04 第四章 碳水化合物.ppt

第1页：第四章本章主要内容

第四章 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

第2页：体内碳水化合物的功能

第一节 碳水化合物的功能　一、体内碳水化合物的功能

1、供能与节约蛋白质作用

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。

第3页：维持神经系统与肠道功能

一、体内碳水化合物的功能（续）

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，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、食品加工中的重要原辅材料

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。

第4页：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

膳食纤维的作用

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

第5页：碳水化合物的分类

第二节 食品中重要的碳水化合物

碳水化合物（carbohydrate）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）：包括淀粉和非淀粉多糖

第6页：单糖的种类与特性

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、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。

第7页：葡萄糖

（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。

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
• 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

第8页：果糖与半乳糖

（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。

（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。

第9页：双糖的组成与分子式

2、双糖

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：C₁₂H₂₂O₁₁。

第10页：蔗糖及其水解反应式

（1）蔗糖

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，水解生成葡萄糖与果糖。

• C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O —（H⁺或酶）→ C₆H₁₂O₆（葡萄糖） + C₆H₁₂O₆（果糖）

第11页：蔗糖的性质与异构蔗糖

蔗糖的性质

• 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、红糖都是蔗糖
• 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

（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。

第12页：麦芽糖及其水解反应式

（3）麦芽糖

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，生成两分子葡萄糖。

• C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O —（H⁺或酶）→ 2C₆H₁₂O₆

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。

第13页：乳糖及其水解反应式

（4）乳糖

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成葡萄糖和半乳糖。

• C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O —（H⁺或酶）→ C₆H₁₂O₆（葡萄糖） + C₆H₁₂O₆（半乳糖）

第14页：常见糖醇

3、糖醇：食品中常见的糖醇有以下五种。

• 山梨醇（sorbitol）
• 甘露醇（mannitol）
• 木糖醇（xylitol）
• 麦芽糖醇（maltitol）
• 肌醇（inositol）

第15页：大豆低聚糖与低聚异麦芽糖

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，主要成分为棉子糖和水苏糖，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。

第16页：低聚果糖与低聚乳果糖

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。

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，生成半乳糖基蔗糖而成。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。

第17页：多糖的概念与分类

三、多糖

大多数多糖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，可分为淀粉多糖和非淀粉多糖两部分。

第18页：直链淀粉与支链淀粉

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，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

由300—400个葡萄糖分子的残基结合成的链状结构，能溶于水。

支链淀粉

只能在热水中膨胀，而不溶于热水，在链状结构上有分支。

第19页：

第20页：淀粉的水解过程

（2）淀粉的性质与水解

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。

• 淀粉 → 糊精 → 红糊精 → 无色糊精 → 麦芽糖 → 葡萄糖（H⁺或酶催化）

第21页：改性淀粉

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。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

第22页：抗性淀粉及其分类

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，可分为以下三种。

1. 生理受限淀粉
2. 特殊淀粉颗粒
3. 老化淀粉

第23页：非淀粉多糖

4、非淀粉多糖

是指除淀粉以外的多糖，包括以下种类。

• 纤维素
• 半纤维素
• 果胶
• 植物胶、树胶、藻类多糖等

第24页：膳食纤维的种类与功能

膳食纤维的种类、食物来源和主要功能：下表对比不溶性纤维与可溶性纤维的来源与作用。

第25页：淀粉水解与糊化老化

第三节 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，称为饴糖。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。

第26页：沥滤损失与焦糖化作用

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。

第27页：羰氨反应

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。

羰氨反应分起始阶段、中间阶段和终末阶段。

第28页：碳水化合物的摄取

第四节 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。

第29页：膳食纤维摄入推荐量

碳水化合物的供给

• 总能量中碳水化合物的摄入不能过多
• 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

第30页：碳水化合物的食物来源

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。