营养学第三章碳水化合物精品文稿.ppt
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1、营养学第三章碳水化合物第1页,本讲稿共50页一、碳水化合物的概念 碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成,每两个氢原子结合一个氧原子,该比例与水相同,故名碳水化合物。低分子量的碳水化合物有甜味,故碳水化合物又称为糖类。碳水化合物碳水化合物(carbohydrates)carbohydrates)是人类最廉价的能量来源是人类最廉价的能量来源,又是人又是人类生存的最基本物质和最重要的食物能源。类生存的最基本物质和最重要的食物能源。第2页,本讲稿共50页 碳水化合物又称糖类,糖类,是世界上大多数国家膳食中能量的主要来源。我国以淀粉类食物为主食,人体总能量的6070来自食物中的糖类,碳水化合物是人碳水化
2、合物是人类类能能量量最最主要主要、最经济、最经济的来源的来源 人体的大脑和红细胞必须依靠血糖血糖供给能量,因此维持神经系统和红细胞的正常功能也需要糖。近10年来,随着营养学研究的深入,人们对碳水化合物生理功能的认识已从仅“提供能量”扩展到调节血糖、降低血脂、改善肠道菌群等更多的方面。第3页,本讲稿共50页二、碳水化合物分类二、碳水化合物分类 单糖单糖(monosaccharide)双糖双糖(disaccharide)寡糖寡糖(oligosaccharide)多糖(多糖(polysaccharide)单糖单糖 不能再水解的糖不能再水解的糖 葡萄糖葡萄糖(glucose)glucose)果糖果糖(
3、fructose)fructose)半乳糖半乳糖(galactose)galactose)乳糖的水解产物乳糖的水解产物第4页,本讲稿共50页双糖双糖:两个分子单糖缩合而成的糖。(每分子能水两个分子单糖缩合而成的糖。(每分子能水解成两分子单糖的碳水化合物)解成两分子单糖的碳水化合物)食物中主要的双糖有三种:食物中主要的双糖有三种:蔗糖蔗糖(sucrose)sucrose)葡萄糖 果糖 乳糖乳糖(1(1actose)actose)葡萄糖 半乳糖 麦芽糖麦芽糖(maltose)maltose)葡萄糖 葡萄糖 淀粉的基本单位淀粉的基本单位第5页,本讲稿共50页寡糖寡糖:是指由是指由3 38 8个单糖构
4、成的一类小分子多个单糖构成的一类小分子多糖。糖。棉子糖棉子糖(raffinose)raffinose)葡萄糖-果糖-半乳糖 水苏糖水苏糖(stachyose)stachyose)葡萄糖-果糖-半乳糖-半乳糖 “益生源益生源”第6页,本讲稿共50页多糖多糖:由数量众多的同种单糖或异种单糖组成由数量众多的同种单糖或异种单糖组成。按能否被人体利用分为两类:1.1.可利用糖:淀粉、糊精和糖原可利用糖:淀粉、糊精和糖原(1 1)淀粉:食物中绝大部分碳水化合物以淀粉形)淀粉:食物中绝大部分碳水化合物以淀粉形式存在,其基本构成单位为式存在,其基本构成单位为麦芽糖麦芽糖,在体内最终,在体内最终水解为水解为葡萄
5、糖葡萄糖。第7页,本讲稿共50页按照葡萄糖分子结合方式的不同,分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉:可以溶解在热水中,遇碘产生蓝色 反应。一般天然食物中直链淀粉含量为总淀粉量的19%-35%。支链淀粉:难溶于水,遇碘产生棕色反应。食物中支链淀粉含量较高,一般占65%81%第8页,本讲稿共50页(2)糊精:淀粉水解产物(3)糖原:存在于动物体内,实际上是动物淀粉。可在酶的作用下分解为葡萄糖。第9页,本讲稿共50页食食物物中中含含有有的的大大量量纤纤维维素素,因因人人体体内内无无-糖糖苷苷酶酶而而不不能能对对其其分分解解利利用用,但但却却具具有有刺刺激肠蠕动等作用,也是维持健康所必需。激肠蠕动等作用,
6、也是维持健康所必需。2.不可利用多糖不能被机体消化吸收,又称非淀粉多糖。包括纤维素、半纤维素、果胶等。第10页,本讲稿共50页单糖、双糖、寡糖和糊精都溶于水,淀粉不溶于水,与水加热后可吸水膨胀,变成糊状。第11页,本讲稿共50页名称名称 单体成分单体成分 存在的食物及其含量存在的食物及其含量 单糖单糖 葡萄糖葡萄糖 许多食物的主要成分许多食物的主要成分 半乳糖半乳糖 少量,主要存在于发酵的奶制品中少量,主要存在于发酵的奶制品中 果糖果糖 大量存在水果、蜂蜜中大量存在水果、蜂蜜中双糖双糖 麦芽糖麦芽糖 少量,主要存在于葡萄糖糖浆中少量,主要存在于葡萄糖糖浆中 蔗糖蔗糖 大量存在大量存在 乳糖乳糖
7、 仅存于奶制品中仅存于奶制品中 三糖三糖 棉子糖棉子糖 少量,存在于豆类、多种蔬菜中少量,存在于豆类、多种蔬菜中 麦芽寡糖麦芽寡糖 少量,葡萄糖糖浆少量,葡萄糖糖浆四糖四糖 麦芽糖醇麦芽糖醇 少量,葡萄糖糖浆少量,葡萄糖糖浆 水苏糖水苏糖 少量,存在于豆类、多种蔬菜中少量,存在于豆类、多种蔬菜中五碳糖五碳糖 毛蕊花糖毛蕊花糖 微量微量 膳食中的主要碳水化合物存在方式膳食中的主要碳水化合物存在方式第12页,本讲稿共50页三、碳水化合物的三、碳水化合物的生理功能生理功能(一)(一)体内碳水化合物的功能体内碳水化合物的功能(二)(二)食物碳水化合物的功能食物碳水化合物的功能第13页,本讲稿共50页1
8、 1、贮存和提供能量贮存和提供能量 是人类获取能量的最经济和最主要的来源,所有的碳水化合物在体内消化后,主要以葡萄糖的形式被吸收,每克葡萄糖可以产生16.7kJ(4kcal)的能量。人体内作为能源的碳水化合物主要是糖原和葡萄糖,糖原是糖的储存形式,在肝脏和肌肉中含量最多,而葡萄糖是碳水化合物的运输形式。由于人体内储存的糖原很少,其储备的能量仅供半天消耗,所以人们每天必须按餐进食足够量的碳水化合物,才能保证人体能量的需要。第14页,本讲稿共50页 2 2、机体的构成成分、机体的构成成分 碳水化合物与脂类形成的糖脂是组成细胞膜与神经组织的重要成分;糖类与蛋白质结合生成的糖蛋白是构成软骨、骨骼和眼球
9、的角膜、玻璃体的组成成分,并具有多种复杂的生理功能;糖类与蛋白质结合成糖蛋白还可构成抗体、某些酶和激素等具有重要生物活性的物质。人体的大脑和红细胞必须依靠血糖供给能量,因此维持神经系统和红细胞的正常功能也需要糖。糖和磷酸、碱基组成的核糖核酸和脱氧核糖核酸是构成细胞质和细胞核的重要成分。第15页,本讲稿共50页 3 3、节约蛋白质作用、节约蛋白质作用 (sparing protein action)当摄入足够的碳水化合物时,可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖,这就是所谓的节约蛋白质作用。第16页,本讲稿共50页4 4、抗生酮作用、抗生酮作用(antiketogenesis)antiketo
10、genesis)当饮食中碳水化合物不足时,总能量的供给相应减少。为保证人体所需的能量供给,体内脂肪中储存的甘油三酯被动员并加速分解为脂肪酸,以供给能量。在这一代谢过程中,可产生过多的酮体(乙酰乙酸、丙酮和-羟基丁酸),酮体不能及时被氧化而在体内聚集,导致酮血症和酮尿症。只有当膳食中碳水化合物供应充足时,机体就不会过多动用脂肪,也不至于会产生过量的酮体,那么,也就不会发生酸中毒症状。所以,碳水化合物有抗生酮的作用。第17页,本讲稿共50页 5、保护肝脏的作用、保护肝脏的作用 碳水化合物除了供给能量还具有保护肝脏和解毒的作用。实验表明,肝脏中的糖原储备充足时对四氯化碳、乙醇、砷等化学物质有较强的解
11、毒能力。另外,肝糖原储存含量充足者对各种细菌引起的毒血症也有较强的解毒作用。因此,摄入足量的碳水化合物,可使肝脏合成足够量的糖原,对肝脏起到保护作用,对有害物质起到较强的解毒作用,有利于身体的健康。第18页,本讲稿共50页6.某些寡糖的保健作用某些寡糖的保健作用 近几年来,人们对于寡糖的研究和应用具有特别的兴趣,已合成了一些寡糖产品,如甘露寡糖(MOS,酵母细胞壁的衍生物)、果寡糖(FOS,由蔗糖通过转果糖酶反应合成)等。研究表明,上述寡糖进入人体内后,胃肠道中的致病菌就会与之结合,从而不能在肠壁表面定植,这样它们就会随食糜一道排出体外,从而保护了人免遭这些致病菌的侵害。某些寡糖不能被动物分泌
12、的酶消化。在胃肠道内,寡糖可以选择性地作为某些细菌生长的底物。果寡糖能够作为乳酸杆菌和双歧杆菌生长的底物,但沙门氏菌、大肠埃希氏菌和其它革兰氏阴性菌发酵FOS的效率很低,因而它们的生长将会受到抑制。由于合成寡糖具有上述调整胃肠道微生物区系平衡的效应,现已将其称为化学益生素(Chemical probiotics)。第19页,本讲稿共50页(二)食物碳水化合物的功能(二)食物碳水化合物的功能1、主要的能量营养素2、改变食物的色、香、味、型 3、提供膳食纤维 增强肠道功能、有利粪便排出 控制体重和减肥 可降低血糖和血胆固醇 预防结肠癌的作用 第20页,本讲稿共50页四、糖的消化与吸收四、糖的消化与
13、吸收(一)糖的消化(一)糖的消化人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等,其中以淀粉为主。消化部位:消化部位:主要在小肠,少量在口腔第21页,本讲稿共50页淀粉 麦芽糖+麦芽三糖(40%)(25%)-临界糊精+异麦芽糖 (30%)(5%)葡萄糖 唾液中的-淀粉酶 -葡萄糖苷酶 -临界糊精酶 消化过程消化过程 肠粘膜上皮细胞刷状缘 胃 口腔 肠腔 胰液中的-淀粉酶 第22页,本讲稿共50页(二)糖的吸收(二)糖的吸收1.1.吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段2.2.吸收形式吸收形式 单糖单糖 第23页,本讲稿共50页 糖代谢的概况糖代谢的概况 葡萄糖 酵解途径 丙酮
14、酸 有氧 无氧 H2O及CO2 乳酸 糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油 糖原 肝糖原分解 糖原合成 磷酸戊糖途径 核糖 +NADPH+H+淀粉 消化与吸收 ATP 第24页,本讲稿共50页五、碳水化合物的质量评价五、碳水化合物的质量评价 1碳水化合物种类多样化碳水化合物种类多样化 碳水化合物的来源应有多种,包括淀粉、抗性淀粉、非淀粉多糖和低聚糖等,还应限制纯能量食物,如糖、酒精等的来源,选择摄入营养素能量密度比值高的食物,以保障人体能量充足和营养素的需要。低聚糖在肠道有利于有益菌的增殖,它们不仅能抑制某些致病菌的生长,而且还能合成B族维生素和维生素K,所以,又是人体维生素的一个重要来源。可以保持
15、人体肠道内有益细菌比较恒定。对人体健康具有保健作用。第25页,本讲稿共50页人类主食是人体血糖高低的主导人类主食是人体血糖高低的主导相同的食物,由于加工工艺不同,有不一样的血糖相同的食物,由于加工工艺不同,有不一样的血糖应答。应答。2根据血糖指数值选择适合自己的食物根据血糖指数值选择适合自己的食物 第26页,本讲稿共50页血糖生成指数血糖生成指数(glycemic index)1981年,加拿大多伦多大学营养系教授年,加拿大多伦多大学营养系教授David Jenkins博士博士首先提出。首先提出。定义:定义:定义:定义:空腹状态下进食含空腹状态下进食含50g碳水化物的被测食物与进食碳水化物的被
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