碳水化合物的研究新进展
碳水化合物的研究新进展 共37页
干豆 1218 49.7 17.7 40.0 42.7 2.8 21.4 1.6
绿豆 1264 48.8 8.9 na 44.5 1.2 24.3
食物碳水化合物占每天总热量的%（1994）
谷类 薯类 豆类 水果 奶类 Kcal/cap/d，%CHO
发展中国家
%CHO 73.3 7.3 2.7 3.3 1.1 49.8
食物中的碳水化合物
膳食中含碳水化合物的主要食物
• 谷类 • 薯类、根茎类 • 糖作物 • 豆类 • 蔬菜 • 水果 • 奶类
每100克谷类（可食部分）的营养价值(g)
能量(KJ) CHO NSP TDF 淀粉 糖 蛋白质 脂肪
麦子 1318 2.2
63.9 9.0 12.6 61.8 2.1 12.7
玉米 1515 0.8
77.7 na 11.0 7.1 1.6 8.7
大米 1531 0.8
80.1 2.0 3.5 80.1 1.0 6.4
大麦 1282 2.1
64.0 14.8 17.3 60 57.4 na 13.8 (50) 1.3 8.3
每100克薯类（可食部分）的营养价值(g)
碳水化合物研究新进展
前言
• 碳水化合物是最重要的食物能量来源。 • 越来越多的证据表明CHO也对许多慢性
疾病具有保护或预防作用。
• 提高碳水化合物摄入量，减低脂肪的摄 入量是许多国家膳食指南中所提倡的。
提高哪些碳水化合物的摄入量？过去我们一 直不能很好地回答这个问题。 CHO化学分析技术方面的巨大进步 分类学上的巨大进步 CHO消化吸收概念的巨大进展
碳水化合物的组成
• 由碳、氢、氧组成的化合物 • 如葡萄糖、果糖C6H12O6 • 从单糖开始形成糖单位配对的组合，形成双糖、三
碳水化合物酶的最新研究进展：
碳水化合物酶的最新研究进展：作者：王晶晶\译来源：《国外畜牧学·猪与禽》2020年第07期摘要：由于家禽缺乏可水解非淀粉多糖（Non-starch Polysaccharides，NSP）的重要的内源性酶（碳水化合物酶），不能消化NSP，因此日粮中的NSP会通过影响家禽的肠道进而影响家禽的健康，导致鸡场经济效率下降。
新一代碳水化合物酶具有较高的活性和稳定性，有助于降解复杂的底物，提高家禽的生长性能。
本文综述了使用碳水化合物酶改善家禽生产性能和肠道健康的最新研究进展。
关键词：饲用酶;木聚糖酶;纤维酶;碳水化合物酶中图分类号：S816 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2020）07-0053-053 碳水化合物酶和家禽的生长性能碳水化合物酶/饲用酶在家禽日粮中的商业性应用始于20世纪80年代末至90年代初，它们可以改善垫料的含水量、含高水平纤维日粮引起的消化和表观代谢能问题。
人们利用这些酶来平衡非淀粉多糖（Non-starch Polysaccharides，NSP）对家禽肠道健康/生产性能的不利影响。
先前的多项研究表明，真菌和细菌分泌的酶能够有效降解以小麦、大麦、黑麦或燕麦为主要组成成分的日粮中的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖。
外源性饲用酶的选择是一项重要的工作，主要取决于日粮所用的饲料原料类型。
Abdel-Hafeez等指出，与对照组日粮相比，在含马铃薯皮和甜菜浆的日粮中添加酶可改善肉鸡的增重、采食量和饲料转化率。
Cardoso等报道，给家禽补充外源性酶可以改善提取物黏度高和内源性木聚糖内切酶活性低的小麦型日粮的营养价值。
Yildiz等证明无论日粮中干酒糟及其可溶物（Distillers Dried Grains with Solubles，DDGS）的添加量有多少，以木聚糖酶为主的酶制剂可以提高产蛋母鸡的产蛋量，降低肠道食糜的黏度。
表1列出了有关外源性饲用酶的使用、添加量及其对各种饲料原料影响的其他最新研究结果。
碳水化合物在食品中的应用研究进展
碳水化合物在食品中的应用研究进展随着人们生活水平的提高和饮食结构的变化，食品行业的需求不断增长。
碳水化合物作为一种重要的营养成分，在食品中具有广泛的应用。
本文将从几个方面探讨碳水化合物在食品中的应用研究进展。
一、碳水化合物在食品加工中的应用碳水化合物在食品加工中发挥着重要的作用。
以面包为例，小麦中的淀粉是主要的碳水化合物，面包的质地、口感和营养价值与面团中的碳水化合物含量有着密切的关系。
在面包生产中，面团的发酵过程中，酵母利用面团中的碳水化合物进行代谢，产生二氧化碳，使面团体积膨胀，从而使面包具有松软的口感。
此外，研究人员还发现，通过在面包中添加适量的代谢产物，如乳酸、柠檬酸等，不仅可以增加面包的风味，还可提高面包的质构稳定性。
可见，在食品加工中，碳水化合物的应用为食品的品质和功能提供了保障。
二、低碳水化合物食品的研究与发展近年来，随着健康意识的提高，低碳水化合物食品备受关注。
碳水化合物是人体能量主要来源，但摄入过多会导致体重增加和慢性疾病的发生。
因此，研究人员开始探索如何使食品中的碳水化合物含量降低，以满足人们对健康饮食的需求。
他们通过改变食材组成、调整配方比例和采用新的加工技术等手段，成功地开发出了一系列低碳水化合物食品，如低糖饼干、低淀粉面条等。
这些食品不仅具有较低的碳水化合物含量，还能保持原有食品的口感和风味，受到了越来越多的消费者的青睐。
三、碳水化合物在功能食品中的应用随着人们对健康意识的提高，功能食品的市场需求不断增长。
碳水化合物在功能食品中也发挥着重要的作用。
例如，低聚半乳糖是一种抗生物结合剂，可以抑制有害菌的生长，促进益生菌的繁殖，因此被广泛应用于益生菌饮料中。
此外，葡萄糖胺是一种关节保健的重要成分，可用于制备关节保健食品。
在功能食品的开发过程中，研究人员通过合理选择碳水化合物成分和加工工艺，使其与其他营养成分相互配合，以达到提高食品的功能性和营养水平的目的。
四、碳水化合物在食品中的检测与分析技术对于食品行业来说，保证食品质量和安全至关重要。
国外碳水化合物研究新动向
国外碳水化合物研究新动向
近几年，受到环境保护的前沿研究及宏观经济发展的不断影响，碳水化合物的研究取得了长足的发展。
一方面，碳水化合物的能量储存及转换技术得到了长足的发展。
碳水化合物是当今世界上最重要的资源，因此开发和改进相关技术将会对未来能源产业的改善具有巨大的意义。
近年来，许多国家通过多种技术，如酶技术、光电催化技术、细胞技术等，努力研发新型碳水化合物能量储存及转换技术，以期更好地利用碳水化合物能量。
另一方面，碳水化合物的研究也取得了重大进展。
碳水化合物是有机化学领域最重要的一类物质，因此对其的研究及应用将会影响到有机合成的发展方向。
目前，许多国家研究人员正在探索新的碳水化合物合成反应，以及复杂碳水化合物的构效关系，以便更好地改进有机合成技术。
此外，碳水化合物在生物学中也发挥着重要作用，研究人员正在努力深入挖掘碳水化合物在生物体中的作用，并寻求新的应用。
例如，为了提高人体健康，研究人员正在寻找能够抑制肿瘤发展的潜在碳水化合物；此外，碳水化合物还被用于研究脂肪代谢的基础机制，探索新的抗肥胖药物。
总之，随着能源行业、有机合成行业和生物医学等诸多领域的研究发展，碳水化合物已成为一个广泛而活跃的研究领域，由此可见，碳水化合物研究取得了巨大进步。
在未来，碳水化合物研究将朝着更高效、更安全、更智能的方向
不断发展，以满足日益增长的社会需求。
预计，在节能、环境保护、有机合成、生物医学等多个领域，碳水化合物的研究都将取得更大的进步，从而为人们的健康、社会发展和经济发展提供更多的保障。
碳水化合物的合成及结构表征研究
碳水化合物的合成及结构表征研究碳水化合物是生命的基础分子，被广泛应用于药物、食品、化妆品等领域。
在化学合成和结构表征方面，研究对于了解其性质和应用至关重要。
本文将介绍碳水化合物的合成方法和结构表征研究进展。
一、碳水化合物的合成方法碳水化合物的合成方法包括从天然产物中提取和自然化学合成两种方式。
天然产物中的碳水化合物广泛存在于植物和动物中，如蔗糖、淀粉、葡萄糖等。
天然产物提取的主要方法是溶剂提取、蒸馏分离、色谱分离等。
自然化学合成是指通过化学反应合成碳水化合物。
目前常用的化学合成方法有以下几种：1.格里曼还原法：在碱金属和卤代烃反应中生成亚烷基、烷基、烷基钠等活性物种，然后与酮、醛、酸等反应生成相应的碳水化合物。
2.万能糖原法：将甲基乙烯基甲醚与碘氰酸乙酯反应，得到糖原醛，再经过还原得到目标糖类。
3.格氏试剂法：将卡宾与甲醛反应，得到干湿糖衍生物。
4.光烷基化法：利用紫外线或其他光源作为起始反应物，使烯烃与碳酸酯、烃酸酯等反应，从而得到相应的碳水化合物。
二、碳水化合物的结构表征方法在发展了碳水化合物的化学合成方法后，为了更好地了解其性质和应用，对其结构进行表征十分重要。
碳水化合物的结构表征方法主要包括以下几种：1.核磁共振法（NMR）：利用核磁共振现象测定物质的结构，包括质子谱、碳谱、氢谱、氮谱等。
2.红外光谱法（IR）：利用物质分子对红外辐射的吸收特性，测定物质中化学键的振动频率。
3.质谱法（MS）：将物质分子中的化学键断裂成小分子离子，通过质量光谱分析仪测定其分子质量及其离子的种类和数量，推断出物质的结构。
4.X射线晶体学（XRD）：通过物质对X射线的散射特性测定物质的结晶性质和晶体结构。
三、碳水化合物研究进展随着合成化学的发展和研究方法的不断完善，人们对碳水化合物的研究也越来越深入。
在碳水化合物合成方面，人们不断尝试新的方法，比如使用催化剂、光催化等方法。
还有一些专门用于生物医学领域的新型碳水化合物，如糖化修饰的蛋白质、糖基化小分子等，也被广泛研究。
碳水化合物的生物合成途径及其生化调控研究的新进展
碳水化合物的生物合成途径及其生化调控研究的新进展碳水化合物是生命体内的重要生物分子之一，也是大多数生命形式所必需的能量来源。
在生物体内，碳水化合物的合成主要经历两个生物合成途径：糖异生途径和糖酵解途径。
糖异生途径：糖异生途径是维持碳水化合物来源最重要的途径之一，其在大部分生物中都存在。
糖异生途径是利用非糖底物、如葡萄糖酸或丙酮酸等，合成糖类分子的过程。
其中最重要的是通过糖异生途径，从葡萄糖或其他底物出发合成了核苷酸二磷酸葡糖（G6P），这是生物进入其他生物合成途径的前驱物。
糖异生途径主要发生在肝脏、肌肉、肾脏和脾脏等器官中。
在糖异生途径中，磷酸二酯酶和磷酸己磷酸酰化酶等关键酶，参与了反应和底物的转运过程。
同时，在糖异生途径中，一些蛋白质因子（如SREBPs、FoxO和ChREBP等）对碳水化合物的生物合成也起到了很重要的调控作用。
特别是在糖异生途径的研究中，SREBP-1c因基因调控及其介导的脂质类生合成和能量代谢进程被研究者所关注。
糖酵解途径：糖酵解途径是另一种产生ATP的重要能量利用途径，同时是有氧生物中最显著的能量产生途径。
在糖酵解途径中，葡萄糖分子被分解成两个有机化学分子，从而产生两分子ATP。
这个过程中还产生了电子（NADH/H+和FADH2）和丙酮酸，后者进入三羧酸循环进一步生成能量。
同时，这个过程还会产生H2O和CO2等。
除了ATP，糖酵解途径还涉及了多种基因和蛋白质调控。
例如，糖酵解途径产生的丙酮酸和门冬氨酸可以调节丙酮酸脱羧各环节酶的表达，这样可以促进三羧酸循环的进一步利用。
生化调控的新进展：近年来，一些调控糖异生途径和糖酵解途径的新生物分子和通路被鉴定。
例如，一种名为钙调素相关蛋白激酶K18（CaMKK2）被发现在糖异生途径中起到了关键作用。
CaMKK2调节了ACLY的激活和表达，从而促进核苷酸二磷酸葡糖的合成。
在糖酵解途径中，一个新的信号通路是葡糖酸钠共转运体9和11（SLC9A9和SLC9A11），这是一种Na+/糖共转运体家族，可调控乳酸酸化和相关基因表达。
营养与健康饮食研究的最新进展
营养与健康饮食研究的最新进展一、营养与健康饮食的重要性健康的饮食对人体的发育、生长和健康状态有着重要影响。
科学的饮食结构可以提供所需的营养物质，维持人体正常的生理功能，并预防许多慢性疾病。
二、宏观营养素的关键作用1. 碳水化合物碳水化合物是人体的重要能源来源，特别是以蔬菜、水果、全谷物为主的复杂碳水化合物，对人体有着很多益处。
最新研究表明，高纤维的碳水化合物摄入可以降低慢性疾病风险，如心血管疾病和2型糖尿病。
2. 脂肪脂肪是人体能量的存储形式，也是维持生理功能所必需的。
然而，不同类型的脂肪对健康的影响有所不同。
最新研究发现，饱和脂肪摄入过多与心血管疾病和肥胖的发生风险增加有关，而单不饱和脂肪和多不饱和脂肪则对心血管健康有益。
3. 蛋白质蛋白质是身体组织构建的基本组成部分，对于人体增长和维修至关重要。
最新研究显示，蛋白质的来源和质量对健康有重要影响。
植物蛋白以及鱼、坚果等富含必需氨基酸的食物饮食，与较低的慢性疾病风险相关。
三、微量营养素的关键作用1. 维生素维生素是正常生理活动所必需的微量营养素。
其中，维生素C 对于抗氧化、免疫调节、碳水化合物代谢等具有重要作用。
最新研究发现，维生素C在预防和治疗一些慢性疾病，如癌症和心血管疾病中起着重要角色。
2. 矿物质矿物质是人体维持正常生理功能所必需的元素。
如钙、铁、锌等矿物质在骨骼健康、血红蛋白合成等方面具有关键作用。
最新研究表明，合理的矿物质摄入可以预防骨质疏松症、贫血等慢性疾病。
四、饮食模式的影响1. 地中海饮食地中海饮食以橄榄油、鱼类、蔬菜和水果为主食，被认为是一种健康的饮食模式。
最新研究显示，坚持地中海饮食可以降低心血管疾病、糖尿病、肥胖等慢性疾病的风险，并有助于长寿。
2. 素食素食主要由植物性食物组成，不包括动物性产品。
最新研究发现，素食者相对于非素食者，患肥胖、心血管疾病、高血压等慢性疾病的风险较低。
然而，素食者需要特别关注钙、维生素B12等营养物质的摄入。
功能性食品资源碳水化合物类PPT课件
04
碳水化合物在功能性食品中的研究进 展
新型碳水化合物的研发
新型碳水化合物的种类
01
包括低聚糖、多糖、糖醇等，具有改善肠道微生态、调节血糖、
提高免疫力等多种功能。
新型碳水化合物的制备技术
02
采用酶法、发酵法、化学法等制备技术，实现工业化生产。
新型碳水化合物在功能性食品中的应用
03
广泛应用于饮料、乳制品、糖果、糕点等食品中，满足不同消
碳水化合物在功能性食品中的安全性评价
安全性评价方法
采用动物实验、人体试验等方法， 对碳水化合物进行安全性评价。
安全性评价标准
根据不同国家和地区的相关法规 和标准，制定安全性评价标准。
安全性评价结论
经过科学评估，大部分新型碳水 化合物被认为是安全的，但仍有 部分需要进一步研究其长期安全
性。
05
未来展望与挑战
碳水化合物的生理功能
01
02
03
提供能量
碳水化合物是人体最主要 的供能物质，能够快速提 供能量，维持正常的生理 功能。
维持血糖稳定
碳水化合物能够维持血糖 的稳定，保证大脑和身体 的正常运转。
促进肠道健康
某些碳水化合物如膳食纤 维能够促进肠道蠕动，改 善肠道健康，预防便秘和 肠道疾病。
02
碳水化合物的主要来源
含有丰富维生素和矿物质的碳水化合 物也可以增强免疫力，如维生素C、维 生素E和铁、钙等微量元素。
抗氧化作用
01
功能性食品中的一些碳水化合物 具有抗氧化活性，可以清除自由 基，减少氧化应激反应，从而延 缓衰老和预防慢性疾病。
02
这些具有抗氧化作用的碳水化合 物包括一些天然存在的色素和抗 氧化剂，如花青素、黄酮类化合 物等。
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3
0
总计
52 69% 23%
7%
2020/6/18
食物血糖生成指数
概念、进展和应用
2020/6/18
部分食物中的血糖生成指 数
120 100
80 60 40 20
0 面包
谷类
薯类
豆类
水果
奶类
糖类
2020/6/18
GI--血糖生成指数应用
• 营养教育—糖尿I水平的关系(营养调查资料的分析
2020/6/18
糖 Sugar
• 单糖和双糖 • 纯蔗糖、精制糖 • 一个简练和准确的概念
2020/6/18
内源性、外源性的糖 Extrinsic & Intrinsic Sugar
• 英国健康委员会1989年提出 • 目的是区分健康和非健康的糖 • 但乳糖…… • 小范围被接受
2020/6/18
2020/6/18
碳水化合物的组成
• 由碳、氢、氧组成的化合物 • 如葡萄糖、果糖C6H12O6 • 从单糖开始形成糖单位配对的组合，形成双糖、三
糖、四糖甚至亿万个糖分子组成的复合物 • 糖、蔗糖、糖醇、寡糖（低聚糖）、多糖、淀粉 • 还原糖：含有醛基的糖在碱性条件下，可转变为非
常活泼的烯二醇结构，易被氧化生成相应的糖酸， 所以称之为有还原性的糖。单糖均是还原糖，二糖 中的乳糖、麦牙糖也具有还原性。（测定分析时有 用） • 旋光性（右旋糖：已糖；左旋糖）
一个重要台阶。起到重要作用。 • 现在的观点，认识实际上是不准确的
2020/6/18
抗性淀粉(RS，Resistant Starch)
• RS1：生理上不接受的淀粉 • RS2：生的淀粉 • RS3：回生或老化的淀粉 • RS4：改性的淀粉
2020/6/18
膳食纤维
• 所有不消化的非淀粉多糖和木质素，1976， Trowell
复杂碳水化合物 Complex CHO
• 1977年，美国在膳食计划和目标中提出 • 1990年：淀粉、非淀粉多糖或谷类、蔬
菜、水果 • 分类学不准确、不能分辨消化和吸收
2020/6/18
有价值、无价值CHO Available & Unavailable CHO
• 1929年，德国科学家提出 • 第一次给予生理学上的认识。是CHO的
2020/6/18
CHO的术语
• 糖 Sugar • 内源性、外源性的糖 Extrinsic & Intrinsic Sugar • 复杂碳水化合物 Complex CHO • 有价值、无价值CHO Available & Unavailable
CHO • 膳食纤维 Dietary Fiber，Soluble & Insoluble Fiber • 非淀粉多糖 Non-starch Polysaccharides • 血糖生成指数 Glycemic Index • 抗性淀粉 Resistant Starch • 寡糖 Oligosaccharides
物食物的血糖应答曲线增加的面积与标 准食物的相比的百分数
2020/6/18
2020/6/18
CHO消化吸收的概念的变 化
•长期以来：
我们相信食物在小肠是消化吸收的场所， 不能在小肠消化的，就不能吸收。
•吸收的概念：
小肠消化
大肠发酵并吸收
2020/6/18
新的知识和进展
•新概念的引出： 益生源、益生菌、不消化的碳水化合物、 NSP •不同类型的CHO和健康益处新认识 •老概念—定义的废止 复杂碳水化合物，有价值、无价值的CHO
)
---GI高—慢性病的发生率高---
2020/6/18
益生源(prebiotics)
• 由不消化寡糖引起的新定义—益生源 (prebiotics**,2019, Gibon & Roberfroid)，它是 一种不消化的食物成分，能选择性地刺激人体 肠道益生菌的生长/或者限制一个、一些有害菌 的活性或数量。
2020/6/18
不同膳食纤维在人体中的发酵能力
DF 纤维素 半纤维素 果胶 胶质 麦麸 抗性淀粉 寡糖 量）
2020/6/18
发酵能力（%） 20—80 60—90 100 100 50 100 100（如果不过
不消化的CHO的生理性质
• 提供低的能量--------2kcal/g • 影响饱腹感和胃排空 • 调节血糖和胰岛素代谢 • 发酵—H2、CH4、SCFA • 结肠上皮细胞功能调控 • 缓泻和促进肠蠕动 • 影响肠道菌群
• 其他功能作用 产生短链脂肪酸，减少肠道癌症的危险 提高钙的生物利用率 影响脂质代谢 缓解便秘
2020/6/18
不消化的CHO和疾病预防
• 肥胖 • 糖尿病（NIDDM） • 降低胆固醇 • 肠道疾病 ----预防和处理便秘 ----肠道癌症 • 龋齿
2020/6/18
52个研究的结果
膳食中不消化的CHO含量和肠道癌症
文章
结果
保护 无影响 促进作 用
谷类摄入量
36 23
9
4
不消化的CHO摄入量 16 13
2020/6/18
前言
• 碳水化合物是最重要的食物能量来源。 • 越来越多的证据表明CHO也对许多慢性
疾病具有保护或预防作用。 • 提高碳水化合物摄入量，减低脂肪的摄
入量是许多国家膳食指南中所提倡的。
提高哪些碳水化合物的摄入量？过去我们一 直不能很好地回答这个问题。 ❖CHO化学分析技术方面的巨大进步 ❖分类学上的巨大进步 ❖CHO消化吸收概念的巨大进展
• 所有不消化的多糖和木质素，2019，FAO， Rome NSP：纤维、半纤维、果胶、胶类、木质素、 抗性淀粉、改性淀粉
• FAO专家委员会建议：膳食纤维仅作为营养学 定义，不应作为化学上的概念。
• 低聚寡糖？
2020/6/18
低聚寡糖（国外已商品化的）
• 异麦牙低聚糖 • 低聚乳果糖 • 低聚龙胆糖 • 低聚半乳糖 • 大豆低聚糖 • 乳铜糖 厂低聚果糖、低聚果胶、珀拉金糖、低聚
木糖、乳蔗糖、低聚甘露糖、棉子糖
2020/6/18
不消化的碳水化合物
• 膳食纤维：非淀粉多糖和木质素 • 低聚寡糖 • 抗性淀粉
2020/6/18
血糖生成指数的概念和历史
• 1981年，Jenkins首次提出 • 历经批评、周折和多次验证 • 2019年，FAO/WHO CHO专家委员会确
认 • GI是指相同的受试者消耗50克碳水化合