碳水化合物.2010預(yù)防

1Section4.碳水化合物

carbohydrate一、分類與食物來源

Classificationand

foodsource

單糖(monosaccharide)雙糖(disaccharide)寡糖(oligosaccharide)多糖(polysaccharide）

2（一）單糖

(monosaccharide)

1.葡萄糖

Glucose:

D-andL-.Alittleinthenaturalfoods.

2.果糖

Fructose:

主要存在于水果和蜂蜜中，人工制造的玉米糖漿中含40%-90%。

Itisfoundinfruits,honey(abouthalffructoseandhalfglucose),andhigh-fructosecornsyrupwhichisusedintheproductionofsoftdrinks,frozendesserts,andconfections(糖果和蜜餞等).InmostAmericandiets,fructoseaccountsforabout8%-10%oftotalenergyintake.

3

3.半乳糖

Galactose：以乳糖形式存在于天然食物中。

Itisnotusuallyfoundfreeinnatureinlargequantities,butrathercombineswithglucosetoformlactose.

4.其它Others:

ribose(核糖)，deoxyribose(脫氧核糖)、arabinose(阿拉伯糖)、xylose(木糖)、

sugaralcohols(糖醇)：sorbitol（山梨醇）、mannitol（甘露醇）、inocitol（肌醇）、木糖醇4(二)雙糖（disaccharide）

1.Sucrose(蔗糖)：葡萄糖＋果糖，foundinsugarcane（甘蔗）andsugarbeets（甜菜）

2.Maltose（麥芽糖）：葡萄糖＋葡萄糖，淀粉水解產(chǎn)物

3.Lactose（乳糖）：葡萄糖＋半乳糖，乳及乳制品中

4.Trehalose(海藻糖)：葡萄糖＋葡萄糖，真菌（fungus）及細(xì)菌中5(三)寡糖（oligosaccharide）

又稱低聚糖，由3-10單糖分子通過糖苷鍵連接而成。有些具有重要的生理功能。

◆大豆低聚糖（soybeanoligosaccharide)

是存在于大豆中可溶性糖分的總稱，包括：

棉子糖(raffinose)：葡萄糖+果糖+半乳糖（存在于大豆、棉籽和甜菜中）

水蘇糖（stachyose)：葡萄糖+果糖+半乳糖

+半乳糖（存在于豆類）

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◆低聚果糖（fructooligosacchairde)：一個葡萄糖和多個果糖結(jié)合。為蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物。存在于蔬菜、水果（如洋蔥、大蒜、蘆筍、香蕉）。

◆異麥芽低聚糖（isomaltooligosacchairde)：是指葡萄糖經(jīng)α-1，6糖苷鍵或α-1，4糖苷鍵連接而成的單糖數(shù)不等的一類低聚糖。主要存在于某些發(fā)酵食品如酒、醬油中，但含量少。有甜味。商品化的異麥芽低聚糖是異麥芽糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖、異麥芽五糖的混合物。7低聚糖的功能1.促進(jìn)雙歧桿菌增殖：

人體腸道內(nèi)沒有水解低聚糖（除異麥芽酮糖外）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。雙歧桿菌是人類腸道菌群中無致病性的具有許多生理功能的有益微生物。對人體有許多保健作用,如改善維生素代謝,防止腸功能紊亂,抑制腸道中有害菌和致病菌的生長、增強(qiáng)機(jī)體免疫能力,抵抗腫瘤等作用等。8

2、抗齲齒作用：在口腔中，多數(shù)低聚糖不易被致齲病原菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸損害牙釉質(zhì)。低聚糖與蔗糖并用能阻止蔗糖被致齲病原菌作用而生成不溶性的高分子葡聚糖（牙垢）。可應(yīng)用于嬰幼兒食品?？刮g性的低聚糖有異麥牙低聚糖、環(huán)化糊精等。低聚果糖則有低蝕性。9

3、防止便秘。由于雙歧桿菌發(fā)酵低聚糖產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸能刺激腸道蠕動,增加糞便的濕潤度,并通過菌體的大量生長以保持一定的滲透壓,從而防止便秘的發(fā)生。

10(四)多糖（polysaccharide）

1.糖原(glycogen)：動物淀粉

是由3000~60000個葡萄糖分子構(gòu)成的，有較多支鏈的動物多糖，在肝臟和肌肉中合成并儲存。貝類中含量較多。11

2.淀粉（starch）：

（1）可吸收淀粉

由數(shù)量不等的葡萄糖以α-1,4(直鏈）和α-1,6(支鏈）連接的大分子，可以被人體消化酶消化吸收的植物多糖。主要存在于植物細(xì)胞之中，富含于谷類、薯類、豆類食物中，是人類碳水化合物的主要來源。

直鏈淀粉(amylose)---老化支鏈淀粉(amylopectin)---糊化12（2）抗性淀粉（resistantstarch,RS)

抗性淀粉是指小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物。

RS1:生理上不接受的淀粉。被食物成分包裹，影響消化酶直接接觸。未碾碎的谷物、種子、豆粒，有部分淀粉未接觸到消化酶而不被消化；

RS2:為特殊晶體結(jié)構(gòu)，有一定粒度的淀粉。對抗淀粉酶的生土豆和青香蕉等,此種淀粉是晶狀，糊化后可以被消化；13

RS3:變性的淀粉。淀粉經(jīng)過烹煮或老化處理而變性，不被淀粉酶消化。直鏈淀粉變性率大于支鏈淀粉（如煮熟的冷土豆）。這三類抗性淀粉可共存于一種食物中。如生土豆含抗性淀粉75％，而新煮熟的土豆僅含3％，但冷卻后又增加到12％。

RS4.改性淀粉：抗性淀粉因有益健康，已被許多科學(xué)家研究并大大發(fā)展，經(jīng)特殊工藝加工或基因改造，可使面粉中的抗性淀粉增加到38％。14

“抗性淀粉”是近年來興起的一個新概念，1992年世界糧農(nóng)組織根據(jù)專家建議，將其定義為“健康者小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物”。近年的研究已經(jīng)初步證明，“抗性淀粉”不能被小腸消化吸收和提供葡萄糖，它在結(jié)腸中可被生理性細(xì)菌發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸和氣體，刺激有益菌群生長，其有益作用與膳食纖維相似，被認(rèn)為屬于膳食纖維的一種?！翱剐缘矸邸蹦壳耙殉蔀闅W美國家食品、營養(yǎng)研究的熱點(diǎn)。

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由于“抗性淀粉”的主要生理功能是供應(yīng)非常低的持久的能量，它的飽腹作用也較持久。世界衛(wèi)生組織最新報告中認(rèn)為，“抗性淀粉”具有調(diào)節(jié)血糖的作用。有研究者觀察到，用含40％的“抗性淀粉”飼料喂養(yǎng)模型小鼠數(shù)周，小鼠的血漿膽固醇和甘油三酯可調(diào)整到正常水平。

163.纖維（fibre）

存在于植物體中不能被人體消化吸收的非淀粉多糖（纖維中葡萄糖分子是以?-鍵連接，不能被體內(nèi)淀粉酶水解），但有些可被腸道細(xì)菌消化。食物中的纖維又稱膳食纖維。

definition:

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不溶性纖維Insolublefiber

在某特定的pH溶液中不溶解的部分,

但被大腸中的細(xì)菌所分解.18Cellulose（纖維素）:

纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，由約數(shù)千個葡萄糖通過β-1，4鍵所組成直鏈淀粉。人體內(nèi)的淀粉酶只能水解α-1，4糖苷鍵而不能水解β-1，4鍵。因此纖維素不能被人體胃腸道的酶所消化。纖維素水溶性小，10-15%纖維素被酸水解，具有親水性，在消化道內(nèi)可以大量吸收水分，增加食物體積。

Itistheprimaryconstituentofplantcellwallsandthereforeoccursinallvegetables,fruitsandlegumes（豆類）.19Hemicellulose（半纖維素）:

半纖維素是由多種糖基組成的一類多糖，其主鏈上由木聚糖、半乳聚糖或甘露糖組成，在其支鏈上帶有阿拉伯糖或半乳糖。在人的大腸內(nèi)半纖維素比纖維素易于被細(xì)菌分解，起到一定的生理作用。半纖維素中的某些成份是可溶的，在谷類中可溶的半纖維素被稱之為戊聚糖，它們可形成粘稠的水溶液并具有降低血清膽固醇的作用。

Itisthemainconstituentofcerealfiber.Themanybackbonesandsidechainsmakethehemicelluloseadiversegroup;somearesoluble,manyofthemareinsoluble.hemicellulose20Lignin（木質(zhì)素）：

木質(zhì)素不是多糖物質(zhì)，而是苯基類丙烷的聚合物，具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。因為木質(zhì)素存在于細(xì)胞壁中難以與纖維素分離，故在膳食纖維的組成份中包括了木質(zhì)素。人和動物均不能消化木質(zhì)素。

Itisanonpolysaccharidefiber.Itoccursinthewoodypartsofvegetablesuchascarrotsorthesmallseedsoffruitssuchasstrawberries.lignin21

可溶性纖維

solublefiber

在某特定的pH溶液中可溶解的部分.是既可溶解于水，又可吸水膨脹并能被大腸中微生物酵解的一類纖維。常存在于植物細(xì)胞液和細(xì)胞間質(zhì)中。22(1)Pectins（果膠）：

Itisβ-1,4-D-galacturonicacidpolymersmethylate(被甲酯化至一定程度的半乳糖醛酸多聚體).Commonlyfoundinvegetablesandfruits(especiallycitrus柑橘andapples).Pectinsmaybeisolatedandusedbythefoodindustrytothickenjelly,becausetheyreadilyformgelsinwater.

果膠是被甲酯化至一定程度的半乳糖醛酸多聚體。存在于水果和蔬菜中，在酸性溶液中遇熱形成膠態(tài)。果膠也具有與離子結(jié)合的能力。23(2)Gumsandmucilages（樹膠和粘膠）：

Gumsarecomposedofvariousmonosaccharidesandtheirderivatives.Gumssuchasgumarabic(阿拉伯膠)areusedasadditivesbythefoodindustry.Mucilagesaresimilartogumsinstructure.Theyincludeguar（瓜拉膠）,whichareaddedtofoodasstabilizers.樹膠和粘膠存在于海藻、植物滲出液和種子中。主要成份是葡萄糖醛酸、半乳酸、阿拉伯糖及甘露糖所組成的多糖。它可分散于水中，具有粘稠性、穩(wěn)定性和乳化，可起到增稠劑的作用。24Foodsourceofdietaryfiber不溶性纖維：麩皮、全谷粒、堅果可溶性纖維：水果、蔬菜、燕麥、豆類252.2±0.726幾類主要食物中的膳食纖維含量（克/100克可食部）食物名稱不溶纖維總纖維食物名稱不溶纖維總纖維小米1.62.2蘋果

1.21.8高粱4.35.8梨2.02.9粳米

0.60.8桃1.31.9秈米0.50.7橘0.50.7糯米0.70.9草莓1.11.6玉米5.67.6香蕉1.21.8小麥面2.12.8葡萄0.40.6柿子1.42.0菠蘿1.73.0油菜1.11.9西瓜0.20.3芹菜1.22.1棗1.92.8圓白菜1.01.8大白菜

0.61.1紅小豆7.714.0綠豆6.411.6胡蘿卜

1.32.3黃豆15.528.2青椒1.42.5黃瓜0.50.9274.活性多糖

活性多糖專指具有某種特殊生物活性的多糖化合物，包括植物多糖、動物多糖及微生物多糖。植物多糖（phyto-polysaccharide)根據(jù)來源可分為真菌多糖、人參多糖、枸杞多糖、香菇多糖、甘薯多糖、銀杏多糖、黃芪多糖、牛膝多糖、茯苓多糖、銀耳多糖等。訖今為止，已有300多種多糖化合物從天然植物中分離出來。28近年來發(fā)現(xiàn)多糖的糖鏈在分子生物學(xué)功效中具有決定性作用，它能控制細(xì)胞的分裂和分化，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長和衰老，而且毒性極小。目前這方面研究受到很大關(guān)注。不少研究表明活性多糖在抗癌、抗炎、抗病毒、調(diào)節(jié)血糖、血脂以及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等方面具有重要作用，但這些結(jié)果尚需進(jìn)一步證實(shí)。29二、碳水化合物的功能Function

1.Functionofcarbohydrateinbody

1).機(jī)體構(gòu)成成分

Componentofcellsandtissuesglycoprotein（糖蛋白）andglycolipid（糖脂）,mucin（粘蛋白）,andDNA,RNA.

2).貯存和提供能量

Storingglucoseasglycogenandusingitforenergy

Theliverstoresone-thirdofthebody’stotalglycogen.Whenbloodglucosefalls,thelivercellsdismantle(拆除，釋放)theglycogenintosinglemoleculesofglucoseandreleasethemintothebloodstreamtobeusedbycentralnervoussystemandotherorgans.Musclecellscanalsostoreglucoseasglycogen(theothertwo-thirds),buttheyuseitjustforthemselvesduringexercise.30

3).節(jié)約蛋白質(zhì)作用

Sparringproteinfromuseasenergysource

If

bodycannotconsumeenoughcarbohydratetoyieldglucose,itisforcedtomakeglucosefromprotein(thisprocessistermedglyconeogenesis糖異生),becausefatsgenerallycannotbeconvertedintoglucose.Soenoughcarbohydratescansparebodyproteinwhichcanbeusedtomakebodytissuesandtoperformothervitalprocesses.

(即足夠的碳水化物可以使體內(nèi)蛋白質(zhì)不被分解作為熱能而消耗的作用)sparingproteinaction?31

4).抗生酮作用

Preventingketosis

Alowcarbohydrateintake,withtheresultingdeclineinreleaseoftheinsulin,leadstopletebreakdownoffattyacidsintheliver’smetabolicpathwayandtoformationofketones.Soenoughcarbohydrateisnecessaryforthecompletemetabolismoffatsinthebody.322.Functionofcarbohydrateinfoods

1).提供能量Supplyingenergy

Carbohydrateisthecheapestandbroadestfoodenergysourceintheworld(4kcal/g).

2).改變食物的色、香、味、型Impartingcolor,flavortofoodsandchangingtheirshape.

Thesugaristhemostimportantsweetener.Modifiedstarchisrichinamylopectin(支鏈淀粉)andmaymakefoodstablewhichisusedinbabyfoods,saladdressings,andinstant(速溶)puddings.33幾種糖及糖醇的相對甜度名稱相對甜度名稱相對甜度

乳糖0.2

果糖1.2-1.8

麥芽糖0.4

山梨醇0.6

葡萄糖0.7

甘露醇0.7

蔗糖1.0

木糖醇0.9摘自：PerspectiveinNutrition，第三版，第77頁，1996。343)提供膳食纖維

Supplyingdietaryfiber

(1)控制體重WeightcontrolFiberslowstherateoffoodleavingthestomachanddrawwaterintotheintestine,whichcandelaythestomach’semptying;Thebulkynatureofhigh-fiberfoodsfillsusupwithoutyieldingmuchenergy;Increasingintakeofdietaryfiberisonestrategyforremainingsatisfiedafterameal.

Functionofdietaryfiber

Soadiethighinfiberaidsweightcontrolandreducestheriskofdevelopingobesity.35

(2)減慢葡萄糖的吸收slowsglucoseabsorptionWhenconsumedinlargeamount,solubledietaryfibersomewhatslowsglucoseabsorptionfromthesmallintestine.Thiseffectcanbehelpinthetreatmentofdiabetes.36

(3)降低血清膽固醇

Lowingserumcholesterol

Solublefibercanbindwithbileandfoodcholesterolwhichwoulddecreasefatandcholesterolabsorption;ThenliversynthesizesmorebilefromcholesterolandexcretedintheGItract,whichreducesbloodcholesterolfurther;inaddition,thereducedglucoseabsorption

islinkedtoadecreaseininsulinrelease.Sinceinsulinstimulatescholesterolsynthesisinliver,thisreductionininsulinmaycontributetotheabilityofsolubledietaryfibertolowerbloodcholesterol.37(4)

有利糞便排出

Makingeliminationoffecesmucheasier

Enoughfibercanmakestoollargeandsoftbecauseitattractswater.Thelargesizestimulatestheintestinalmuscles,whichaidselimination.Opposite,Whentoolittledietaryfiber,thestoolmaybesmallandhard.Constipationmayresult,whichcanforceonetoexertexcessivepressureinthelargeintestineduringdefecation.Thendiverticulamayresult.Theymayeventuallyeinflamed,aconditionknownasdiverticulitis.38

(5)預(yù)防結(jié)腸癌playingakeyroleinpreventingcancerofthelargeintestine

Fibermayhelppreventcoloncancerbydiluting,binding,andrapidlyremovingpotentiallycancer-causingagentsfromthecolon.39

Itmaybeduetothefermentationofresistantstarchandfiber,inthecolon,whichlowersthepH.AdecreasedpHinthecolonisassociatedwithdecreasedcoloncancerrisks.Itisunclearwhethertheprotectionderivesfromthefiberorthevitamins.40HarmfuleffectsofExcessiveFiberintake◆Toomuchbulk,filluptoosooncancauseabdominalfort,gas,diarrhea.◆Bindtominerals:excessivedietaryfibercanbindingsuchmineralsasiron,zinc,orcalcium,thusinterferewiththeirabsorption.◆Bindtosomemedications41三、碳水化合物的消化吸收

DigestionandAbsorption1.Theprocessesofdigestion

1).

Inthemouth

Thesalivaryenzymeamylase(唾液淀粉酶)startstohydrolyzestarchtoshorterpolysaccharidestomaltose(麥芽糖).Becausefoodstaysinthemouthonlyashorttime,verylittledigestiontakesplacethere.在唾液淀粉酶作用下可部分水解422).Inthestomach

Toasmallextent,thestomach’sacidcanbreakstarchdown,butitsjuicescontainnoenzymestodigestcarbohydrates.Fiberstendtolinger(逗留)inthestomach,delayinggastricemptying.Thisprovidesafeelingoffullnessandsatiety(飽腹感).

一般無分解能力433).Inthesmallintestine

主要消化碳水化合物的場所。pancreaticamylase(胰淀粉酶):breakingdownthepolysaccharidestoshorterglucosechainanddisaccharides.Thespecificenzymesontheoutermembranesoftheintestinalcellsdismantlespecificdisaccharides:Maltase(麥芽糖酶)malyoseSucrase(蔗糖酶)sucroseLactase(乳糖酶)lactose

Othermonosaccharidescaneventuallyeglucoseafterbeingprocessedintheliver.)胰淀粉酶444).Inthelargeintestine

Onlyasmallfractionofthestarchesenterthelargeintestine.Bacteriathereferment(發(fā)酵)fiberintowater,gas,andshort-chainfattyacidswhichcouldbeabsorbedinthecolonandyieldenergy

未被消化的碳水化合物在結(jié)腸內(nèi)被細(xì)菌分解發(fā)酵產(chǎn)生氫氣、甲烷、二氧化碳、短鏈脂肪酸。有利于益生菌的生長。45

2.absorptionofcarbohydrate

Themonosaccharidestravelthecellsliningthesmallintestinebyactivetransporttotheliverviatheportalvein(門靜脈).

Butfructoseisabsorbedbydiffusion(擴(kuò)散)，sotheabsorptionofthefructoseisslowandplete.463.Lactoseintolerance(乳糖不耐受)

(1)Causes

Lactaseactivitydeclinesdramaticallyduringchildhoodandadolescencesto5%to10%oftheactivityatbirth.About30%ofthepeopleintheworldretainenoughlactasetodigestandabsorblactoseefficientlythroughoutadultlife.

Lactasedeficiencymayalsodevelopwhentheintestinalvilli（絨毛）aredamagedbydisease,certainmedicines,prolongeddiarrhea,ormalnutrition.47(2)Symptoms

(3)Prevention

Fermentedmilkproduct:yogurt(酸奶)Milkproductsthathavebeentreatedwithanenzyme.Bygraduallyincreasingtheamountsofmilkproductsintake.Bloating（脹氣）,abdominalfort,anddiarrhea.Bacteriafermentitwhichproducegas