第五章碳水化合物

第五章碳水化合物第1頁，共36頁。第一節(jié)碳水化合物的分類碳水化合物也稱糖類，由C、H、O組成分類：糖單糖：葡萄糖、半乳糖、果糖（1~2）雙糖：蔗糖、乳糖、麥芽糖、海藻糖

糖醇：山梨醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇寡糖異麥芽低聚寡糖：麥芽糊精（3~9）其他寡糖：棉子糖、水蘇糖、低聚果糖第2頁，共36頁。多糖淀粉：直鏈淀粉、支鏈淀粉、變性淀粉（≥10）非淀粉多糖：纖維素、半纖維素、果膠、親水膠質(zhì)物

第3頁，共36頁。一、糖㈠單糖：最簡單的糖，只含一個糖分子1、D-葡萄糖：存于血液、腦脊液、淋巴液及多種植物中，是構(gòu)成雙糖、寡糖及多糖的單位。2、D-半乳糖（腦糖）：不游離存在，是乳糖、蜜二糖、水蘇糖、棉子糖的成分；也存在于一些樹膠及植物黏液中。3、D-果糖：存在于蜂蜜及多種水果中，甜度較高。第4頁，共36頁。㈡雙糖：1、蔗糖：即白糖、紅糖及砂糖。由一分子的葡萄糖和一分子的果糖組成，普遍存在于植物中，尤其甘蔗和甜菜。2、乳糖：由一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖組成，存在于乳汁中。3、麥芽糖：由兩分子的葡萄糖組成，存在于發(fā)芽的谷粒中。第5頁，共36頁。㈢糖醇：1、山梨醇和甘露醇：二者為同分異構(gòu)體，滲透壓高，有明顯脫水作用。2、木糖醇：是一種常用的甜味劑，常用于糖尿病人，甜度與蔗糖相似。3、麥芽糖醇：也是一種常用的甜味劑。第6頁，共36頁。二、寡糖又稱低聚糖，含3~9個糖分子組成。重要的寡糖有：棉子糖、水蘇糖、異麥芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖。甜度是蔗糖的30~60%。第7頁，共36頁。㈠低聚果糖：又稱寡果糖，由蔗糖分子的果糖殘基上結(jié)合1~3個果糖組成。存在于洋蔥、大蒜、香蕉等水果、蔬菜中。甜度是蔗糖的30~60%是一種可溶性膳食纖維第8頁，共36頁。㈡大豆低聚糖：存在于大豆中的可溶性糖。水蘇糖：是由葡萄糖、果糖和兩包括個半乳糖組成的四碳糖。棉子糖：是由葡萄糖、果糖和半乳糖組成的三碳糖?？勺鳛樘鹞秳┯糜陲嬃?、糖果及糕點(diǎn)中。第9頁，共36頁。以上兩種低聚糖的保健作用：可以被腸道雙歧桿菌利用，是雙歧桿菌的增殖因子，調(diào)節(jié)腸道功能。具有通便作用。食用不當(dāng)或過量可引起腸道不適。第10頁，共36頁。三、多糖多糖是由≥10個單糖分子脫水縮合并以糖苷鍵連接而成的高分子聚合糖。不溶于水，無甜味，不結(jié)晶、無還原性?？稍诿讣八岬淖饔孟滤鉃閱翁恰?/p>

淀粉：直鏈淀粉、支鏈淀粉、糖原多糖非淀粉多糖：纖維素、半纖維素、果膠類、其它多糖第11頁，共36頁。（一）淀粉淀粉主要存在于谷物及根莖類植物中。由葡萄糖聚合而成。1、直鏈淀粉：又稱糖淀粉，由幾十個至幾百個葡萄糖分子組成，以α-1，4糖苷鍵相連，因此成一條直鏈。分子量一萬至十萬。熱水中可溶，與碘反應(yīng)產(chǎn)生蘭色，無還原性。直鏈淀粉在天然食品中占淀粉總量的19~35%。第12頁，共36頁。2、支鏈淀粉：又稱膠淀粉，分子較大，由幾千個葡萄糖分子組成。每25~30個葡萄糖先以α-1，4糖苷鍵連接許多短鏈，短鏈之間再以α-1，6糖苷鍵相連，因此形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的支鏈。難溶于水，與碘反應(yīng)產(chǎn)生棕色，無還原性。占食物淀粉的65~81%。第13頁，共36頁。3、糖原：又稱動物淀粉，分子很大，由幾千至幾萬葡萄糖分子組成。其結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似，但分支多，支鏈短。第14頁，共36頁。（二）非淀粉多糖大部分為植物細(xì)胞壁成分（占80~90%）如：纖維素、半纖維素、果膠等小部分為非細(xì)胞壁物質(zhì)如：植物膠質(zhì)、海藻膠類第15頁，共36頁。1、纖維素：由一千至一萬個葡萄糖分子組成，以β-1，4糖苷鍵相連。分子量為20~200萬。普遍存在于植物細(xì)胞壁中。人體不能消化吸收，有促進(jìn)腸蠕動，利于排便。2、半纖維素：是由2~4種不同的單糖組成的雜多糖。與纖維素共同存在于細(xì)胞壁中，其生成轉(zhuǎn)化而纖維素?zé)o關(guān)。第16頁，共36頁。3、果膠類：是一類復(fù)合多糖的總稱，分子中以半乳糖為主要成分。是細(xì)胞壁和細(xì)胞間質(zhì)的成分，在橘子皮、甜菜、蘋果中含量豐富。食品加工中可作為凝凍劑和增稠劑。4、其他多糖：如香菇多糖、茶多糖、銀耳多糖、殼聚糖、海藻多糖等，具有特殊的生理調(diào)節(jié)作用。第17頁，共36頁。各種糖及甜味劑的相對甜度第18頁，共36頁。*還原糖

生物組織中普遍存在的還原糖種類較多，常見的有葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖。它們的分子內(nèi)都含有還原性基團(tuán)（游離醛基或游離酮基），具有還原性，因此叫做還原糖。蔗糖的分子內(nèi)沒有游離的半縮醛羥基，因此叫做非還原性糖，不具有還原性。蔗糖無還原性，如何測定？第19頁，共36頁。第二節(jié)碳水化合物的生理功能一、提供和儲存能量：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肝臟儲存的糖原隨時分解為葡萄糖供能供能快，儲存少，是神經(jīng)及心肌的主要能源。每克葡萄糖可產(chǎn)熱16.6kJ（4kcal）。適宜熱比：55~65%第20頁，共36頁。二、構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)：糖是構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)，并參加細(xì)胞的組成和多種活動。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；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，具有重要的生理功能。

第21頁，共36頁。三、節(jié)約蛋白質(zhì)作用：膳食碳水化合物不足時，體內(nèi)蛋白質(zhì)通過糖異生作用生成葡萄糖，提供熱能；碳水化合物攝入充足，可以節(jié)省體內(nèi)蛋白質(zhì)。第22頁，共36頁。四、抗生酮作用：一方面碳水化合物提供充足的熱能避免了脂肪氧化產(chǎn)能。另一方面脂肪在體內(nèi)的正常代謝需碳水化合物參與，脂肪的代謝產(chǎn)物-乙?；枧c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、β-羥丁酸等），產(chǎn)生酮血癥。因此，足量的碳水化合物具有抗生酮作用。

第23頁，共36頁。五、解毒作用：肝糖原充足可增強(qiáng)肝臟對某些有害物質(zhì)如細(xì)菌、毒素、酒精、砷等的解毒作用，糖原不足時機(jī)體對這些毒物的解毒作用減弱，肝臟中葡萄糖醛酸直接參與肝臟解毒。

第24頁，共36頁。六、增強(qiáng)腸道功能：非淀粉多糖如纖維素、果膠、抗性淀粉、功能性低聚糖可刺激腸道蠕動，增加結(jié)腸內(nèi)發(fā)酵，有助于消化和排便。第25頁，共36頁。第三節(jié)碳水化合物的代謝一、碳水化合物的消化（一）口腔內(nèi)的消化：唾液淀粉酶（α-淀粉酶），同時PH適宜（6.3~7.2），有氯離子催化，可將食物中的淀粉部分水解。（二）胃內(nèi)的消化：胃內(nèi)不含水解碳水化合物的酶，因此，碳水化合物在胃內(nèi)幾乎不被消化。第26頁，共36頁。（三）腸內(nèi)的消化：1、腸腔內(nèi)消化：有胰淀粉酶（α-淀粉酶），PH適宜（6.3~7.2），有氯離子催化可將淀粉水解為麥芽糖、麥芽三糖、異麥芽糖、糊精和少量葡萄糖。第27頁，共36頁。2、小腸黏膜細(xì)胞表面上的消化：小腸黏膜細(xì)胞表面含有大量的α-糊精酶、糖淀粉酶、麥芽糖酶、異麥芽糖酶、蔗糖酶、及乳糖酶。可將口腔、腸腔中的消化產(chǎn)物進(jìn)一步徹底消化為葡萄糖、果糖和半乳糖。然后被小腸黏膜細(xì)胞吸收。3、結(jié)腸內(nèi)消化：未被小腸消化吸收的碳水化合物，可在結(jié)腸內(nèi)被細(xì)菌分解發(fā)酵，這一過程有利于雙歧桿菌、乳酸桿菌的生長繁殖。第28頁，共36頁。二、碳水化合物的吸收碳水化合物經(jīng)消化成為單糖，被小腸黏膜細(xì)胞吸收入血。吸收過程一方面是被動擴(kuò)散；另一方面主動吸收。第29頁，共36頁。淀粉（多糖）經(jīng)口腔唾液淀粉酶胃胃酸混合小腸上段胰淀粉酶分解麥芽糖、糊精腸黏膜紋狀緣麥芽糖酶、糊精酶葡萄糖小腸壁主動轉(zhuǎn)運(yùn)（食糖）蔗糖紋狀緣蔗糖酶果糖小腸壁*被動轉(zhuǎn)運(yùn)碳水化物的吸收過程第30頁，共36頁。三、碳水化合物的代謝（一）無氧分解：葡萄糖可在無氧的狀態(tài)下分解，但分解不徹底，所產(chǎn)生能量較少。一分子的葡萄糖通過無氧酵解可產(chǎn)生2分子ATP。無氧酵解的生理意義：雖然產(chǎn)能有限，但機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下如重體力勞動、競賽、劇烈運(yùn)動時，肌肉處于嚴(yán)重缺氧，此時需要糖酵解補(bǔ)充急需能量。第31頁，共36頁。（二）有氧氧化：葡萄糖可徹底氧化為CO2和H2O由于氧化徹底，產(chǎn)能高（一分子葡萄糖可產(chǎn)生36~38個ATP），能量利用率也高。所產(chǎn)生的二氧化碳CO2可作為一些重要物質(zhì)的合成原料，如草酰乙酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸及尿素等。有氧氧化的中間產(chǎn)物可使糖、脂肪、蛋白質(zhì)及其他物質(zhì)互相轉(zhuǎn)換。第32頁，共36頁。四、糖原的合成與分解糖原合成：體內(nèi)的葡萄糖在肝臟、肌肉中合成為糖原。糖原分解：肝糖原和肌糖原當(dāng)機(jī)體需要時可分解為葡萄糖。糖原的合成與分解在維持血糖恒定方面起重要作用。第33頁，共36頁。五、糖異生糖異生是指體內(nèi)非碳水化合物合成葡萄糖或糖原的過程。如：乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等。糖異生的生理意義：（一）保持饑餓時的血糖相對穩(wěn)定（二）促進(jìn)肌乳酸的充分利用（三）有利于腎臟排H+保Na