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第二章人体需要的营养素和能量3-碳水化合物
天然淀粉改性后可提高其溶解 度;增加透明度;提高或降低淀粉糊 的黏度;促进或抑制凝胶形成;增加 凝胶强度,减少凝胶脱水收缩;提高 凝胶稳定性;改变乳化作用和冷冻— 解冻的稳定性。
3、抗性淀粉 是天然存在的,在健康人小肠中不被消化、
吸收的淀粉,可分以下三种:
(1)生理受限淀粉 (2)特殊淀粉颗粒 (3)老化淀粉
但是脑、神经和肺组织却需要葡萄糖作为能源物质,若血中 葡萄糖水平下降,脑缺乏葡萄糖可产生不良反应。
4、有益肠道功能
如乳糖可促进肠中有益菌的生长,也可加强钙的吸收。
5、食品加工能够中的重要原、辐材料
很多工业食品都含有糖,并且对食品的感官性状有重要 作用。
(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
1、淀粉
(1)淀粉是重要的多糖,也是人类膳食 中热能的主要来源,淀粉是由许多葡萄糖分 子脱水缩聚而成的高分子化合物。
由于其碳原子连接方式不同,可分为直 链淀粉与支链淀粉。直链淀粉有300-400个葡 萄糖分子的残基结合成的链状结构,能溶于 水;而支链淀粉只能在热水中膨胀,而不溶 于热水,支链淀粉在链状结构上有分支。
(3)半乳糖(galactose)
乳糖经消化后,一半转变为半乳糖,一半 为葡萄糖,半乳糖不单独存在于天然食物中, 但在乳中和脑髓里都有半乳糖成分,是神经组 织的重要成分。
2、双糖
是由两个分子单糖脱去一分子水缩合而成 的化合物,多为结晶体,味甜,易溶于水。
双糖的分子式为:C12H22011
(1)蔗糖
4、低聚乳果糖:是将蔗糖分解产生的果糖基 转移到乳糖还原性末端C1的羟基上,生产半 乳糖基蔗糖而成。其甜味类似蔗糖,几乎不 被人体消化吸收,可供糖尿病人食用。
(三)多糖
大多数都是分子量很大而形成胶态溶液 的物质,无甜味,非晶体,是动、植物的储 存物质,由10个或10个以上单糖单位构成, 可氛围淀粉多糖和非淀粉多糖两部分。
(二)低聚糖
又称寡糖,是指由3~9个单糖构成的一类 小分子多糖。
1、大豆低聚糖:是指从大豆中提取的可溶性 低聚糖的总称。主要成分为绵子糖和水苏糖, 同时也存在一定量的蔗糖和其它成分。
2、低聚异麦芽糖:是指由2-5个葡萄糖单位构 成,主要成分包括异麦芽糖、异麦芽三糖、异 麦芽四糖和异麦芽五糖等。
3、低聚果糖:是在蔗糖分子的果糖一侧连接 1-3个果糖而成,并分别称为蔗果三糖、蔗果 四糖和蔗果五糖,低聚果糖不能被人体消化 酶分解、利用,有提高机体免疫力,刺激肠 道蠕动,防止便秘的作用。
(1)增强肠道功能、有利粪便排出 (2)控制体重和减肥 (3)可降低血糖和血胆固醇 (4)预防结肠癌的作用
三、食品中重要的碳水化合物
碳水化合物(carbohydrate)的分类: 按其化学组成、生理作用和健康意义可分为: 1、 糖:包括单糖(monosaccharide 、双糖
(disaccharide)和糖醇。 2、低聚糖:包括低聚异麦芽糖和其它低聚糖。 3 、 多 糖 (polysaccharide) 。 包 括 淀 粉 和 非 淀 粉 。
(一)糖
糖是指能够准确测定的碳水化合物。
1、单糖:食品中的单糖主要是葡萄糖和果 糖和半乳糖。
单糖为结晶体,易溶于水,有甜味,是 糖类的基本组成单位,不能再水解成更小的 糖分子,可直接被人体吸收。
单糖的常见分子式是C6H12O6
(1)葡萄糖 (glucose)
葡萄糖主要由淀粉水解而来,还可来自蔗 糖、乳糖等的水解。是双糖和多糖的基本组成 部分,广泛存在于植物和动物体中。
蔗糖由一分子葡萄糖与一分子果糖缩合失水 而成,在酶的作用下或与酸共热,水热生成 葡萄糖与果糖。
H+
C12H22011+H20 → C6H12O6 + (或酶)
C6H12O6
蔗糖
葡萄糖 果糖
蔗糖广泛存在于植物中,以甘蔗和甜菜中含 量最多,日常食用的白糖、红塘都是蔗糖,蔗糖 易溶于水,熔点为160℃-186℃,加热到200℃便 成为棕褐色的焦糖。蔗糖易于发酵,所以易引起 蛀齿。
第三节 碳水化合物
本章主要内容: 1、掌握碳水化合物的功能。 2、理解并掌握食品中重要的碳水化合物。 3、掌握食品加工对碳水化合物的影响。 4、了解碳水化合物的食物来源。
一.概念:
碳水化合物(carbohydrate),也 称糖类,是由碳、氢、氧三种元素组成 的一大类化合物,是人类能量的主要来 源。
(三)沥滤损失
加工期间沸水烫漂后的沥滤操作,可使 果蔬装罐时的低分子碳水化合物、甚至膳食 纤维受到一定损失。其损失依据不同情况而 异。
(四)焦糖化作用
是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔 点以上的结果,经一系列变化,生成焦糖等 褐色物质,并失去营养价值。
(五)羰氨反应
在食品中有氨基化合物存在时,还原糖伴 随热加工,或长期储存与之发生的反应。经过 一系列变化生成褐色聚合物,在消化道中不能 水解,无营养价值,但是如果控制适当,在食 品加工中可使某些产品如焙烤食品得到良好的 色、香、味。
二、 碳水化合物的功能
(一)体内碳水化合物的功能
1、供能与的节约蛋白质作用
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。 2、构成体质
碳水化合物是构成机体的重要物质,并参与细胞的 许多生命活动。
3、维持神经系统的功能 尽管大多数体细胞可由脂肪和蛋白质代替糖作为能源,
(2)淀粉无味,不溶于冷水,但和水共同 加热就会形成糊状,具有粘性,淀粉在酸 或酶的作用下最终分解产物是葡萄糖。
H+
H+
H+
淀粉 → 糊精 → 红糊精 → 无色 糊精 (或酶) (或酶) (或酶)
H+
H+
→ 麦芽糖 → 葡萄糖
(或酶) (或酶)
2、改性淀粉
是指利用化学、物理甚至基因工 程的方法改变天然淀粉的理化性质, 用以满足食品加工所需功能特性的一 类淀粉。
(二)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。
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。
(二)碳水化合物的食物来源
碳水化合物主要食物来源是粮谷类和根 茎类食物,以及它们的制品如面包、饼干、糕 点等。由于各种单糖、双糖及制品仅用于供能, 多不含其它营养素,其营养密度、营养价值较 低,而各种粮食等制品,除富含淀粉外还含有 其它营养成分,特别是各种谷物还含有较多的 膳食纤维,是碳水化合物的良好食物来源。
羰氨反应分起始阶段、中间阶段和终末阶 段。
五、碳水化合物的
摄取与食物来源
(一)碳水化合物的摄取
碳水化合物是人类最易获得也是最经 济的供能物质。但摄食过多可妨碍机体对 蛋白质和脂肪的需要,若占总能比例的百 分数大于80%和小于40%是对健康不利的两 个极端,所以碳水化合物的供能量多在 50%—65%之间。
(4)乳糖
由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合失水
而成,乳糖不易溶解,味道不是很甜,能在酸 或酶的作用下生产葡萄糖和半乳糖。
H+
C12H22011+H20 → C6H12O6 + (或酶)
C6H12O6
乳糖
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
葡萄糖
半乳糖
3、糖醇 山梨醇(sorbitol) 甘露醇(mannitol) 木糖醇(xylitol) 麦芽糖醇(maltitol) 肌醇(inositol)
(2)异构蔗糖
是由葡萄糖与果糖以α—1,6糖苷键相连的 右旋糖。性质与蔗糖相似,但耐酸性强。
(3)麦芽糖
是由两分子葡萄糖缩合失水而成,
在酸或酶的作用下水解,生产两分子 葡萄糖。
H+
C12H22011+H20 →
2C6H12O6
(或酶)
麦芽糖大量存在于发芽的谷粒,
特别是麦芽中。是甜食中的重要糖质 原料。
葡萄糖的功能:有些器官完全依靠葡萄糖 供给所需的能量,如大脑每日需100—120克葡 萄糖。此外,肾髓质、肺组织和红细胞等也必 须依靠葡萄糖供能。可直接被人体吸收,也可 作为营养食品直接食用。
(2)果糖(fructose)
果糖的甜度很高,是糖类中最甜的物质。 主要存在于水果和蜂蜜中,人体易于吸收,在 体内被吸收后转变为肝糖,然后再分解为葡萄 糖。
4、非淀粉多糖
是指除淀粉以外的多糖,包括纤维素、 半纤维素、果胶、以及植物胶、树胶、藻类 多糖等。
膳食纤维的种类、食物来源和主要功能
种类 不溶性纤维
木质素 纤维素
半纤维素
主要食物来源
主要功能
所有植物
正在研究之中
所有植物(如小麦制 增加粪便体积 品)
小麦、黑麦、大米、 促进胃肠蠕动 蔬菜
可溶性纤维
果胶、树胶、粘 柑橘类、燕麦制品 胶、少数半纤维 和豆类
素
延缓胃排空时间、减 缓葡萄糖吸收、降低 血胆固醇
四、食品加工对碳水化合物的影响
(一)淀粉水解
食品工业中常用大麦芽为酶原水解淀粉,得 到糊精和麦芽糖的混合物,称谓饴糖,饴糖食入 后在体内水解为葡萄糖后被吸收、利用。
(二)淀粉的糊化与老化
淀粉糊化后消化性增强,未糊化的淀粉较难 消化。糊化淀粉缓慢冷却后可再回变为难以消化 的淀粉,即淀粉的老化,利用这一性质可制作方 便食品。