《营养学》第四章 碳水化合物
碳水化合物食品营养学
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四、有益肠道功能
• 非淀粉多糖类，如纤维素、果胶、抗性淀粉和功能性低聚糖等， 不能在小肠消化吸收，但可刺激肠道蠕动，诱导结肠正常菌群 生长，有助于肠道健康.
构而来，作为食品添加剂使用
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（1）蔗糖
• 来源：植物的根、茎、叶、花、果实和种子内， 由1分子葡萄糖和1分子果糖构成。
• 作用：食品工业中重要的含能甜味物质；对人 类营养具有重要意义。
• 与糖尿病、龋齿、动脉硬化等有关
• 动物实验表明，大量食用低分子糖有害，应该 以高分子糖类为主满足人体对糖类的需要。
•在小肠中不被胃肠道中的酶所消化，但入结肠后可被 结肠菌群发酵并产气，有胀气因子之称。
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• 低聚果糖在某些谷物（小麦、燕麦）、蔬菜 （芦笋、洋葱）和水果中（香蕉）中存在，但 含量很低。
• 此外，还有低聚异麦芽糖、低聚木糖等。 • 由于不能被人体消化酶分解、吸收、利用，故
又称为抗性低聚糖。
溶液在pH2.0的条件下，经100°C加热60min，可全部 水解为葡萄糖和果糖，而异构蔗糖尚未酸解。 •有还原性。 •甜味品质极似蔗糖，味感纯正，甜度约为蔗糖42%。
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（3）麦芽糖
来源：淀粉水解，由2分子的葡萄糖构成。 一般植物含量很少，发芽的种子（麦芽）
由 于酶的作用分解淀粉生成。
作用：作为燃料及制备一些重要化合物； （如核糖核酸、脱氧核糖核酸中的核糖、
黏多 糖、糖蛋白、脂类和非必需氨基酸等）
• 脑细胞的唯一能量来源
碳水化合物营养学
碳水化合物营养学碳水化合物是一类广泛存在于自然界中的有机化合物，是生物体内最主要的能量来源之一。
碳水化合物营养学是研究碳水化合物在人体内作用与代谢，以及对人体健康的影响的学科。
本文将介绍碳水化合物的分类、功能、代谢以及碳水化合物在饮食中的作用。
一、碳水化合物的分类碳水化合物主要分为单糖、双糖和多糖三大类。
单糖是由一个简单的糖分子组成，常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等。
双糖是由两个单糖分子结合而成，比如蔗糖由葡萄糖和果糖组成，乳糖由葡萄糖和半乳糖组成。
多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成，比如淀粉、纤维素等。
二、碳水化合物的功能碳水化合物在人体内发挥着多种重要功能。
首先，碳水化合物作为能量供应剂，提供人体所需的能量。
葡萄糖是人体最主要的能量来源，它可以通过代谢生成三磷酸腺苷（ATP），为细胞提供能量。
其次，碳水化合物还参与构建细胞壁和细胞器，维持细胞的结构和功能。
蔗糖是一种多糖，它在植物细胞壁中起到支持和保护细胞的作用。
此外，碳水化合物还参与调节免疫系统的功能，维持正常的免疫应答。
三、碳水化合物的代谢碳水化合物的代谢主要发生在肝脏和肌肉组织中。
当我们摄入碳水化合物的食物后，消化系统将其分解为单糖，然后单糖进入血液循环。
肝脏负责调节血糖水平，将多余的葡萄糖转化为肝糖原进行储存，当血糖水平下降时，肝糖原又可以释放出葡萄糖供给全身各个器官。
肌肉组织同样可以储存有限量的肌糖原，以备运动时使用。
四、碳水化合物在饮食中的作用碳水化合物是人体必需的营养素之一，适当的摄入碳水化合物有助于维持身体健康。
根据世界卫生组织的推荐，碳水化合物应占总能量的50%至60%。
合理的碳水化合物摄入有助于提高脑功能、稳定血糖水平、预防疾病等。
此外，选择优质的碳水化合物食物，如全谷物、新鲜水果和蔬菜等，有助于摄入丰富的纤维素和维生素等微量营养素。
总结：碳水化合物营养学是研究碳水化合物在人体内作用与代谢的学科。
碳水化合物具有多种重要功能，包括能量供应、细胞结构构建和免疫调节等。
运动营养学重要知识：碳水化合物
运动营养学重要知识：碳水化合物运动营养学重要知识：碳水化合物导语：碳水化合物是运动中的主要能源物质，它供能不仅有许多优点，而且在膳食中的比例对肌糖原含量有影响，因而影响运动能力。
1. 是机体主要、快速的能源物质，约提供机体60%的能量。
2. 是大强度短时间运动主要的供能物质;中小强度长时间运动，首先利用的供能物质。
3. 供能迅速。
4. 有氧条件下代谢完全，终产物为二氧化碳，不增加体液的酸度。
5. 无氧条件下分解代谢的产物是乳酸，可供机体再合成糖元或重新被氧化。
6. 产生相同的热量，耗氧量比脂肪少;耗氧量相同时，产能效率比脂肪高4～5%。
人体内的糖储备1.肌糖原和肝糖原人体内的糖储备包括肌糖原约250克，肝糖原75～90克，血糖5～6克，总量约300-400克。
除极短时间的大强度运动外，各项运动都首先以糖原作为能源。
2. 糖储备是影响耐久力的重要因素运动时热能消耗很大，碳水化合物在提供热能方面起重要作用。
研究表明，人体内的糖储备是影响耐久力的重要因素。
运动时，肌糖原最先分解，放出能量，供肌肉收缩做功，肌糖原的储备量直接影响肌肉收缩时的能量供应，从而影响运动能力。
肌糖原储备多，可以提高有氧和无氧的工作能力，即一般耐力和速度耐力。
通过运动训练可以提高肌糖原的储备量。
当肌糖原消耗较多时，肝糖原就会分解变为葡萄糖进入血液，补充肌糖原的消耗。
肝糖原的储备量也可通过运动训练而增加。
3. 长时间运动可使糖储备消耗殆尽如果由于长时间的肌肉工作，血糖下降低于正常值时，说明肝糖原已被动用得差不多了，能量供应受到影响，此时会导致肌肉和大脑的工作能力降低。
因此，肝、肌糖原储备量以及血糖的`数量和运动者的耐力有关。
值得注意的是，大脑细胞主要靠血糖供能。
糖储备耗竭后，极易引起中枢性疲劳，甚至发生低血糖。
碳水化合物的推荐摄入量基于上述，运动人群合理选择食物，摄取充足的碳水化合物，是增加运动前体内糖原储存的最有效手段，如平时多吃含碳水化合物高的食物：面食、米饭、土豆、红薯等，比赛前4～7 天进行糖原充填(具体方法视赛程而定)。
营养学基础
三、膳食纤维
１．定义：指不能被人体消化酶类消化吸收的植物性食物成分 的总称，包括纤维素，半纤维素，木质素和果胶、树胶、粘胶等， 其中木质素不是碳水化合物。
２．生理机能
可溶性（常制作果冻、
冰淇淋和果酱）
（1）促进肠蠕动，增加粪便体积，防止便秘。
（2）降低血糖和血胆固醇。
（3）抗肠癌 （4）控制体重和减肥
附表：各种脂肪酸对血脂代谢的影响
ＬＤＬ-Ｃ ＴＧ ＶＬＤＬ-Ｃ ＢＰ
SFA
↑
↑
↑
↑
MUFA ↓
↓
↑
↓
PUFA
↓
↑
↓
↓
注：SFA：饱和脂肪酸 MUFA：单不饱和脂肪酸 PUFA：多不饱和脂肪酸
脂类
五、供给量与食物来源
1．脂类来源 为烹调用油脂及食物本身含有的脂类。
(1)脂肪来源：动物油、肉、奶、蛋、植物油 (2)磷脂来源：蛋黄、瘦肉、内脏、大豆 (3)胆固醇来源：肉、蛋、奶油、脑、内脏 (4)EFA来源：植物油是最好的EFA来源(椰子油除外)。红花油 73％、豆油52.2%、 菜油14.2%等。鱼类含量也较多。
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钙
铁
VitA VitB1
VitB2
VitC
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脂类
一、概念及分类
脂类
中性 脂肪
甘油 脂肪酸
类脂
磷脂 胆固醇 其他
饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 （n-3,n-6,n-9）
脂蛋白、糖脂、鞘糖脂
脂类
二、生理意义
１．提供能量：１克脂肪可以产生37.7KJ（9Kcal）的能量，是三 大产热营养素中供能最多的。 ２．携带脂溶性维生素，并促进其吸收 ３．延迟胃排空，增加饱腹感，增进食物美味。 ４．提供必需脂肪酸（EFA），这是其最主要的功能。
碳水化合物、能量
rate,
BMR）：是指人体处于基础代谢状态下， ）：是指人体处于基础代谢状态下， ）：是指人体处于基础代谢状态下 每小时每平方米体表面积的能量消耗。 每小时每平方米体表面积的能量消耗。
基础代谢是 维持机体最基本生命活动所消耗的能量。 维持机体最基本生命活动所消耗的能量。 最基本生命活动所消耗的能量
中国成年人活动水平劳动强度分级
活动 职业工作时间分配 工作内容举例 水平 轻 中 PAL 男 女
此外，膳食纤维根据其水溶性不同，分为： 此外，膳食纤维根据其水溶性不同，分为： 水溶性不同 （1）不溶性纤维 ）不溶性纤维(insoluble fiber) 主要包 纤维素、多数的半纤维素和木质素； 括：纤维素、多数的半纤维素和木质素； 主要包括： （2）可溶性纤维 ）可溶性纤维(soluble fiber) 主要包括： 果胶、树胶、粘胶和少数半纤维素 少数半纤维素等 果胶、树胶、粘胶和少数半纤维素等。 e.g.albedo: rich in pectin ,the phytochemicals limonin(柠檬苦素 and 柠檬苦素) 柠檬苦素 vitamin C.
♦ 胡桃仁
627 ♦ 芝麻 660 ♦ 花生米 563 ♦ 西瓜子仁 555
♦ 素油
♦ 黄豆 ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
900 水果(平均) 50
359 绿豆 316 毛豆 123 蚕豆(去皮) 342 蚕豆(鲜) 104 竹笋 30 蔬菜 10~30 瓜类 10~30
二、人体能量的消耗途径
1、基础代谢 2、体力活动 3、食物特殊动力作用 4、生长发育和新组织增加
♦ 基础代谢能量消耗（BEE）的计算： 基础代谢能量消耗（ ）的计算：
《临床营养学》：碳水化合物的营养学意义及其来源和参考摄入量
《临床营养学》：碳⽔化合物的营养学意义及其来源和参考摄⼊量碳⽔化合物是⼈体⽣命活动必需的六⼤类营养素之⼀，是⼈体⽣命细胞结构的主要成分及主要供能物质，主要有调节细胞活动的重要功能。
碳⽔化合物有哪些重要的营养学意义？它的来源及参考摄⼊量⼜是怎样规定的？碳⽔化合物的营养学意义碳⽔化合物是⽣命细胞结构的主要成分及主要供能物质，并且有调节细胞活动的重要功能。
供给能量膳⾷碳⽔化合物是⼈类获取能量的最主要、最经济的来源。
碳⽔化合物在体内被消化后，能够迅速氧化给机体提供能量，每克葡萄糖在体内氧化可以产⽣4lkcal的能量，氧化的最终产物是⼆氧化碳和⽔。
碳⽔化合物消化吸收后转变成的葡萄糖除了被机体直接利⽤，还以糖原的形式储存在肝脏和肌⾁中，⼀旦机体需要，⽉⼲脏中的糖原即被分解成葡萄糖以提供能量。
碳⽔化合物释放能量较快，是⽕脑神经系统和肌⾁的主要能源，对维持其⽣理功能有着⾮常重要的作⽤。
中枢神经系统只能利⽤葡萄糖提供能量，婴⼉时期缺少碳⽔化合物会影响脑细胞的⽣长发育。
构成机体重要⽣命物质碳⽔化合物是构成机体组织细胞的重要物质，并参与多种⽣理活动。
细胞中的碳⽔化合物含量约为2%～10%，主要以糖脂、糖和蛋⽩结合物的形式存在于细胞膜、细胞器、细胞质和细胞间质中。
核糖和脱氧核酸参与构成⽣命遗传物质核糖核酸和脱氧核糖核酸。
维持机体正常⽣理功能的⼀些重要物质，如抗体、酶和激素也需碳⽔化合物参与构成。
节氮作⽤当碳⽔化合物摄⼈不⾜，能量供给不能满⾜机体需要时，膳⾷蛋⽩中会有⼀部分通过糖原异⽣分解成葡萄糖以满⾜机体对能量的需要，⽽不能参与构成机体需要的重要物质。
摄⼊充⾜的碳⽔化合物则可以节约这⼀部分蛋⽩质的消耗，不需要动⽤蛋⽩质来供能，增加体内氮的潴留，这⼀作⽤被称为碳⽔化合物对蛋⽩质的节约作⽤或者节氮作⽤(sparing proteinaction)。
抗⽣酮作⽤脂肪在体内代谢也需要碳⽔化合物参与，因为脂肪代谢所产⽣的⼄酚基需要与草酰⼄酸结合进⼊三羧酸循环，才能最终被彻底氧化。
烹饪营养学：碳水化合物 糖 类
1.低聚果糖（FOS）
2.大豆低聚糖
成熟后的大豆约含有10%低聚糖
五、多糖
多糖（polysaccharide）是的聚合糖高分子碳水化合物 多糖 相同的单糖组成的多糖称为多糖，如淀粉、纤维素和糖原 杂多糖 以多种单糖组成的多糖称为杂多糖，如阿拉伯胶是由戊糖和 半乳糖等组成
谣言粉碎机：帮助吸收，喂宝宝葡萄糖代替蔗糖
三、糖醇
又称多元醇，氢化后的碳水化合物 防龋齿 低热量 益生元活性 常与化学糖共同使用
1.山梨糖醇
葡萄糖氢化所得，甜度为蔗糖一半。 产生能量，4kcal/克 在身体内代谢成果糖，不受胰岛素控制。
2.木糖醇
白桦树和橡树中提取的木糖胶，甜度与蔗糖相当 产生能量，可作为糖尿病患者饮食，可阻止龋齿形成和继续
1.淀粉
是谷类、薯类、豆类食物的主要成分，在消化酶的作用下可分解成
糊精，再进一步消化成葡萄糖被吸收。
思考：同样是淀粉生产的产品，为何差别如此巨大
案例：易于消化的糊精
2.糖原
也叫动物淀粉，是动物体内贮存葡萄糖的一种形式 肝脏，肌肉是贮存糖原的主要组织器官。
案例：肝脏健康与糖原
保护肝脏和解毒作用
二、双糖
双糖是两分子单糖缩合而成。 1.蔗糖 2.异构蔗糖 3.麦芽糖 4.乳糖 5.异构乳糖
1.蔗糖
蔗糖在甜菜和甘蔗中含量最丰富
是白糖、砂糖或红糖的主要成分 按照纯度：冰糖>白砂糖>黄糖>红糖
补充案例：白糖螨虫
1.5万/500克 腹痛、腹泻 诱发婴幼儿或老年人的过敏反应（哮喘） 密封保存、不吃发黄的白糖、不吃过期的白糖
碳水化合物：糖 类
一、碳水化合物分类
分类（聚合度DP） 亚组 单糖 糖（1~2） 组成 葡萄糖、半乳糖、果糖
营养学--碳水化合物
膳食纤维生理作用： 纤维性质：吸水膨胀 结果：增体积、重量。
(1)润肠通便作用
65岁以上老年人中20％～30％有便秘，女性高于男性 。膳食中缺乏膳食纤维是便秘重要的原因。
防便秘、肠憩室 （2）有助于减肥（有赖于体积增大）：抗饥饿、控制热 能、减轻体重。有助于预防肥胖、糖尿病和高脂血症。
膳食纤维生理作用：
单糖(monosaccharide) 双糖(disaccharide) 寡糖(oligosaccharide) 多糖（polysaccharide）
（一）单糖 不能再水解的糖
1、葡萄糖(glucose)——最常见、最主要。是构成各种糖类的基 本单位。游离形式存在水果、蜂蜜中。
分为L型、D型。人体只能代谢D型，L型作为甜味剂。 2、果糖(fructose)——甜度最高。是饮料、糖果、蜜饯的重要 原料。
(3)降低血糖、血脂作用 高纤维碳水化合物消化得比较慢，结果使体内血糖、
血脂水平不会升高的太快。
(4)降低血脂和胆固醇，减少动脉粥样硬化 膳食纤维可以和胆酸结合，生成胆红素随粪便排出
体外，故有降血脂作用。摄人膳食纤维少者，胆汁酸在粪 便中排出少，血浆胆固醇升高，增加了动脉硬化和心脏病 的危险。
(5)降低肠癌的发生率
分为直链淀粉和支链淀粉。支链淀粉吸水膨胀，消化率升高，引起 血糖升高的幅度大。比如糯米、糯玉米等含支链淀粉多。
膳食纤维： 食物中含有的大量纤维素，称为膳食纤
维。因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利 用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持 健康所必需。
包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、 树胶和粘胶。
膳食纤维摄入不足，造成便秘，使得食物在 肠内通过时间太长，肠道微生物代谢产生的有 害物质以及分解的酵素长时间与肠黏膜接触， 结果造成有害物质的吸收和肠黏膜细胞受到伤 害，其中各种毒素的吸收是肠道肿瘤发生的最 主要原因。
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寡糖：是指由3～10个单糖构成的一类小分子多糖。棉子糖
(raffinose)和水苏糖(stachyose)。这两种糖都不能被肠道消化 酶分解而消化吸收，但在大肠中可被肠道细菌代谢，产生气体和 其它产物，造成胀气，因此必须进行适当加工以减小其不良影响。 但也有些不被人体利用的寡糖可被肠道有益细菌，如双歧杆菌所
膳食纤维的种类、食物来源和主要功能
种类 不溶性纤维
主要食物来源
主要功能
木质素 纤维素 半纤维素 可溶性所有植物（如小麦制品） 小麦、黑麦、大米、蔬菜
柑橘类、燕麦制品 和豆类
正在研究之中 增加粪便体积 促进胃肠蠕动
延缓胃排空时间、减缓葡萄 糖吸收、降低血胆固醇
葡萄糖：是构成食物中各种糖类的最基本单位。有些糖完全由葡 萄糖构成，如淀粉；有些则是由葡萄糖与其他糖化合而成，如蔗 糖。葡萄糖有D型和L型，人体只能代谢D型葡萄糖而不能利用L型， 所以用L型葡萄糖作甜味剂，达到增加食品的甜味而又不能增加 能量摄入的双重目的。
果糖：主要存在于水果和蜜蜂中。吸收后，经肝脏转变成葡萄糖 被人体利用，有一部分转变为糖原、乳酸和脂肪。
半乳糖：主要是乳糖的重要组成成分。先转变成葡萄糖后被利用， 母乳中的半乳糖是在体内重新合成的，不是由食物中直接获得的。
其它单糖：除了上述三种重要的己糖外，食物中还含有少量的戊 糖，如核糖(ribose)、脱氧核糖(deoxyribose)、阿拉伯糖 (arabinose)和木糖(xylose)。前两种糖动物体内可以合成，后 几种糖主要存在于水果和根、茎类蔬菜中。
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
碳水化合物的消化、吸收
1.碳水化合物的消化、吸收 初始在口腔由淀粉酶水解为短链多糖和麦芽糖，时间短有限。 小肠是分解和吸收的主要场所，胰淀粉酶将淀粉等分解为双糖，在 小肠黏膜细胞刷状缘上，由麦芽糖、蔗糖酶和乳糖酶把双糖分解为 单糖，通过主动运输进入小肠细胞，吸收入血液，运送到肝脏。果 糖吸收是被动扩散吸收，吸收率低，只有葡萄糖和半乳糖一半。一 些膳食纤维被肠道细菌作用，产生水分、气体和短链脂肪酸。 2.乳糖不耐受(lactose intolerance) 不能或只能少量地分解吸收乳糖，致使大量的乳糖未被吸收
糖醇：在体内消化、吸收速度慢，且提供能量较葡萄糖少，用于 食品加工业，主要有山梨醇(sorbitol)、甘露醇(mannitol)、木 糖醇(xylitol)、麦芽糖醇(maltitol)和肌醇(inositol)。
双糖：两个分子单糖缩合而成的糖。
蔗糖(sucrose)：由一分子葡萄糖和一分子果糖以α-键连接而成。甘蔗、 甜菜和蜂蜜中含量较多，日常食用的白砂糖(蔗糖)，是由甘蔗或甜菜中 提取的。
美国FDA提倡每人每天摄入纤维25g，或每天按11.5g/Kcal摄 入较为合适。
思考题
1.概念：碳水化合物、单糖、双糖、多糖、血糖指数和纤维。 2.简述纤维的分类。 3.体内碳水化合物的功能。 4.食物碳水化合物的能功能。 5.碳水化合物的消化和吸收。 6.血糖指数及应用。
利用，促进这类菌群的增加可达到保健作用。
多糖：由10个以上单糖组成的大分子糖。
糖原(glycogen) 淀粉(starch)：直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin) 纤维(fiber)
膳食纤维(dietary fiber)根据其水溶性不同， 一般分为：
可溶性纤维(soluble fiber) 不溶性纤维(insoluble fiber) 不溶性纤维： 纤维素(cellulose) 某些半纤维素(hemicellulose) 木质素(lignin) 可溶性纤维： 果胶(pectin) 树胶(gum) 粘胶(mucilage) 少数半纤维素
⑵帮助控制体重、血糖、血脂和血压等。
⑶改善胃肠道功能：高血糖指数的食物易于消化吸收；低血 糖指数的食物有利于肠道益生菌的生长繁殖。
碳水化合物的供给
总能量包括碳水化物的摄入不能过多。
防止碳水化合物占总能量摄入的比例较低、脂肪占总能量比 例较高。
中国营养学会推荐我国居民的碳水化物的膳食供给量占总能 量的55%～65%较为适宜，其中精制糖占总能量10%以下。
译自：Perspective in Nutrition，第三版，第82页，1996年。
体内碳水化合物的功能
● 贮存和提供能量 ● 是机体的构成成分 ● 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。
而进入大肠，在肠道细菌作用下产酸、产气，引起胃肠不适、胀气、 痉挛和腹泻等。
3.血糖指数(glycernic index, GI)
50 g碳水化合物的食物血糖应答曲线下面积与同一个体积摄 入50 g碳水化合物的标准食物(葡萄糖或面包)血糖应答曲线下面积 之比。
食物血糖指数的应用：
⑴指导合理膳食有效控制血糖；
乳糖(lactose)：是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖以β-键连接而成，主 要存在于奶及奶制品中。乳糖约占鲜奶的5%，占奶类提供的总能量的 30%～50%。 麦芽糖(maltose)：是由两分子葡萄糖以α-键连接而成。淀粉在酶的作用 下可降解生成大量的麦芽糖。 海藻糖(trehalose)：是由两分子葡萄糖组成，存在于真菌及细菌之中， 如食用蘑菇中含量较多。
第四章 碳水化合物
碳水化合物(carbohydrate)，也称糖类，是由碳、氢、氧三元 素组成的一类化合物，营养学将分为以下几种：
单糖(monosaccharide) 双糖(disaccharide) 寡糖(oligosaccharide) 多糖(polysaccharide)。 单 糖 ： 主 要 有 葡 萄 糖 (glucose) 、 果 糖 (fructose) 、 半 乳 糖 (galactose)。
● 抗生酮作用(antiketogenesis) ● 保护肝脏的作用
当肝糖原储备较丰富时，人体对某些细菌的毒素的抵抗力会 相应增强。因此保持肝脏含有丰富的糖原，可起到保护肝脏的 作用，并提高了肝脏的正常解毒功能。
食物碳水化合物的功能
● 主要的能量营养素：16.7 kJ/g。 ● 改变食物的色、香、味、型 ● 提供膳食纤维：