас
三、抗生酮和保护、节约蛋白质的作用
由于人体所需的能量主要由糖类供给，如果糖类供应充 足，不致使脂肪在体内大量氧化，产生过多的酮体，引起酮 症；也不致使组织蛋白质过度分解，形成负氮平衡。吸收进 入血液的各种己糖，首先在肝脏中转变成葡萄糖，通过血液 循环运往各组织器官利用，若有富裕，则以糖原形式暂存于 肝脏及肌肉中。体内贮存的糖类极少，仅能供全天需要量的 60%。因此必须按餐供给足量含糖类食物，否则就要动用体 内储备的脂肪、甚至蛋白质，来满足机体对能量的需要。
生理活性，它具有增加体内双歧杆菌数量、降低血糖、 防龋、抑制肠内腐败菌等功能。低聚果糖实际属于水 溶性纤维素，它不能被机体消化吸收。最新研究发现， 菊苣低聚果糖（FOS）尽管是一种食物纤维，但它在 消化道内不但不妨碍对无机盐的吸收，相反具有促进 钙吸收的功效。通过多次老鼠动物实验已确认，菊苣 低聚果糖可以促进鼠类对无机盐的吸收，特别是对钙 和镁的吸收。以后进行的人体实验也已证明了菊苣低 聚果糖对老鼠模拟实验所取得的结果。研究可知，由 于对菊苣低聚果糖消耗量的不同，可以使人对钙的吸 收率分别提高26%～58%。
3、麦芽糖
麦芽糖又称饴糖，由两分子葡萄糖构成。一般植物中含 量很少，大麦发芽时可因酶解的作用分解淀粉生成。食品工业 所用的麦芽糖主要是淀粉经淀粉酶水解而得到，甜度约为蔗糖 的1/2。它除了是一种高能物质外，在少量促进双歧杆菌生长 的同时，也能被腐败菌所利用，产生气体，会引起消化道不适 感觉，儿童多食对牙齿不利。
(3)半乳糖 半乳糖在自然界几乎不单独存在。乳 糖经消化后降解为一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖。 半乳糖吸收后在肝脏内转变成肝糖元，机体需要时再 分解为葡萄糖。琼脂的主要成分就是多缩半乳糖；半 乳糖的醛酸为植物果胶和半纤维素成分之一，软骨蛋 白中也含有半乳糖的化合物。
食物中的糖被消化成单糖（主要是葡萄糖）后， 在小肠上部吸收。所有的单糖都可被吸收，但吸收速 率不同。若以葡萄糖的吸收速率为100，各种单糖的 吸收速率依次为：半乳糖（110）＞葡萄糖（100）＞ 果糖＞甘露醇（19）＞木酮糖（15）＞阿拉伯糖。
第四章 碳水化合物
糖又称碳水化合物，它主要来自植物。植物的叶
绿素借光合作用，利用空气中的碳及氧，土壤中的水 分合成碳水化合物。合成的简单过程是：植物在生长 中要吸收二氧化碳，二氧化碳吸收后碳原子在植物内 被转化为能量，剩下的氧分子被呼出，这就是植物吸 碳吐氧的过程。留下的碳原子再与水（H2O）相结合 转变成碳水化合物（C6H12O6）。由此可见碳水化合 物主要是由C、H、O元素所组成，其基本结构为Cm （H2O）n。由于组成的形式不同而产生不同的化合 物，按其分子大小可分为单糖、双糖和多糖。食物中 的单糖主要是葡萄和果糖，双糖有蔗糖与乳糖，多糖 主要是淀粉。除乳糖存在于哺乳动物的乳汁中外，其 他碳水化合物主要来自植物性食物。
1、碳水化合物是由碳、氢、氧组成的一大类有机化 合物，按其分子大小可分成单糖、寡糖和多糖。食物的 单糖主要是葡萄糖和果糖，寡糖有蔗糖和乳糖，多糖就 是淀粉。除乳糖存在于哺乳动物的乳汁中外，其他碳水 化合物主要来自植物性食物。
2、食物中的寡糖和多糖被摄入人体后，只有在消化 道经过消化分解为单糖才能被人体吸收，最后以葡萄糖 的形式参与体内代谢。血液中的葡萄糖浓度应保持在一 定的范围内，血糖过高，可能患糖尿病；血糖太低，也 可能引起低血糖休克。
3、营养学上把人体不能合成的小分子营养来称 为必需营养素，六大类营养素中只有碳水化合物没 有必需营养素。葡萄糖单体虽然是体内碳水化合物 的小分子形式，但人体可以经过一系列中间代谢得 到葡萄糖，所以葡萄糖不属于必需营养素。
4、淀粉是由葡萄糖聚合而成的大分子，在消化 道内，先后经过淀粉酶、糊精酶和麦芽糖酶的水解， 最后消化为葡萄糖，这一消化过程比蛋白质和脂肪 的消化简单，所以碳水化合物在体内的消化率最高， 达到98%。
第二节 碳水化合物的生理功能
一、构成机体组织 二、供给热能 三、抗生酮和保护、节约蛋白质的作用 四、解毒作用
一、构成机体组织
碳水化合物是机体主要物质的组成成分。人体内的 糖蛋白、核糖、糖脂等都有糖参与组成。糖蛋白是细胞 膜的成分之一，核糖和脱氧核糖分别参与核酸RNA和 DNA的构成，而DNA和RNA是机体主要的遗传信息载 体；糖脂是构成神经组织和生物膜的主要成分。由此可 见糖参与多种有机物质的构成，是构成人体必不可少的 原料。
5、碳水化合物在体内经生物氧化为二氧化碳和水， 同时释放出能量，每1g碳水化合物可释放4.10kcal热能， 比蛋白质和脂肪的热卡值都低。
6、体内碳水化合物的主要形式是糖原，其结构类 似淀粉，但分子更长，侧链更多，亦被称为动物淀粉。 其主要存在于肝脏和肌肉，总量约300～400g，是人体 能量的仓库，并调节血糖的恒定。
2、己糖 己糖为六碳糖，分子式基本结构为 C6H12O6，具有重要营养意义的己糖有葡萄糖、半乳糖、 果糖。
存在于动物乳汁中的乳糖，是由一分子半乳糖与一分子 葡萄糖结合而成，半乳糖在自然界不存在，只有当乳糖水解 后，半乳糖分子转变为葡萄糖后才能被机体吸收。
(1)葡萄糖 葡萄糖主要由淀粉等水解得到。它是机体吸收、 利用最好的单糖。葡萄糖在机体内吸收速度最快，向机体提 供能量。人体内的血糖主要为葡萄糖。有些器官完全依靠葡 萄糖供能，如大脑、肺组织、红细胞等。
四、解毒作用
肝脏内的糖原水平在机体对毒物的抵抗力和对 某些化学物质的解毒作用中有重要的意义。若人体 内肝糖原丰富，则对疾病的抵抗力较强，同时对四 氯化碳、乙醇、砷等的毒性有较强的解毒作用。
第三节 碳水化合物的营养学特异性
一、碳水化合物的营养学特性
碳水化合物是地球上所有动物的食物链的始端，也 是人类得以生存繁衍的物质基础。作为人体需要的营养 素之一，碳水化合物有着明显的特异性。
6、低聚果糖
低聚果糖是由蔗糖和1～3个果糖通过β-2，1键 和蔗糖中的果糖结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖、 蔗果五糖等的混合物。它广泛存在于自然界中，在 上千种植物中均含有，含量最高是菊苣和菊芋。在 一般水果蔬菜中也少量含有，如芦笋、洋葱、葱、 大蒜、香蕉、牛蒡等。
低聚果糖作为一种活性成分，在机体中具有多种
冰糖是白砂糖按一定的工艺结晶的再制品。
2、异构蔗糖
它在蜂蜜和甘蔗中微量存在。其性质与蔗糖相似，但耐酸 性强，甜度约为蔗糖的42%，摄入后在小肠内被异构蔗糖酶分 解为葡萄糖和果糖，被机体吸收利用。异构蔗糖的特点是它不 被口腔中的细菌及酵母发酵和产酸，不引起龋齿。因此把它作 为甜味剂，代替蔗糖在食品工业中广泛应用。
(2)果糖 机体内的果糖是由蔗糖水解为一分子的果糖和一 分子的葡萄糖而得。吸收时部分果糖进一步被肠粘膜细胞转 变成葡萄糖和乳酸。人体的肝脏是实际利用果糖唯一的器官， 它可以将果糖迅速转化，其他部位果糖含量极低。果糖的代 谢不受胰岛素影响，故糖尿病人可适量食用果糖。果糖甜度 很高，是常用糖类中最甜的物质。若以蔗糖的甜度为100，葡 萄糖的甜度为74，而果糖的甜度为173。果糖多存在于水果中， 蜂蜜中含量最高。
4、乳糖
乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖构成。乳糖是哺乳动物 乳汁的主要成分。人乳中乳糖含量约为7%，牛乳约为5%，羊乳约 为5%。乳糖是婴儿碳水化合物的主要来源。乳糖对于婴儿的重要 意义还在于它能够保持肠道中最佳肠菌数，并促进钙的吸收。在婴 儿食品中添加适量的乳糖有益健康。
5、异构乳糖
异构乳糖是乳糖的异构体，它在自然界中不存在，是由乳汁经 加工处理后的乳制品中的乳糖发生部分转化而得。如淡炼乳中含有 40%～90%的异构乳糖，每100mL经超高温灭菌的乳中含异构乳糖 约为50mg。异构乳糖的甜度约为蔗糖的一半。由于机体内没有异 构乳糖酶，因此它不被机体所吸收。但它在肠道内有助于肠道双歧 杆菌的生长，从而抑制肠道内腐败菌的繁殖，促进肠道中双歧杆菌 自行合成维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12，烟酸以及 维生素E、维生素K等；另具有促进肠蠕动、通便等作用。
第一节 碳水化合物的性质与分类
根据单糖的聚合度，碳水化合物可以分三类：
(1)单糖不能被水解的简单碳水化合物。
(2)寡糖（低聚糖）单糖聚合度≤10的复合碳水 化合物。
(3)多糖（高聚糖）单糖聚合度＞10的复合碳水 化合物。
一、单糖
在食物中比较重要的有戊糖和己糖。
1、戊糖 戊糖为五碳糖，分子式基本结构为 C5H10O5。主要有阿拉伯糖、木糖及机体生理代谢中起 重要作用的核糖。
(2)糊精 是淀粉水解的中间产物，平均由5个以上的 葡萄糖分子构成。糊精的溶解度比淀粉大，机体摄入后， 被分解成葡萄糖分子，在小肠吸收。糊精在肠道中有利于 嗜酸杆菌的生长，能减少肠内细菌的腐败作用。
(3)糖原 糖原是葡萄糖在动物及人体内贮存的主要形 式，也叫动物性淀粉或肝淀粉。它是由3000～6000个葡萄 糖分子。人体内的淀粉约有1/3存在于肝脏（称为肝糖 原）；另有2/3存在于肌肉（肌糖原）。人体吸收的葡萄 糖约有20%以糖原的形式贮存，当机体需要时，在相应酶 的作用下，迅速转化为葡萄糖参与体内代谢。由于糖原在 体内贮存总量不超过0.5kg，所以当没有足够的碳水化合 物提供足够能量时，就会动用体内贮存的脂肪、蛋白质来 满足机体热能的消耗。
二、寡糖（低聚糖）
由2-10个单糖分子结合所形成的糖称为低聚糖。 大部分低聚糖是由多糖分子部分水解产生的，具有重 要营养意义的低聚糖都是双糖。
1、蔗糖
蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖组成。广泛存 在于植物的根、茎、叶、花、果实和种子中，尤以甘 蔗和甜菜中含量最高。蔗糖易发酵，被牙垢中的细菌 和酵母作用，产生酸，引起龋齿。长期大量食用蔗糖 与糖尿病、龋齿、动脉硬化等疾病有关。
淀粉到达人的身体，可以有两种不同的过程。一种 是淀粉酶的帮助下，进行水解，在胃和肠道里经过消化 吸收被人体利用，这种淀粉被称作是可溶性淀粉。另一 种则是淀粉进入人体后，在胃和其他消化道中不容易被 消化，而是直接以原来的状态到达大肠，因此得名为不 溶性淀粉。近年来，人们发现不溶性淀粉对人体健康可 以有新的贡献。它虽然在人体中不容易消化吸收，但直 接到达大肠后能够增加大肠中有益细菌的数目（主要是 双歧杆菌）。
三、多糖（高聚糖）
多糖按能否被人体所消化吸收，可分为可消化多 糖和不可消化多糖。
1、可消化多糖
(1)淀粉 淀粉是人体能量的主要来源，它是自然 界供给人类最丰富的碳水化合物。淀粉分子是由单一 的葡萄糖分子所组成的，葡萄糖分子高达6500个，以 α-1,4糖苷键和α-1,6糖苷键连接而成。分直链淀粉和支 链淀粉两种。直链淀粉易溶于水，支链淀粉不溶于水， 但在水中膨胀。
蔗糖在食品中分为白糖、红糖、冰糖等。
白糖包括白砂糖和绵纱糖。白砂糖含蔗糖 99.65%以上，绵白糖97.94%左右。但由于后者含有 2%～2.5%的还原糖，其中的果糖甜度为白砂糖的1.7 倍，因而比白砂糖甜。
红糖是用机制甘蔗糖的糖液浓缩结晶而制得。 其蔗糖含量在89%以上，其余为糖密、还原糖和杂质 等 。 杂 质 包 括 胡 萝 卜 素 、 钙 、 铁 质 等 。 每 1 kg 约 有 450mg钙和20mg铁。因而红糖的营养价值大大高于 白糖。
2、不可消化多糖
(1)果胶 果胶是存于水果、蔬菜等软组织中的葡萄 糖醛酸，是一种无定形的物质，溶于热水中。在稀酸性 溶液中可以变成果冻，因而果胶是一种优良的食品添加 剂，最新研究食物中的果胶可降低食物胆固醇的吸收率， 有利于血液中胆固醇的降低。
(2)纤维素 纤维素的化学结构与淀粉相似，是以β1,4糖苷键相连的直链聚合物，不能被人类肠道淀粉酶所 分解，因为人体内的淀粉酶只对空间结构为α-1,4糖苷键 连接的淀粉起作用。现代科学研究证实，不可消化的膳 食纤维具有调节血糖、降低血脂、润肠通便等保健功能。