营养与食品第04章碳水化合物.ppt

第四章第四章 碳水化合物碳水化合物 碳水化合物是由碳水化合物是由碳碳、氢氢、氧氧三种元素三种元素组成的一大类化合物，也称糖类。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三三羧酸循环羧酸循环 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,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 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、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612g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、VB12、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 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)多糖对免疫系统有重要的调节作用,(2)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,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(alginicacid)、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(Pseudomonasfluoresesns)菌体提得的一种复合多糖促皮质糖(TTG),具有类似皮质激素和促皮质激素的作用.临床上用于急慢性风湿性关节炎,有一定的效果.6阻抗放射性元素和毒素的吸收藻酸钠能显著降低Sr在鼠消化道的吸收,有效地减少在骨骼中的积累,并且含有L-古罗糖醛酸量越大,其阻吸作用越大.7辐射保护剂从冬虫夏草中提取的多糖可提高小鼠800-射线一次全身照射的保扩指数,具有一定的抗放射作用;冬虫夏草水提物,对射线照射所致小鼠脾脏萎缩和血小板数量减少及血小板超微结构的损伤均有一定的保护作用.8早期引产作用菊科植物新疆雪莲(SauwssureainroluratakaretkirexMaxium)有早期引产作用.有效部分为酸性多糖的钙盐,水解后有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖及糖醛酸.9镇静剂功用乳酸多糖近来发现除具有抗菌、抗肿瘤活性外,还能促使人体细胞-皮质醇干扰素和去甲肾上腺素的产生,具有镇静剂功用.第五节 碳水化合物的摄取和食物来源一、推荐摄入量占膳食总热能60-65%二、来源食物种类含量(%)热量食物种类含量(%)热量大米78.2353大豆19.990白面74.6352芋头13.663高梁70.5369莲子61.9340玉米74.9374粟子41.5201豆57.5337花生15.5616碳水化合物来源膳食纤维的参考摄入量食物低能量约1800千卡中等能量约2400千卡高能量约2800千卡食物TDF IDF食物 TDF IDF食物 TDF IDF谷类30010.26.640013.68.850016.911.0蔬菜4008.84.564509.95.1350011.15.70水果1001.71.141502.51.712003.32.28豆类504.22.51504.22.51504.22.51总计24.914.8130.218.15 35.421.49平衡膳食宝塔建议(克/日)膳食纤维来源纤维素果胶木质素 膳食纤维总量麦麸8.03244.0白面包0.7痕量2.7粉面包1.31.28.5苹果0.50501.4番茄0.4030.31.4马铃薯1.002痕量3.5卷心菜0.7070.42.8胡萝卜1.509痕量3.7（单位：每100克可食部分中的克数）