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1、 第四章第四章 碳水化合物碳水化合物碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素 组成的一大类化合物，也称糖类。了解碳水化合物的分类及膳食地位 掌握碳水化合物的生理功能 了解并掌握碳水化合物适宜摄入量及来源 认识功能性低聚糖、膳食纤维、活性多糖在现代膳食中的作用学习目的与要求：碳水化合物主要特性可 利 用 碳 水 化 合 物葡萄糖机体基本的碳水化合物，亦称血糖果 糖果糖代谢不受胰岛素控制，甜度比葡 萄糖高蔗 糖食用量最多的双糖，与血脂有一定的 关系乳 糖存在于乳汁中，其主要功能为提高婴 儿肠道抵抗力和钙的吸收率淀 粉自然界中最多的碳水化合物之一，不 溶于冷水，加热成胶状易于消化碳水化合物主要特性不 可 利
2、 用 碳 水 化 合 物糖 原易溶于水，在酶作用下迅速分解为葡萄 糖，动物肝、肌肉等组织含量高纤维素葡萄糖以-1、4糖苷键合成，人类无 酶分解它，纤维素具有维持机体正常消 化功能果胶类以葡萄糖醛酸为主链构成的一种无定形 物质，主要存在与果蔬等软组织中，易 与食物中无机盐结合，而影响无机盐的 吸收 木质素人类和草食动物都不能消化，具有刺激 肠道蠕动，维持机体消化功能的正常第一节体内碳水化合物的生理功能一、供 给能量 碳水化 合物的 主要功 能。 比脂肪 和蛋白 质更易 消化吸 收，产 能快， 更经济 。 每克葡 萄糖可 供能 4kcal， 是生命 的燃料 。 肌肉活 动的肌 糖原是 肌肉活 动最
3、有 效的能 量来源 。 心肌的 活动靠 磷酸葡 萄糖和 糖原氧 化供给 能量。二、 构成肌体糖脂是细胞膜和神经组织的结构成分之一糖蛋白是细胞膜的组成成分之一机体中许多抗体、维生素、激素的重要组成成分。血糖则是神经组织的唯一能源。三、节约蛋白质肌体一切生命活动都是以能量为基础，当 碳水化合物供能不足时，将由蛋白质、脂肪产 能来弥补。即为糖类对蛋白质的保护作用。 四、脂肪代谢的调节作用乙酰乙酸 脂肪酸 乙酰CoA -羟丁酸丙 酮糖 草酰乙酸CO2+H2O三羧酸循环五、保肝解毒作用葡萄糖 葡萄糖醛 酸 低 毒易溶物 质肝脏 螯合有毒 物质排出体外六、传递信息 过去，一直认为传递信息是蛋白质和核酸的事
4、 ,碳水化物主要功用是供给热能和构成组织。近30年来，积累了大量实验证据，1960年由 Watkins确定了血型抗原决定基的糖链结构，表 明决定血型的物质是糖链。1968年已公认碳水化物能携带信息，以后又 有很大发展。 七、起润滑作用 糖蛋白和蛋白多糖有滑润作用。关节液中有大量透明质酸，是关节活动的润滑剂 。消化液中的糖蛋白，使食糜易于移动，且可包裹 食糜和粪便，使肠粘膜免受机械和化学的操伤。呼吸道的糖蛋白，有防止支气管和肺泡上皮干燥 、保护呼吸道免受气体和微生物侵入的作用。生殖系统的糖蛋白和蛋白多糖，有润滑和利于精 子运动，保护胚胎等作用。八、 保护蛋白质不被蛋白酶消化 有些蛋白质，如酶和消
5、化液中的糖蛋白， 平常不被蛋白酶所消化，是由于分子中的糖 链在保护他们。糖链结构的改变，如頜下腺分泌的糖蛋白 去掉末端的唾液酸后，即被消化道的蛋白酶 消化。九、控制细胞膜的通透性 伸出在质膜外的糖链和其他极性基团，能控 制水分子、无机离子和小分子的有机物的移动 和进入细胞内部。设法使糖链不能合成到蛋白上去，葡萄糖就 不能进入鸡胚成纤细胞中去，糖代谢发生障碍 。十、作为合成生物大分子的前体 体内许多物质是利用碳水化物来合成的 ，如嘌呤、嘧啶、某些氨基酸、卟啉、胆 固醇等。再由他们合成核酸、蛋白质及胆 固醇的一些衍生物。食物中的戊糖人利用得很少。组成核酸 的核糖和脱氧核糖是在体内自行合成的。第二节
6、 低聚糖的生理功能 1、促 使双歧 杆菌增 殖，控 制病原 茵的生 长繁殖 双歧杆 菌是人 体消化 道内的 有益细 菌，对 人类的 健康和 保健起 着重要 作用。 婴儿出 生几天 后肠 道中就 有双歧 杆菌存 在，它 的数量 多寡与 人体的 健康息 息相关 。 人体内 双歧杆 菌数量 的减少 或消失 意味着 健康出 现危机 ，需要 及时调 整补充 。人体 实验表 明，摄 人功能 性低聚 糖可促 使双歧 杆菌增 殖。2 2、减少有毒发酵产物及有害细菌酶的作用食物经过消化吸收后所剩残余物到达结肠后 ，在被发酵过程中会产生许多有毒的代谢产物 ，结人体健康带来不利影响。有毒发酵产物包括氨、胺、亚硝胺、
7、苯酚、 甲苯酚、吲哚、3甲基吲哚、雌性激素、次 级胆汁酸、糖苷配基等。参与这些有毒产物的细菌有大肠杆菌、梭状 芽孢杆菌、拟杆菌、粪链球菌、变形杆菌等3、降低血清胆固醇 大量的人体试验已证实：摄入功能性低 聚糖后可减低血清胆固醇水平。每天摄人6 12g功能性低聚糖持续2周至3个月，总血清胆 固醇可减低20-50dl。血清胆固醇水平的降低 被认为是由于肠道内微生物菌群平衡改变的 结果。双歧扦菌代谢产生乳酸的能力与血清 胆固醇水平的降低也有一定关系。4、预防治疗便秘和腹泻摄人功能性低聚糖后，肠道增殖的双歧杆 菌可发酵低聚糖，将其分解转化为大量短链脂 肪酸，它们能刺激肠道蠕动，增加粪便湿润度 并保持一
8、定的渗透压，从而防止便秘的发生。 在人体试验中，每天摄入310g功能性低聚糖 ，一周以内就可起到防止便秘的效果。双歧杆菌还可抑制病原菌的生长，能防止 或治疗病原菌引起的腹泻。5、减低血压心脏舒张压的高低与粪便中双歧杆菌数占总 细菌数的比率呈明显的负相关关系。人体摄入功能性低聚糖后，其粪便中双歧杆 菌数量增多，占总细菌数的比率高，舒张压相应 下降。6、保护肝脏功能人体产生的有毒代谢产物通常在肝脏中经酸 分解后随尿以葡萄糠醛酸盐和硫酸盐等形式排出 体外。如果不及时解毒会导致肝功能紊乱和循环系 统失常，干扰神经系统并影响睡眠。摄入功能性低聚糖后，肠道内增殖的双歧杆 菌能抑制有害细菌的生长、代谢，从而
9、减少有毒 代谢产物的生成，减轻肝脏分解毒素的负担。7、增强免疫功能，具防癌、抗癌作用人体摄人功能性低聚糖可通过诱导免疫 原反应增强人体免疫机能。动物试验证明，双歧杆菌可通过增强免 疫功能抑制癌细胞的转移和生长，最后使癌 细胞消失。双歧杆菌还可抑制肠道内有害细菌的生 长分解致癌代谢产物(吲哚、胺、酚等)。 8、抗衰老作用口服功能性低聚糖能明显增加血中SOD活 性和含量，在抗衰老过程中发挥重要作用。根据调查我国著名长寿地区广西巴玛瑶族 自治区及高加索地区长寿老人的粪便中，双歧 杆菌的数量超于常人，说明双歧杆菌与抗衰老 有着密切关系。9、生成营养物质双歧杆菌在肠道内能自然合成VB1、 VB2 、VB
10、12、烟酸和叶酸供人体利用。同时还能通过抑制某些维生素分解菌来保 障维生素的供应。双歧杆菌还具有改善对乳糖的消化吸收作 用。尤其在发酵乳制品中，可将乳糖转化为乳 酸，解决了人们对乳糖的耐受性问题。还能增加水溶性钙的含量，使乳制品营养 成分更易吸收。10、癫痫症的治疗许多实验证明癫痫症的发作与脑内 氨 基丁酸密切相关。治疗需VB6作辅酶。在实验模型中观察到外 源性VB6并无明显抗癫痫作用，但投喂双歧杆菌 的实验动物对癫痫发作有明显的抑制效应。11、具水溶性膳食纤维功能功能性低聚糖不被人体消化吸收，属于低 相对分子量的水溶性膳食纤维。它的某些生理 功能类似膳食纤维，但不具备粘稠性、持水性 、膨胀性
11、等物理特征。12、低能量或无能量功能性低聚糖不被人体消化吸收，所提供 的能量值很低或根本没有，故可作为甜味剂在 低能量食品中发挥作用，专供肥胖病人、糖尿 病人和高血糖病人食用。它的摄入不会引起血 糖水平与血浆胰岛素水平的波动，故适合糠尿 病患者作为功能性甜味剂作用。13、抗牙齿龋变作用龋齿是由于口腔微生物特别是突变链球 菌侵蚀所致。功能性低聚糖因为不是这些口 腔微生物的作用底物。因此，不会引起牙齿 龋变。蔗糖喂养组白鼠出现严重牙齿龋变，而 异麦芽酮糖组白鼠的致龋变评分只有蔗糖组 的1/5。 第三节、膳食纤维的生理功能1 免疫作用膳食纤维可改善肠内细菌群，发挥免疫作用， 产生能起免疫制癌剂作用的
12、各种非消化性M多糖 。 2 预防癌症谷物纤维素能与致癌物结合，排出体外，从而 减少随饮食进入肠内的霉菌毒素，亚硝胺，苯并 芘等的吸收。3 3 增加饱腹感，控制体重可增加胃内容物容积而有饱腹感，从而减少人 们摄入的食物量和能量，有利于控制体重起到减 肥作用。但必须指出，食物中过多将影响矿物质 和某些vit的吸收。4 降脂剂膳食纤维可降低血液中胆固醇的浓度，促进胆 固醇在肝脏代谢分解后与胆盐结合排泄出体外， 对预防心血管疾病有一定作用。5 治疗糖尿病胶态可延缓或阻碍食物中fats和葡萄糖的吸收 ，降低血脂和血糖水平，改善耐糖量，减少糖尿病 患者对胰岛素的依赖作用。6 排毒作用可缩短肠内容物通过肠道
13、时间，降低结肠压力 ，减少有害物质与肠壁接触的时间，能增强结肠的 渗透作用，稀释胃肠内容物中有害物质的浓度。7 预防便秘在人体内能刺激肠道蠕动，在肠道中吸收 和保持水分，减少慢性便秘。8 有利于营养物质的消化吸收可缩短食物在胃内的排空时间，促进消化 液的分泌，从而有利于营养物质的消化吸收。第四节、 活性多糖的生物活性多 糖在自 然界中 以不同 形式存 在于植 物、动 物和微 生物中 , 它们 除作为 结构支 持物质 外, 还 具有许 多生物 活性和 药效. 多糖类 药物主 要有动 物多糖 、植物 和真菌 多糖等 . 1 调节免疫功能, 具有抗肿瘤、抗病毒(抗 感染)、抗衰老作用(1)多糖对免疫
14、系统有重要的调节作用, 不仅能激活巨噬细胞、T细胞、B细胞 、自然杀伤细胞(NK)等免疫细胞, 还能 促进细胞因子生成, 活化补体, 从而在 抗肿瘤、抗病毒(抗感染)以及抗衰老等 的防治上具有独特的功效.(2) 抗肿瘤: 从细菌、真菌、酵母、地衣和高等植 物、海洋植物中提取的多糖均具有抗肿瘤活性. 某些多糖还能对抗化学试剂(如: 三甲基胆蒽) 的致癌作用. (3) 抗病毒: 多糖通过增强宿主免疫机制可以抵抗 细菌、病毒、寄生虫的侵袭, 因而具有广泛免疫 调节作用. (4) 抗衰老: 免疫系统与衰老有密切的关系, 随年 龄的增大, 体内自由基含量增加, 免疫功能遭到破 坏,胸腺萎缩, T细胞损耗
15、, 导致机体衰老, 寿命缩 短. 多糖能从整体上提高机体的免疫功能, 淬灭自 由基, 从一定程度延缓衰老, 防治老年病.(5) 对内分泌的影响: 虫草多糖皮下注射, 可增高 小鼠血浆皮质酮含量, 并有对抗可的松反馈性抑 制血浆皮质酮的作用, 而不降低其抗炎作用.2 防治动脉粥样硬化作用多糖具有抗凝血和降血脂作用, 防治动 脉粥样硬化疗效确切, 使动脉粥样硬化病程 减慢, 病变减弱, 已形成的病变停止发展. (1) 降血压: 皮果衣多糖体为降压的主要成 分. 海藻, 具有降血压功能, 现已表明与其中 的褐藻多糖有直接的对应关系.(2) 降血脂: 肝素能促进脂蛋白脂肪酶的释放, 使血液中大分子的脂
16、质分解成小分子, 故对因 血脂过多引起的血清混浊有澄清作用, 也能明 显降低血胆固醇. 茶叶多糖增强了卵磷脂胆固 醇酰基转移酶活性, 故有利于胆固醇的清除.(3) 抗凝血: 自1916年从肝脏提得肝素并用作抗 凝血剂以来, 不仅肝素的来源和应用有了进展, 又 发现了藻酸(alginic acid)、昆布多糖、海带多糖 等抗凝血作用. 肝素是一种应用临床的天然抗凝 血剂, 可通过抑制凝蛋白酶原转变为凝血酶, 固有 抗凝血作用.3 对物质代谢的影响(1)降血糖: 甘蔗茎中含多糖A-F汁液的非蔗糖部 分主要能降低小鼠血糖水平.人参多糖对正常 及四氧嘧啶糖尿病小鼠均有显著的降血糖作用 .(2) 促进核酸和蛋白质的生物合成.4 抗溃疡作用人参果胶, 糊精等都有利于不同程度的降低胃酸、 抑制胃蛋白酶活性作用. 在制备鹿茸精废渣中获得 的多糖有降低胃酸、抑制胃蛋白酶活性和升高胃 液PGE2水平的作用.5 类似肾上腺皮质激素作用自非致病菌光假胞杆菌(Pseudomonasflu
