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营养学 第四章 碳水化合物

第四章碳水化合物

抗生酮作用:由于葡萄糖在体内氧化可生成草酰乙酸,脂肪在体内代谢生成乙酰基必须要同草酰乙酸结合,进入三羧酸循环才能被彻底氧化,食物中碳水化合物不足,集体要用储存的脂肪来提供能量。但机体对脂肪酸的氧化能力有一定的限度。动用脂肪过多,其分解代谢的中间产物(酮体)不能完全氧化,即产生酮体,酮体是一种酸性物质,如在体内积存太多,即引起酮血症,膳食中的碳水化合物可保证这种情况不会发生,即抗生酮作用。

一、单糖、双糖及糖醇

(1).单糖(monosacchride)

凡不能被水解为更小分子的糖(核糖、葡萄糖

.葡萄糖(glucose)

来源:淀粉、蔗糖、乳糖等的水解;

作用:作为燃料及制备一些重要化合物;

脑细胞的唯一能量来源

果糖(fructose)

来源:淀粉和蔗糖分解、蜂蜜及水果;

特点:代谢不受胰岛素控制;通常是糖类中最甜的物质,食品工业中重要的甜味物质(2)双糖(oligosacchride)

凡能被水解成少数(2-10个)单糖分子的糖。

如:蔗糖葡萄糖 + 果糖

1.蔗糖

来源:植物的根、茎、叶、花、果实和种子内;

作用:食品工业中重要的含能甜味物质;

与糖尿病、龋齿、动脉硬化等有关

2.异构蔗糖(异麦芽酮糖)

来源:蜂蜜、蔗汁中微量存在;

特点:食品工业中重要的含能甜味物质;耐酸性强、甜味约为蔗糖的42%,不致龋

3.麦芽糖

来源:淀粉水解、发芽的种子(麦芽);

特点:食品工业中重要的糖质原料,温和的甜味剂,甜度约为蔗糖的l/2。

4.乳糖

来源:哺乳动物的乳汁;

特点:牛乳中的还原性二糖;发酵过程中转化为乳酸;在乳糖酶作用下水解;乳糖不耐症。功能:

★是婴儿主要食用的碳水化合物。

★构成乳糖的D—半乳糖除作为乳糖的构成成分外,还参与构成许多重要的糖脂(如脑苷脂、神经节苷酯)和精蛋白,细胞膜中也有含半乳糖的多糖,故在营养上仍有一定意义。

乳糖不耐症:有些人体内缺乏乳糖酶时,乳糖就不会被水解,无法被吸收,故饮用牛奶后会产生腹痛、腹泻、腹胀等症状,医学上称之为乳糖不耐症。

5.异构乳糖

组成:1分子半乳糖和1分子果糖组成

来源:乳糖异构;

特点:

无天然存在,由乳糖异构而来;

不能被消化吸收,通便作用;

促进肠道有益菌的增殖、抑制腐败菌的生长;

2.特点:

生成的褐色聚合物在消化道中不能水解,无营养价值。

该反应降低蛋白质的营养价值。

羰氨反应如果控制适当,在食品加工中可以使某些产品如焙烤食品等获得良好的色、香、味。

(3)糖醇

1.山梨糖醇(又称葡萄糖醇)

来源:广泛存在于植物中,海藻和果实类如苹果、梨、葡萄等中多有存在;工业上由葡萄糖氢化制得。

特点:甜度为蔗糖一样;代谢不受胰岛素控制;具有吸湿性。

2.木糖醇

来源:广泛存在于蔬菜、水果中;工业上用玉米芯和甘蔗渣等制得。

特点:甜度与蔗糖相等;供能与蔗糖相同;代谢不受胰岛素调节;不被口腔细菌发酵,对牙齿无害,可作为止龋或抑龋作用的甜味剂。

3.麦芽糖醇

来源:麦芽糖氢化制得。

特点:甜度与蔗糖接近,为蔗糖的75-95%;非能源物质;不升高血糖,也不增加胆固醇和中性脂肪的含量,是心血管疾病、糖尿病等患者作为疗效食品用的理想甜昧剂;防龋齿。

4.乳糖醇

来源:由乳糖催化加氢制得。

特点:★甜度为蔗糖的30~40%;★在肠道内几乎不被消化、吸收、

能值很低;★不致龋齿

二、低聚糖

聚合度为4~10的低聚糖麦芽低聚糖、甘露低聚糖、低聚木糖

具有特殊功能的低聚糖

?功能性食品

低热、低脂、低胆固醇、低盐、高纤维素

低聚糖(寡糖)和短肽(寡肽)

?具有特殊保健功能的低聚糖

低聚果糖、乳果聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、

低聚氨基葡萄糖

2.低聚异麦芽糖

定义:

又称分枝低聚糖,是指由2~5个葡萄糖单位构成,且至少有一个糖苷键是α(1-6 )糖苷键结合的一类低聚糖。

主要成份:

异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖、异麦芽五糖。

生理活性:

不致龋齿;促进双歧杆菌的增殖;抑制肠道有害菌的生长、降低腐败产物;提高机体免疫力

功能性低聚糖的生理功能

?改善肠道功能,预防疾病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,防止癌变发生

3.低聚果糖

分子式为G-F-Fn,n=1~3

glucose, fructose

G-F (蔗) G(葡) + G-F(蔗) + G-F-F(蔗果三糖) + G-F-F-F(蔗果四糖) + G-F-F-F-F(蔗果五糖)

低聚果糖的生理活性

增殖双歧杆菌难水解,是一种低热量糖水溶性食物纤维抑制腐败菌,维护肠道健康防止龋齿低聚果糖存在于天然植物中香蕉、蜂蜜、大蒜、西红柿、洋葱作为新型的食品甜味剂或功能性食品配料产酶微生物米曲霉、黑曲霉

4.低聚乳果糖

1.定义:

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。它是由半乳糖、葡萄糖和果糖3个单糖相连接所构成的三糖,通常以乳糖和蔗糖(1∶1)为原料,在β-呋喃果糖苷酶催化作用下制成。

低聚乳果糖的特性

低聚乳果糖是非还原性低聚糖;

★其甜味味质类似蔗糖,通常为蔗糖的30~50%。

★低聚乳果糖几乎不被人体消化吸收,可供糖尿病人食用。

★具有促进双歧杆菌增殖,并由此给人体带来一系列有益身体健康的作用。

低聚木糖的特性

较高的耐热(100℃/1h)和耐酸性能(pH 2~8)

双歧杆菌所需用量最小的增殖因子

代谢不依赖胰岛素,适用糖尿病患者

抗龋齿

1、概念:

由多个单糖(10个以上)以糖苷键相连而成的高分子聚合物。

方向:左:非还原端;

右:还原端。

2、多糖的性质

胶体溶液、

无甜味、

无还原性、

有旋光性,但无变旋现象。

改性淀粉定义:

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,用以满足食品加工需要的具有一定功能特性的一类淀粉

改性淀粉的特点

■溶解度提高;■透明度增加;■提高或降低淀粉的黏度;■促进或抑制凝胶的形成;■增加凝胶黏度;■较小凝胶脱水收缩;■提高凝胶稳定性;■改变乳化作用和冷冻-解冻的稳定性;■成膜、耐酸、耐碱、耐剪切性

膳食纤维

食2.特点:

生成的褐色聚合物在消化道中不能水解,无营养价值。

该反应降低蛋白质的营养价值。

羰氨反应如果控制适当,在食品加工中可以使某些产品如焙烤食品等获得良好的色、香、味。

膳食纤维在量较大时可妨碍消化酶与营养素接触(抗营养过程)?使消化吸收过程减慢?↓血糖;由以上机理可见,膳食纤维的各种作用是一个综合过程,但可溶性纤维的作用较主要。

均一多糖:由一种单糖缩合而成。

糖原淀粉纤维素

不均一多糖:由不同类型单糖缩合而成。

直链淀粉:葡萄糖分子以α(1-4)糖苷键缩合而成的多糖链。

支链淀粉:分子中除有α(1-4)糖苷键外,还在分支点处有α(1-6 )糖苷键。每一分支有20-30个葡萄糖基,各分支卷曲成螺旋。

第三节食品加工对碳水化合物的影响

在酸或淀粉酶作用下被水解,终产物为葡萄糖。

二、淀粉的糊化与老化

直链与支链分子呈径向有序排列

结晶区和非结晶区交替排列

结晶区,偏光十字

糊化

加热破坏了结晶胶束区弱的氢键后,淀粉颗粒开始水合膨胀,结晶区消失,粘度增加,双折射消失;在具有足够的水(至少60%)条件下加热淀粉颗粒达一特定温度(玻璃化相变温度),淀粉颗粒的无定形区由玻璃态转向橡胶态。

糊化点或糊化开始温度

双折射开始消失的温度

糊化终了温度

双折射完全消失的温度

老化

稀淀粉溶液冷却后,线性分子重新排列并通过氢键形成不溶性沉淀。

一般直链淀粉易老化,直链淀粉愈多,老化愈快。支链淀粉老化需要很长时间。

三、淀粉的滤沥损失食品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

四、焦糖化作用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(高于135℃)的结果。它在酸、碱条件下都能进行,经一系列变化,生成焦糖等褐色物质,并失去营养价值

五、羰氨反应羰氨反应又称糖氨反应或美拉德反应。这是在食品中有氨基化合物如蛋白质、氨基酸等存在时,还原糖伴随热加工,或长期贮存与之发生的反应。它经过一系列变化生成褐色聚合物。由于此褐变反应与酶无关,故称之为非酶褐变。

2.特点:

生成的褐色聚合物在消化道中不能水解,无营养价值。

该反应降低蛋白质的营养价值。

羰氨反应如果控制适当,在食品加工中可以使某些产品如焙烤食品等获得良好的色、香、味。

食物的血糖生成指数

定义: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后体内血糖曲线下面积的百分比。是评价食物引起餐后血糖反应的一项有效生理学参数。

低GI食物,在胃肠中停留时间长,吸收率低,葡萄糖释放缓慢,葡萄糖进入血液后的峰值低、下降速度也慢,简单说就是血糖升高的程度比较低。

高GI的食物,进入胃肠后消化快、吸收率高,葡萄糖释放快,葡萄糖进入血液后峰值高,也就是血糖升高的程度比较大;

应用GI,合理安排膳食,对于调节和控制人体血糖大有好处。

当GI在55以下时,该食物为低GI食物;

当GI在55~70之间时,该食物为中等GI食物;

当GI在70以上时,该食物为高GI食物。

GL的影响因素

1、成熟度。例如,香蕉越成熟,其GI值越高。

2、食品的酸性。食品中含酸时,就会降低人体消化这种食品的速度。消化速度降低意味着吸收更慢,对血糖的影响也更有益。

3、碳水化合物消化速度的个体差异。

4、产品中面粉(如果有)的类型。产品中的精白面粉越多,GI值越高;粗粮面粉越多,则GI 值越低。

5、烹调时间。烹调过程使淀粉分子膨胀,从而软化食品(烹调时间越长,食品越松软),使食品消化起来更容易,吸收更快。GI值通常随烹调时间的延长而增高。

6、其他成分。如果同时食用高GI值食品和含有蛋白质或脂肪的食品,碳水化合物的GI效果会比单独摄入时低,因为脂肪和蛋白质会减缓其消化速度。同理,低GI值的食品,如果加入碳水化合物,GI值就会升高。