食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)第三章碳水化合物

1、食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)Food Nutriology第三章 能量與宏量營(yíng)養(yǎng)素專題4 碳水化合物碳水化合物分類根據(jù)聚合度（DP）糖寡糖多糖單糖、雙糖、糖醇低聚糖淀粉、糖原、非淀粉多糖根據(jù)生理學(xué)或營(yíng)養(yǎng)學(xué)可消化利用碳水化合物不可消化利用碳水化合物123可消化利用的碳水化合物功能性低聚糖本章內(nèi)容膳食纖維一、可消化利用的碳水化合物 （一）相關(guān)概念及其內(nèi)涵的發(fā)展概況u 早在1929年，在為糖尿病人制備膳食時(shí)研究者發(fā)現(xiàn)并不是食物中所有的碳水化物都可被機(jī)體“利用和代謝”。基于此，碳水化物最早分為“可利用和不可利用”兩種;u 自1990年開始, “可利用”已不再僅指通過小腸吸收的方式提供機(jī)體代謝需要的物質(zhì)，通過“

2、結(jié)腸發(fā)酵”后再吸收，實(shí)際上也提供了“可利用”的物質(zhì); u 碳水化合物的性質(zhì)均來源于它的兩大特性: 小腸消化和結(jié)腸發(fā)酵。u “可利用和不可利用”表示為“血糖生成或和非血糖生成”可能更為科學(xué)。血糖生成的碳水化合物又指“可消化利用碳水化合物”。一、可消化利用的碳水化合物 u 可利用的糖類：淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖、糖原等；u 不可利用的糖類：纖維素、果膠、甘露聚糖、部分低聚糖等。一、可消化利用的碳水化合物 （二）消化和吸收u 糖類吸收形式：以單糖形式，主要葡萄糖(80%)、半乳糖、果糖、 甘露糖、核糖等; u 糖類吸收部位：主要在小腸上段；u 糖類吸收途徑：通過血液；u 糖類吸收速度：葡萄糖、半乳糖

3、（主動(dòng)）果糖甘露糖; 一、可消化利用的碳水化合物 提供和貯存能量 u 膳食中可利用碳水化合物是人類最經(jīng)濟(jì)、最主要和最有效的能量來源。碳水化合物在體內(nèi)消化后，主要經(jīng)葡萄糖的形式吸收。人體所有組織細(xì)胞都含有直接利用葡萄糖產(chǎn)熱的酶類，葡萄糖最終的代謝產(chǎn)物為二氧化碳和水，每克葡萄糖可產(chǎn)熱16.8kJ (4kcal)。u 血糖有2/3被大腦消耗。u 肌糖原和肝糖原貯存能量（三）生理功能 一、可消化利用的碳水化合物 構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)u 糖是構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)，并參加細(xì)胞的多種活動(dòng)。糖和脂肪形成的糖脂是細(xì)胞膜和神經(jīng)組織的重要成分。u 糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的糖蛋白是抗體、酶、激素、核酸的組成部分，具有重要的生

4、理功能。 一、可消化利用的碳水化合物 參與其他營(yíng)養(yǎng)素的代謝 u 糖類與機(jī)體的某些營(yíng)養(yǎng)素尤其是蛋白質(zhì)和脂肪的正常代謝關(guān)系密切。攝入充足的糖類，可以節(jié)省體內(nèi)蛋白質(zhì)或其他代謝物的消耗，使氮在體內(nèi)的儲(chǔ)備增加，即節(jié)約保護(hù)蛋白質(zhì)的作用。u 脂肪在體內(nèi)的正常代謝需碳水化合物參與，其代謝產(chǎn)物乙酰基需與葡萄糖的代謝產(chǎn)物草酰乙酸結(jié)合進(jìn)入三羧酸循環(huán)，才能徹底氧化，糖類不足，脂肪氧化不完全而產(chǎn)生過量的酮體（丙酮、乙酰乙酸等），產(chǎn)生酮血癥，足量的糖類具有抗生酮作用。 一、可消化利用的碳水化合物 解毒作用u 肝糖原充足可增強(qiáng)肝臟對(duì)某些有害物質(zhì)如細(xì)菌毒素的解毒作用，糖原不足時(shí)機(jī)體對(duì)酒精、砷等有害物質(zhì)的解毒作用減弱，葡萄糖醛

5、酸直接參與肝臟解毒。 一、可消化利用的碳水化合物 （四）參考攝入量與食物來源 u 我國(guó)建議碳水化合物的適宜攝入量為，除2歲以下的嬰幼兒外碳水化合物應(yīng)提供55%65%的膳食總能量，可消化利用的碳水化合物量至少275g（占熱55%）。u 建議限制純熱能食物如糖的攝入量，提倡攝入以谷類為主的多糖食物，以保障人體能量充足和營(yíng)養(yǎng)素的需要，改善胃腸道環(huán)境和預(yù)防齲齒的需要。u 一碗米飯的熱量約270Kcal左右一、可消化利用的碳水化合物 一、可消化利用的碳水化合物 u來源：淀粉類多糖，主要存在于植物性食品中，蔬菜、水果中含有一定的單糖、雙糖；糧谷類根莖類堅(jiān)果類豆類（五）血糖生成指數(shù)（glycemic ind

6、ex，GI）u反映食物類型和碳水化合物消化水平的參數(shù)。u定義為在一定時(shí)間內(nèi)，人體食用含50g有價(jià)值的碳水化合物的食物與相當(dāng)量的葡萄糖后，2h體內(nèi)血糖曲線下面積的百分比。一、可消化利用的碳水化合物 血糖生成指數(shù) = 試驗(yàn)餐后2h血漿葡萄糖曲線下的面積等量葡萄糖餐后2h血漿葡萄糖曲線下的面積100一、可消化利用的碳水化合物 u食物中碳水化合物的類型、結(jié)構(gòu)、食物的化學(xué)成分和含量以及食物的物理狀況和加工制作過程都影響GI.二、膳食纖維 u膳食纖維指不能被胃腸道中消化酶所消化且不被人體吸收利用的多糖和木質(zhì)素。包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素（聚苯丙烷）、果膠、藻膠、抗性淀粉等。 u總膳食纖維（TDF）：包括

7、可溶性膳食纖維（SDF）和不可溶膳食纖維（IDF）。u膳食纖維不能被小腸吸收，但能在大腸內(nèi)發(fā)酵。（一）定義（二）生理功能（二）生理功能 二、膳食纖維 通便防癌（防治便秘，預(yù)防大腸癌）u對(duì)腸壁有刺激作用，能促進(jìn)腸蠕動(dòng)，還具有很強(qiáng)的吸水性以增大糞便體積，因此利于排便，及時(shí)清除腸道內(nèi)有害物質(zhì)。u能吸附由細(xì)菌分解膽酸等生成的致癌、促癌物質(zhì)。u腸道中的膳食纖維被微生物降解產(chǎn)生的短鏈脂肪酸如丁酸，有防止大腸粘膜細(xì)胞癌變的作用。 二、膳食纖維 降低血漿中膽固醇二、膳食纖維 血漿中膽固醇變成膽汁1. 肝臟膽固醇貯存2. 胰腺膽汁酸分解，與纖維結(jié)合3. 小腸少量膽固醇重新吸收5. 血液膽汁與纖維排出體外4. 大

8、腸血漿中膽固醇變成膽汁1. 肝臟膽固醇貯存2. 胰腺膽汁酸分解3. 小腸大量膽固醇重新吸收5. 血液少量膽汁排出體外4. 大腸A. 高纖維飲食B. 低纖維飲食降低餐后血糖及防止熱能攝入過多u膳食纖維增加食糜的粘度使胃排空速度減慢，并使消化酶與食糜的接觸減少，所以使餐后血糖升高較平穩(wěn)，同時(shí)也影響其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。 u膳食纖維本身可以吸水膨脹，增加飽腹感，是很好的減肥食品。二、膳食纖維 輔助治療糖尿病u膳食纖維使糖的吸收減慢，胰島素分泌比較平穩(wěn)，所以膳食纖維對(duì)糖尿病患者有一定幫助。水溶性膳食纖維提高糖尿病動(dòng)物對(duì)胰島素的敏感性的作用比不溶性纖維顯著。二、膳食纖維 保護(hù)心血管u膳食纖維少者，能量

9、攝取多。胰島素分泌增加，動(dòng)脈容易硬化。膽汁酸在糞便中排出少，因而血漿膽固醇升高。這些都是缺血性心臟病的因素。膳食纖維攝入量與血漿膽固醇水平呈負(fù)相關(guān)。二、膳食纖維 二、膳食纖維 膳食纖維攝入越多越好？（三）膳食纖維的供給（三）膳食纖維的供給量量u美國(guó)、英國(guó)及亞洲學(xué)者所提出的建議值為2035g/d。 （四）膳食纖維來源（四）膳食纖維來源u植物的成熟度越 ，其纖維含量越 。u谷類加工越精細(xì)，所含的纖維越 。二、膳食纖維 玉米麩皮各種蔬菜薯類豆類u低聚糖（寡糖）是由210個(gè)單糖通過糖苷鍵連接形成直鏈或支鏈的低度聚合糖，分功能性低聚糖和普通低聚糖兩大類。u功能性低聚糖 人體胃腸道內(nèi)沒有水解它們（除異麥芽

10、酮糖外）的酶系統(tǒng)，因而它們不被消化吸收而直接進(jìn)入大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌的增殖因子。三、功能性低聚糖 （一）定義與種類功能性低聚糖包括：u 水蘇糖、棉子糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。u 這些低聚糖均帶有不同程度的甜味(除低聚龍膽糖外)，一般甜度相當(dāng)于蔗糖的30%60%，可以做為食品的調(diào)味料。三、功能性低聚糖 （二）功能性低聚糖的生理作用l改善腸道功能、預(yù)防疾病l預(yù)防齲齒l生成并改善營(yíng)養(yǎng)素的吸收l熱值低，不引起血糖升高l增強(qiáng)機(jī)體免疫力 三、功能性低聚糖 整腸功能整腸功能u抑制有害細(xì)菌：攝取

11、低聚糖可使雙歧桿菌增殖，雙歧桿菌發(fā)酵低聚糖產(chǎn)生短鏈脂肪酸和一些抗菌素物質(zhì)，抑制外源致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖，如志賀氏桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等。u防便秘：產(chǎn)生的短鏈脂肪酸刺激腸道蠕動(dòng)，增加糞便濕潤(rùn)度并保持一定的滲透壓，從而防止便秘發(fā)生。三、功能性低聚糖 預(yù)防齲齒預(yù)防齲齒u防齲齒：牙齒齲洞的發(fā)生始于有害菌產(chǎn)生的粘附分子葡聚糖，這種粘附分子幫助細(xì)菌駐足于牙齒上, 并形成噬菌斑。噬菌斑中的突變鏈球菌和其他細(xì)菌將糖轉(zhuǎn)化成酸，腐蝕牙齒表面，導(dǎo)致齲洞的形成。功能性低聚糖不能被口腔微生物特別是突變鏈球菌利用，因而能防止齲齒的發(fā)生。 三、功能性低聚糖 生成并改善營(yíng)養(yǎng)素的吸收生成并改善營(yíng)

12、養(yǎng)素的吸收 u促雙歧桿菌生長(zhǎng)，在腸道內(nèi)合成少量的維生素B1、B2、B6、B12、煙酸和葉酸。雙歧桿菌能發(fā)酵乳品中的乳糖使其轉(zhuǎn)化為乳酸，解決了人們?nèi)樘悄褪苄詥栴}，同時(shí)增加了水溶性可吸收鈣的含量，使乳品更宜消化吸收。 三、功能性低聚糖 熱值低，不引起血糖升高熱值低，不引起血糖升高u功能性低聚糖很難或不被人體消化吸收，所提供的能量值很低或根本沒有，能滿足喜愛甜品的糖尿病、肥胖病人、低血糖病及控制體重者的需要。 三、功能性低聚糖 增強(qiáng)機(jī)體免疫力增強(qiáng)機(jī)體免疫力u促雙歧桿菌生長(zhǎng)，在腸道內(nèi)大量繁殖能夠起抗癌作用，抗癌作用歸功于雙歧桿菌的細(xì)胞、細(xì)胞壁成分和細(xì)胞外分泌物，使機(jī)體的免疫力提高。免疫調(diào)節(jié)功能試驗(yàn)證明

13、攝取低聚糖能明顯提高抗體的細(xì)胞數(shù)和活性。 三、功能性低聚糖 （三）功能性低聚糖的攝入量u功能性低聚糖雖比較廣泛地存在于植物性食物中，但一般人日常膳食往往達(dá)不到有效的攝入量。與其他難消化糖一樣，低聚糖過量攝入也會(huì)產(chǎn)生胃腸脹氣和腹瀉。各種低聚糖的最小有效劑量和最大無作用量見下表（p53）：項(xiàng)目項(xiàng)目乳果糖乳果糖低聚低聚果糖果糖大豆大豆低聚糖低聚糖低聚低聚半乳糖半乳糖低聚低聚木糖木糖低聚異低聚異麥芽糖麥芽糖乳酮糖乳酮糖水蘇糖水蘇糖殼聚糖殼聚糖最小有效劑量/(g/d)23220.710 日常攝取量/(g/d)235101010 1510310最大無作用量/(g/d)361813.21890 三、功能性低聚糖 （四）功能性低聚糖的膳食來源u在某些蔬菜、水果中含有天然的低聚糖，如