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食品营养学FoodNutriology第三章能量与宏量营养素——专题4碳水化合物碳水化合物分类根据聚合度（DP）糖寡糖多糖单糖、双糖、糖醇低聚糖淀粉、糖原、非淀粉多糖根据生理学或营养学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内容膳食纤维一、可消化利用的碳水化合物（一）相关概念及其内涵的发展概况早在1929年，在为糖尿病人制备膳食时研究者发现并不是食物中所有的碳水化物都可被机体“利用和代谢”。基于此，碳水化物最早分为“可利用和不可利用”两种;自1990年开始,“可利用”已不再仅指通过小肠吸收的方式提供机体代谢需要的物质，通过“结肠发酵”后再吸收，实际上也提供了“可利用”的物质;碳水化合物的性质均来源于它的两大特性:小肠消化和结肠发酵。“可利用和不可利用”表示为“血糖生成或和非血糖生成”可能更为科学。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可利用的糖类：淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖、糖原等；不可利用的糖类：纤维素、果胶、甘露聚糖、部分低聚糖等。一、可消化利用的碳水化合物（二）消化和吸收糖类吸收形式：以单糖形式，主要葡萄糖(80%)、半乳糖、果糖、甘露糖、核糖等;糖类吸收部位：主要在小肠上段；糖类吸收途径：通过血液；糖类吸收速度：葡萄糖、半乳糖（主动）果糖甘露糖;一、可消化利用的碳水化合物提供和贮存能量膳食中可利用碳水化合物是人类最经济、最主要和最有效的能量来源。碳水化合物在体内消化后，主要经葡萄糖的形式吸收。人体所有组织细胞都含有直接利用葡萄糖产热的酶类，葡萄糖最终的代谢产物为二氧化碳和水，每克葡萄糖可产热16.8kJ(4kcal)。血糖有2/3被大脑消耗。肌糖原和肝糖原贮存能量（三）生理功能一、可消化利用的碳水化合物构成机体的重要物质糖是构成机体的重要物质，并参加细胞的多种活动。糖和脂肪形成的糖脂是细胞膜和神经组织的重要成分。糖与蛋白质结合形成的糖蛋白是抗体、酶、激素、核酸的组成部分，具有重要的生理功能。一、可消化利用的碳水化合物参与其他营养素的代谢糖类与机体的某些营养素尤其是蛋白质和脂肪的正常代谢关系密切。摄入充足的糖类，可以节省体内蛋白质或其他代谢物的消耗，使氮在体内的储备增加，即节约保护蛋白质的作用。脂肪在体内的正常代谢需碳水化合物参与，其代谢产物乙酰基需与葡萄糖的代谢产物草酰乙酸结合进入三羧酸循环，才能彻底氧化，糖类不足，脂肪氧化不完全而产生过量的酮体（丙酮、乙酰乙酸等），产生酮血症，足量的糖类具有抗生酮作用。一、可消化利用的碳水化合物解毒作用肝糖原充足可增强肝脏对某些有害物质如细菌毒素的解毒作用，糖原不足时机体对酒精、砷等有害物质的解毒作用减弱，葡萄糖醛酸直接参与肝脏解毒。一、可消化利用的碳水化合物（四）参考摄入量与食物来源我国建议碳水化合物的适宜摄入量为，除2岁以下的婴幼儿外碳水化合物应提供55%～65%的膳食总能量，可消化利用的碳水化合物量至少275g（占热55%）。建议限制纯热能食物如糖的摄入量，提倡摄入以谷类为主的多糖食物，以保障人体能量充足和营养素的需要，改善胃肠道环境和预防龋齿的需要。一碗米饭的热量约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来源：淀粉类多糖，主要存在于植物性食品中，蔬菜、水果中含有一定的单糖、双糖；粮谷类根茎类坚果类豆类（五）血糖生成指数（glycemicindex，GI）反映食物类型和碳水化合物消化水平的参数。定义为在一定时间内，人体食用含50g有价值的碳水化合物的食物与相当量的葡萄糖后，2h体内血糖曲线下面积的百分比。一、可消化利用的碳水化合物血糖生成指数=试验餐后2h血浆葡萄糖曲线下的面积等量葡萄糖餐后2h血浆葡萄糖曲线下的面积×100一、可消化利用的碳水化合物食物中碳水化合物的类型、结构、食物的化学成分和含量以及食物的物理状况和加工制作过程都影响GI.二、膳食纤维膳食纤维指不能被胃肠道中消化酶所消化且不被人体吸收利用的多糖和木质素。包括纤维素、半纤维素、木质素（聚苯丙烷）、果胶、藻胶、抗性淀粉等。总膳食纤维（TDF）：包括可溶性膳食纤维（SDF）和不可溶膳食纤维（IDF）。膳食纤维不能被小肠吸收，但能在大肠内发酵。（一）定义（二）生理功能二、膳食纤维通便防癌（防治便秘，预防大肠癌）对肠壁有刺激作用，能促进肠蠕动，还具有很强的吸水性以增大粪便体积，因此利于排便，及时清除肠道内有害物质。能吸附由细菌分解胆酸等生成的致癌、促癌物质。肠道中的膳食纤维被微生物降解产生的短链脂肪酸如丁酸，有防止大肠粘膜细胞癌变的作用。二、膳食纤维降低血浆中胆固醇二、膳食纤维血浆中胆固醇变成胆汁1.肝脏胆固醇贮存2.胰腺胆汁酸分解，与纤维结合3.小肠少量胆固醇重新吸收5.血液胆汁与纤维排出体外4.大肠血浆中胆固醇变成胆汁1.肝脏胆固醇贮存2.胰腺胆汁酸分解3.小肠大量胆固醇重新吸收5.血液少量胆汁排出体外4.大肠A.高纤维饮食B.低纤维饮食降低餐后血糖及防止热能摄入过多膳食纤维增加食糜的粘度使胃排空速度减慢，并使消化酶与食糜的接触减少，所以使餐后血糖升高较平稳，同时也影响其他营养物质的消化吸收。膳食纤维本身可以吸水膨胀，增加饱腹感，是很好的减肥食品。二、膳食纤维辅助治疗糖尿病膳食纤维使糖的吸收减慢，胰岛素分泌比较平稳，所以膳食纤维对糖尿病患者有一定帮助。水溶性膳食纤维提高糖尿病动物对胰岛素的敏感性的作用比不溶性纤维显著。二、膳食纤维保护心血管膳食纤维少者，能量摄取多。胰岛素分泌增加，动脉容易硬化。胆汁酸在粪便中排出少，因而血浆胆固醇升高。这些都是缺血性心脏病的因素。膳食纤维摄入量与血浆胆固醇水平呈负相关。二、膳食纤维二、膳食纤维膳食纤维摄入越多越好？（三）膳食纤维的供给量美国、英国及亚洲学者所提出的建议值为20～35g/d。（四）膳食纤维来源植物的成熟度越，其纤维含量越。谷类加工越精细，所含的纤维越。二、膳食纤维玉米麸皮各种蔬菜薯类豆类低聚糖（寡糖）是由2～10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，分功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。功能性低聚糖人体胃肠道内没有水解它们（除异麦芽酮糖外）的酶系统，因而它们不被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌的增殖因子。三、功能性低聚糖（一）定义与种类功能性低聚糖包括：水苏糖、棉子糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等。这些低聚糖均带有不同程度的甜味(除低聚龙胆糖外)，一般甜度相当于蔗糖的30%~60%，可以做为食品的调味料。三、功能性低聚糖（二）功能性低聚糖的生理作用改善肠道功能、预防疾病预防龋齿生成并改善营养素的吸收热值低，不引起血糖升高增强机体免疫力三、功能性低聚糖整肠功能抑制有害细菌：摄取低聚糖可使双歧杆菌增殖，双歧杆菌发酵低聚糖产生短链脂肪酸和一些抗菌素物质，抑制外源致病菌和肠内固有腐败菌的生长繁殖，如志贺氏杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。防便秘：产生的短链脂肪酸刺激肠道蠕动，增加粪便湿润度并保持一定的渗透压，从而防止便秘发生。三、功能性低聚糖预防龋齿防龋齿：牙齿龋洞的发生始于有害菌产生的粘附分子葡聚糖，这种粘附分子帮助细菌驻足于牙齿上,并形成噬菌斑。噬菌斑中的突变链球菌和其他细菌将糖转化成酸，腐蚀牙齿表面，导致龋洞的形成。功能性低聚糖不能被口腔微生物特别是突变链球菌利用，因而能防止龋齿的发生。三、功能性低聚糖生成并改善营养素的吸收促双歧杆菌生长，在肠道内合成少量的维生素B1、B2、B6、B12、烟酸和叶酸。双歧杆菌能发酵乳品中的乳糖使其转化为乳酸，解决了人们乳糖耐受性问题，同时增加了水溶性可吸收钙的含量，使乳品更宜消化吸收。三、功能性低聚糖热值低，不引起血糖升高功能性低聚糖很难或不被人体消化吸收，所提供的能量值很低或根本没有，能满足喜爱甜品的糖尿病、肥胖病人、低血糖病及控制体重者的需要。三、功能性低聚糖增强机体免疫力促双歧杆菌生长，在肠道内大量繁殖能够起抗癌作用，抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和细胞外分泌物，使机体的免疫力提高。免疫调节功能试验证明摄取低聚糖能明显提高抗体的细胞数和活性。三、功能性低聚糖（三）功能性低聚糖的摄入量功能性低聚糖虽比较广泛地存在于植物性食物中，但一般人日常膳食往往达不到有效的摄入量。与其他难消化糖一样，低聚糖过量摄入也会产生胃肠胀气和腹泻。各种低聚糖的最小有效剂量和最大无作用量见下表（p53）：项目乳果糖低聚果糖大豆低聚糖低聚半乳糖低聚木糖低聚异麦芽糖乳酮糖水苏糖壳聚糖最小有效剂量/(g/d)23220.710日常摄取量/(g/d)2～35～1010101510310最大无作用量/(g/d)361813.218—90三、功能性低聚糖（四）功能性低聚糖的膳食来源在某些蔬菜、水果中含有天然的低聚糖，如洋葱、大蒜、葡萄、洋姜、芦笋、香蕉等含低聚果糖，大豆及一些豆类含水苏糖，甜菜中含棉籽糖，多食这类食物对各类人群都是有益的。也可用微生物酶转化或水解法制造，作为功能性基料添加到食品中去，如饮料、糖果、糕点、乳制品、冰淇淋及调味料。功能性低聚糖开发的食品已达500种，可从这些食品中额外补充低聚糖。三、功能性低聚糖Thankyou！