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1、1,蔡智鸣 同济大学医学院,营 养 指 导 师,2,第三节 碳水化物 (Carbohydrate，CHO),3,18世纪德国人Andreas Marggraf 从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。 1812年俄罗斯化学家kirchoff报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。 1844年Schmidt指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2:1。 1900年德国化学家E.Fisher测定了单糖化学结构。,4,碳水化合物是人类最廉价的能量来源植物利用太阳能和它自身的光合作用，贮存能量，
2、为地球上的动物提供食物，是重要的能量来源。 C H 化合物 C 、H 、O 一个氧 + 2个原子的氢形成，称为碳水化合物。 另一类也是糖类，但人类不能消化利用，如纤维素，但草食动物可以消化。,5,一、碳水化物分类 CHO也称为糖类，由碳、氢、氧三种元素构成 营养学上一般将其分为四类,多糖,双糖,可消化多糖,寡糖,单糖,非消化多糖,可消化寡糖,非消化寡糖,两分子单糖,6,单糖 （葡萄糖、果糖、半乳糖） 糖 双糖 （蔗糖、乳糖） 糖醇 （山梨醇、甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇） 寡糖: （又称低聚糖，如：棉子糖、水苏糖、低聚果糖等） 碳水化合物 直链淀粉 （分子量相对较小，天然食品中含量少） 淀粉 支链
3、淀粉 （其含量与食物品质的关系较大） 改性淀粉 （用于改善食物的风味，去除异味等） 多糖 糖 原 （即动物淀粉，结构与支链淀粉相似） 纤维素 （是各种植物细胞壁的主要成分） 非淀粉多糖 半纤维素（与纤维素共存，分子量相对较小） 果胶物质 （常用作凝冻剂、稳定剂）,7,糖类（碳水化合物）多羟基醛或酮，或通过水解能产生多羟基醛、酮的物质。,D-葡萄糖，右旋糖 D-果 糖，左旋糖(同分异构) D-半乳糖，醛 糖(同分异构),己糖,1、单糖：（醛糖、酮糖 ）,丙糖（甘油醛，二氢丙酮） 丁糖（赤萍糖） 戊糖（核糖，2-脱氧核糖）,单糖的开链结构Fischer投影式,D-果糖,D-甘油醛,D-赤藓糖,D-
4、苏糖,D-核糖,D-阿拉伯糖,D-木糖,D-来苏糖,D-阿洛糖,D-阿卓糖,D-葡萄糖,D-甘露糖,D-古罗糖,D-艾杜糖,D-半乳糖,D-塔洛糖,D-醛糖系列,要求掌握的几种单糖:,D-核糖,D-葡萄糖,D-半乳糖,2-脱氧核糖,D-果糖,己醛糖,戊醛糖,脱氧糖,己酮糖,11,单糖（monosaccharide） 以己糖为主 食物中主要有葡萄糖、果糖、半乳糖，还有少量其它糖类 天然水果、蔬菜中，还有少量的糖醇类物质,12,其它单糖： 核糖(ribose), 脱氧核糖(deoxyribose) 阿拉伯糖(arabinose), 木糖(xylose) 糖醇： 山梨醇(sorbitol),甘露醇(
5、mannitol) 木糖醇(xylitol五碳醇),代谢不受胰岛素调节，可 被糖尿病人用。 麦芽糖醇(maltitol)，功能性甜味剂；防龉齿。 肌醇(inositol),13,蔗糖 (sucrose),1葡萄糖 1果 糖,麦芽糖 (maltose),2葡萄糖,乳糖 (lactose),1葡萄糖 1半乳糖,海藻糖 (trehalose),2葡萄糖,2 、 双糖（disaccharide） 常见的双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖和海藻糖等,双糖,(+)-麦芽糖,(+)-纤维二糖,(+)-乳糖,(+)-蔗糖,15,糖精：邻磺酰苯酰亚胺，是苯甲酸的衍 生物，是糖的300500倍甜，甜蜜素300 倍，阿斯巴糖
6、200倍。 我们吃的糖：白糖、红糖、水果糖、冰糖，都是从甘蔗或甜菜中提取出来，统称蔗糖。 红糖棕红色，富含棕色糖蜜、叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、铁等，Ca是白糖的三倍（450mg/500g），Fe是白糖的两倍（20mg/500g）。,碳水化合物的甜度,蔗糖,绵白糖简称绵糖，也叫白糖，是我国人民比较喜欢的一种食用糖。它质地绵软、细腻，结晶颗粒细小，并在生产过程中喷入了2.5%左右的转化糖浆。 白砂糖的主要成分是蔗糖，故绵白糖的纯度不如白砂糖高。 红糖是没有经过高度精炼的蔗糖，它除了具备碳水化合物的功用可以提供热能外，还含有微量元素，如铁、铬和其他矿物质等。虽然其貌不扬，但营养价值却比绵白糖、砂糖高
7、得多，每百克中含钙90毫克、含铁4毫克，均为绵白糖、砂糖的3倍。,17,18,3、寡糖（oligosaccharide） 由3-9个单糖构成的小分子多糖，较重要的是存在于豆类中的棉子糖、水苏糖。 棉子糖 是由葡萄糖、果糖和半乳糖构成的三糖， 水苏糖是在棉子糖 的基础上再加上一个半乳糖的四糖。,19,棉子糖（Raffinose） 是自然界中最知名的一种三糖，由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成，也被称为蜜三糖(melitriose)、蜜里三糖、棉籽糖。 棉子糖能顺利地通过胃和肠道而不被吸收。 棉子糖是人体肠道中双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌等有益菌极好的营养源和有效的增殖因子，棉籽糖有整肠和改善排便的功能，它
8、能改善人体的消化功能，促进人体对钙的吸收；增强人体免疫力；对预防疾病和抗衰老有明显效果。 棉子糖可作为人体和动物活器官移植用保护输送液的主要成分及延长活菌体在常温下存活期的增效剂。,20,水苏糖 分子结构为：“半乳糖-半乳糖-葡萄糖-果糖”。 对人体胃肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群有着极明显的增殖作用，能迅速改善人体消化道内环境，调节微生态菌群平衡。它能促进形成有益菌在消化道内的优势菌地位，抑制产气产酸梭状芽孢杆菌等腐败菌的生产， 另外产生大量生理活性物质，调节肠道pH值、灭杀致病菌，阻遏腐败产物生成，抑制内源致癌物的产生和吸收，并且分解衍生出多重免疫功能因子。 是有益菌的食物。,21,
9、植物多糖,淀粉 (starch ),纤维素 ( fiber ),动物多糖,糖原 ( glycogen ),4、 多糖（polysaccharide） 由大于等于10个单糖构成的大分子糖。 重要的有糖原、淀粉、纤维素，均由葡萄糖分子构成。,22,（1） 可被机体利用的多糖 a.淀粉：天然食物中直链（19%35%） 支链（65%81%） 使C膜破裂，才能让消化液对其产生作用，故加热至沸点有利于机体对淀粉的消化。 改性淀粉，又称变性淀粉： 指普通淀粉经物理或化学方法处理，使其某些性质改变的淀粉；用于食品工业。,23,D-葡萄糖,D-葡萄糖,淀粉,直链淀粉,支链淀粉,24,直链淀粉 紫蓝色,支链淀粉
10、紫红色,I2,I2,糖原,淀粉,I2,棕红色,25,抗性淀粉： 天然存在的、不能被健康人小肠所吸收的淀粉及其降解产物。（Englyst，1991） 颗粒被一些食物成分包裹，影响与消化酶接触； 晶状结构，如青香蕉、土豆所含的某些淀粉。 有类似膳食纤维样的生理功能。,26,b.糊精： 淀粉分解而成为G单位较少的分子，有的仅5个G分子。 c.糖原： “分支更多，支链更短”的淀粉，每个侧链含约6个G，在相应的酶作用下，迅速分解。 肝糖元产生G 维持血糖稳定；(肝存身体1/3的糖原，用于在血糖供应不足时补充血糖，供给大脑和其他组织) 肌糖元产生G 供能。(肌肉含有身体2/3的糖原并只作己用),27,（2
11、） 不能被机体利用的多糖 通常称为膳食纤维,膳食纤维是指人体消化液对它不起作用，不能被消化吸收的多糖，如纤维素、半纤维素、木质素、果胶、树胶等。 以-1，4-苷键相连，遇碘不起反应。 严格而言不是营养素，但因其特殊生理作用，营养学上仍将它作为重要的营养素。,28,粗纤维与膳食纤维（DF） 粗纤维 食物经酸碱处理后的不溶性物质，约占膳食纤维总量的2050。 膳食纤维不能被人体消化吸收的植物多糖和木质素。 （1976） 指可食的植物或动物性物质以及其它化学物质，这些物质不能被人体消化道内源性酶所水解，但能通过其在消化道和对消化道的作用来影响机体健康。（1998，第21届营养与特殊膳食用食品法典委员
12、会会议）,29,膳食纤维(dietary fiber)根据其水溶性不同一般分为： 不溶性纤维(insoluble fiber)： 纤维素(cellulose) 某些半纤维素(hemicellulose) 木质素(1ignin) 可溶性纤维(soluble fiber) ： 果胶(pectin) 树胶(gum) 粘胶(mucilage) 少数半纤维素,30,a.纤维素：由800012000个G分子相连，人类不能消化，草食动物能消化是因为有-1，4-苷键分解酶。 b.半纤维素：戊聚糖类，木浆糖类，阿拉伯木糖等，这类物质在小肠 不能消化，但到结肠后被细菌分解后消化一些。 c.木质素：人和草食动物均不
13、能消化。 d.果胶： (被甲酯化至一定程度的半乳糖醛酸多聚体) 存在水果蔬菜中，以柑橘，苹果中含量多。 e.树胶和海藻盐类：树胶、果胶在食物中均可作增稠剂。 海藻多糖包括琼脂，是多聚乳糖。 琼脂又叫冻粉。,31,可溶性纤维 溶于水并吸水膨胀，能被肠道微生物丛酵解。 常存在于植物细胞液和细胞间质中。,32,膳食纤维来源1小麦麸 小麦麸皮是一种浓度较高的不溶性纤维源(约为45)。小麦麸在烘焙食品和快餐谷物中应用最为广泛，并且在面包中可作为面粉的代用品，其最高用量可高达约71%。2燕麦麸 其中有一半为可溶性纤维，这些可溶性纤维中大多数成分为半纤维素。它具有较高的吸水性，其提纯成分利用脱壳后的燕麦制成
14、的燕麦麸中含有 22-30的纤维素可得到80-90的膳食纤维。,33,4. 大豆皮 典型大豆皮中含有70的膳食纤维，因此被用于面包、蛋糕、饼干以及快餐等食品中。5. 糖甜菜纤维 可制成片状的糖甜菜纤维为白色，气味很淡，含有75的膳食纤维，其中可溶性纤维比例较高(约含23的果胶)。,3玉米麸 玉米麸皮是一种浓度很高的纤维源，其中纤维含量为90，在高纤维低能量快餐食品、面包、谷物、保健品、加工肉类、面糊、面团、薄脆饼及饼干中已得到了应用。,34,6豌豆纤维 豌豆纤维有两种形式。一种产品是用豌豆壳制成，膳食纤维含量为75-80。另一种产品用脱壳后的豌豆制成，该产品含有功能性白色粉末纤维成分，膳食纤维
15、含量为47。7水果蔬菜 各种水果、蔬菜以及榨汁后的皮和剩渣中富含膳食纤维，如苹果、山楂、梨、橘子、草莓、桃、西瓜、莲藕、胡萝卜、西红柿、山芋、土豆、卷心菜、蚕豆、根茎、叶类植物等。8菌类 多数食用菌中含有膳食纤维，部分食用菌中膳食纤维的含量(g100g)为：干香菇25.76，干黑木耳 22.38，猴头菇4.26，平菇2.92，金针菇2.51。,35,膳食纤维的种类、食物来源和主要功能,译自：Perspective in Nutrition，第三版，第82页，1996年。,36,二、碳水化物的消化吸收,碳水化合物的消化、吸收,碳水化合物 （主要指淀粉）,胰淀粉酶,双糖,麦芽糖、蔗糖和乳糖酶,单糖
16、,主动运输,吸收入血,在肝脏进行相应代谢或被其它器官直接利用,碳水化合物的消化,1.纤维、淀粉单糖和双糖一起进入胃和小肠。一些淀粉在到达小肠前以被唾液淀粉酶部分降解。,.胰腺分泌的一种酶将大部分淀粉消化为双糖,3.小肠壁细胞表面的酶将双糖分解成单糖。,4.单糖进入毛细血管后经由门静脉被送入肝脏,5.肝脏把半乳糖和果糖转化为葡萄糖,6.纤维和抗性淀粉不被消化，一直被送入结肠,肝脏,大肠,小肠,小肠内壁细胞,毛细血管,食道,胰腺,胃,39,多糖是通过口腔，胰腺及小肠壁细胞消化液的作用（酶的作用），使碳水化合物分解成短链的。 当然食物必须加工、烹调、煮熟、破坏膜，使酶作用可分解。 口腔：唾液淀粉酶水解小部分碳水化合物 胃：胃酸和胃蛋白酶极少消
