碳水化合物

1、,人體生化營(yíng)養(yǎng)學(xué)(Biochemical Nutrition ),演講者: 吳雲(yún)珠,營(yíng)養(yǎng)素 (Nutrients),碳水化合物 (Carbohydrate)澱粉 (Starch)雙醣 (Disaccharide) 單醣 (Monosaccharide) - 葡萄糖 (Glucose)蛋白質(zhì) (Protein)9 個(gè)必需氨基酸 (Essential Amino Acids) 脂

2、質(zhì) (Lipid)2 個(gè)必需脂肪酸 (Essential fatty acids),營(yíng)養(yǎng)素 (Nutrients),維生素 (Vitamins)15 個(gè) 礦物質(zhì) (Minerals)16 個(gè) 膳食性纖維 (Dietary Fiber ) 水 (water , H2O) 氧 (oxygen , O2),碳水化合物 (Carbohydrate),1公克 = 4大卡東亞人的食

3、物中，平均約有百分六十或更多的熱量來自於碳水化合物在美國(guó)，則大約一半左右葡 萄糖 (Glucose) 分子式 (Chemical Formula) C6H12O6,分類,單醣類 (Monosaccharide) 雙醣類 (Disaccharide) 寡醣類 (Oligosaccharide) 多醣類 (Polysaccharide),單醣

4、類 (Monosaccharide),單醣類 (Monosaccharide)3 碳, 4 碳, 5 碳, 6 碳, 7 碳 - 5 碳 和 6 碳 較重要5 碳醣- 核醣 (ribose, deoxyribose) 6 碳 葡萄糖 (glucose)，果糖 (fructose), 半乳糖 (galactose)，甘露糖(mannose) , 甘露糖醇(mann

5、itol) 血糖 - 葡萄糖,分類 - 雙醣類 (Disaccharide),雙醣類 (Disaccharide)為兩個(gè)單醣組成 可水解為兩單糖 ： 蔗糖 (Sucrose) 麥芽糖 (Maltose) 乳糖 (Lactose),6 碳 - 葡萄糖 (Glucose),是蜂蜜的主要成分，也存在水果之中各種雙醣、寡醣與多醣分子

6、中都含有或多或少的葡萄糖分子， 澱粉是純粹由葡萄糖所構(gòu)成，食品加工技術(shù)可以利用玉米澱粉分解而製造葡萄糖，具有溫和的甜味 葡萄糖粉產(chǎn)品，還可以添加在一些特殊營(yíng)養(yǎng)配方，靜脈注射營(yíng)養(yǎng)液中，作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充品。葡萄糖是血液中最主要的醣類，血糖 (Blood Sugar)可作為細(xì)胞的能源，以及許多代謝反應(yīng)的原料，是腦細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、紅血球細(xì)胞最主要的能量分子正常狀況下，中央神經(jīng)系統(tǒng)只能用葡萄糖為能量來源,升糖指數(shù)（Glycemic I

7、ndex）,單醣不須消化就可吸收，雙醣的消化步驟很簡(jiǎn)短，因此食物中含葡萄糖之單醣與雙醣都會(huì)使血糖快速升高 多醣需要較常的消化時(shí)間，膳食纖維 延緩吸收， 有助於延緩血糖上升。高升糖指數(shù)食物，因?yàn)闀?huì)快速升高胰島素的分泌，長(zhǎng)久下來可能造成胰島素阻抗的問題；而且升高胰島素，會(huì)造成肝臟在肝醣儲(chǔ)存達(dá)飽和後，利用血糖製造三酸甘油脂，以供應(yīng)脂肪細(xì)胞儲(chǔ)存成脂肪 。,食物的升糖指數(shù),米飯 102飲料

8、 97 冰淇淋 87蔗糖 83 馬鈴薯泥 82白土司 75蜂蜜 87西瓜 75葡萄、芒果 74、79蕃薯 46 - 77 義大利麵

9、 46 - 65 奇異果 47蘋果 40 香蕉 50脫脂牛奶 46豆類 40~57花生 13,6 碳 - 山梨糖醇 (Sorbitol),葡萄糖第一個(gè)碳上

10、的醛基(-CHO)被 醇基 (-CH2OH)取代 在水果、蔬菜中比葡萄糖吸收慢，較不會(huì)讓血糖快速增加，可用於糖尿病病人甜度與卡路里與葡萄糖一樣常加於口香糖中,6 碳 - 果糖 (Fructose),來源 - 蜂蜜 . 果糖是的主要成分 - 水果 食品加工技術(shù)可以利用玉米澱粉製造出果糖糖漿，這是以果糖為主、混合有葡萄糖及一些雙醣的混和物，加工上作為甜味料，廣泛添加

11、在飲料，甜點(diǎn)，糖果、果醬之中 比起蔗糖，吸收後血糖上升沒那麼快 (果糖Glycemic index 25),半乳糖 (Galactose),大自然不存在，乳糖在身體消化的產(chǎn)物,甘露糖 (Mannose),自然界中，甘露糖不以一個(gè)個(gè)分子的形式存在，而是由好幾百個(gè)分子連結(jié)，稱為甘露蜜，存在植物的種子中甘露糖 (Mannose) 甘露糖醇 (Mannitol) 是甘露糖 (mann

12、ose)第一個(gè)碳上之醛基被醇基取代，消化率差(即升血糖能力差)，熱量只有葡萄糖的一半，甜度稍低，所以被作為糖尿病甜食代用品。,5 碳 – 核糖 (Ribose) 去氧 核醣 (Deoxyribose),控制遺傳物質(zhì) 的重要成分，如 - RNA中的核糖， DNA中的去氧核糖 - 所以食物中五碳糖是存在核糖中，但食物中的五碳糖對(duì)人體營(yíng)養(yǎng)素的攝取並非

13、很重要，因?yàn)樯眢w可合成之,5 碳 -阿拉伯糖 (Arabinose) 木糖 (Xylose),水果中的 五碳糖為 阿拉伯糖 (Arabinose) 木糖 (Xylose) 木糖亦以多分子連結(jié)而成，稱木膠木質(zhì)醇 (xylitol) 在水果中 -

14、 木質(zhì)醇為木糖之醇型 (木質(zhì)醇及) 吸收率差，有甜味, 不能被利用，口香糖常放 所以可作為糖尿病人用,雙醣類 - 蔗糖 (Table Sugar/Sucrose),來源 - 甘蔗 (Sugar Cane) , 甜菜 (Beets) 蜂蜜、楓糖、蔬菜、水果的甜味都由它而來由一分子葡萄糖及一分子果糖去掉一分子水結(jié)合而成在小腸壁內(nèi)有一種酵素，稱為sucrase，可將蔗糖

15、切斷為果糖及葡萄糖。黑糖 內(nèi)含少量礦物質(zhì)。提煉出蔗糖後，所餘的殘?jiān)嫌猩俨糠终崽橇粝?，色黑，是為糖?(black molasses) 。在食品加工上，有很大的利用價(jià)值，如製酵母，味精，均可以糖蜜為碳的來源,雙醣類 - 麥芽糖 (Maltose),在自然界中，分佈並不廣. 麥芽糖是澱粉分解為葡萄糖的中間產(chǎn)物，係由兩分子葡萄糖結(jié)合而成工業(yè)製造利用含有澱粉酵素的麥芽汁，使?jié)辗鄯纸舛?，故稱為麥芽糖

16、，但這種分解方式，並不像 體內(nèi)消化作用那麼完全，所以產(chǎn)物有大小分子不等，大分子者為各種糊精 (Dextrin) 胰臟酵素 (pancreatic amylase) 分解 澱粉 ? 麥芽糖小腸壁酵素 (maltase) 分解 麥芽糖 ? 兩分葡萄糖,雙醣類 - 乳糖 (Lactose),各種乳汁與乳製品中。母乳得乳糖濃度比牛乳高，

17、 因此甜味比較強(qiáng) - 母奶含( 7%)，牛奶( 4.5%)有一分半乳糖及一分子葡萄糖經(jīng)由 益菌，乳糖變成乳酸 (lactic acid) 乳酸可增加小腸酸性 - 幫助 鈣 吸收 - 幫助小腸蠕動(dòng),乳糖不耐癥 (Lactose Intolerance),脹氣 (Flatulence)瀉肚 (Diarrhea) 乳糖酵素 (lactase) 較少 大多在亞洲人 及 黑人中,

18、表 1.甜度比較 * 蔗糖 訂為1,分類 - 多醣類 (Polysaccharide),多醣類的分子很大 - 澱粉 - 糊精 - 肝醣 - 纖維質(zhì) - 半纖維質(zhì),多醣類 - 澱粉 (Starch),兩種 顆粒澱粉  (Amylose)  -- 其葡萄糖連結(jié)型式為α-1-4型， 為直鏈澱粉 多醣， 由300-600

19、個(gè) 葡萄糖 組成 膠黏澱粉 ( Amylopectin) -- 除α-1-4型連結(jié)以外，另有α-1-6型支鏈澱粉連結(jié) 含有2000個(gè)葡萄糖膠黏澱粉 70 % -80% 顆粒澱粉 20 % -30%,顆粒澱粉  (Amylose),膠黏澱粉 ( Amylopectin),多

20、醣類 - 澱粉,含有澱粉的食物包括： (1) 五榖類：米、小麥、大麥、燕麥、玉米、 粟米 (2) 豆類： 豌豆、蔬菜豆類、各種乾豆等 (3) 根莖類：甘藷、芋頭、馬鈴薯、樹薯澱粉進(jìn)入口腔後，與唾液內(nèi)的澱粉酵素 (Saliva Amylase) 接觸，會(huì)有少量麥芽糖,多醣類 - 糊精 (Dextrin),澱粉 被分解為 糊精，比澱粉甜，更水溶性 澱粉糊精 (Starchy

21、 Dextrin) 五百個(gè)葡萄糖單位 紅色糊精 (Reddish Dextrin) 無(wú)色糊精 (Colorless Dextrin) 糊精也用於烘培糕餅中澱粉對(duì)碘具有藍(lán)色反應(yīng)，稱為碘液反應(yīng)，而分子量越小者，這種反應(yīng)越不顯著，如澱粉糊精對(duì)碘尚有藍(lán)色反應(yīng)，紅色糊精為紅色反應(yīng)，無(wú)色糊精為無(wú)色反應(yīng)。,多醣類 - 肝醣 (Glycogen),只存在動(dòng)物中. 蚌殼類.

22、 人體中，主要存在於 肌肉、肝 (約300公克)飢餓時(shí)，肌肉中的肝醣會(huì)轉(zhuǎn)換成葡萄糖，就地取用肝中的肝醣會(huì)轉(zhuǎn)換成葡萄糖，給其他組織食用肝醣可被消化酵素分解， 肝醣中的肝醣用肝組織的酵素分解 分支 ( 每 3-6葡萄糖 ) 比澱粉中的 膠黏澱粉 (每 20葡萄糖) 更分支,碳水化合物生理功用(Physiological Functions),儲(chǔ)存不多1/3 肝醣 在肝臟 (liver) ，2/3 在肌肉

23、 血糖 (Blood sugar) 大約 10 公克,碳水化合物生理功用,供應(yīng)卡洛里 (Calorie) : 一公克有四大卡 ( 無(wú)論單醣、雙糖或澱粉 )節(jié)省蛋白質(zhì)作用 (Protein Sparing )： 如果缺少葡萄糖，身上的蛋白質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)換成葡萄糖 ( endogenous glucose formation: )，腦神經(jīng)只用葡萄糖，而不用脂肪酸作能量, 所以飲食中需要碳水化合物

24、缺乏葡萄糖身上脂肪部分氧化 形成 acetoacetate, Butyric acid與 acetone ? 造成酸中毒 (acidosis) , 鈉離子 (sodium) 會(huì) 與 酮酸組合，身體會(huì)因此缺鈉離子而脫水纖維也會(huì)幫助大腸蠕動(dòng)，可預(yù)防大腸癌,消化系統(tǒng)圖,消化與吸收(Digestions and Absorption),在口腔中唾液澱粉脢 (Salivary Amylase) 分解 澱粉 成

25、糊精(500 units of glucose)在小腸管胰澱粉脢 (Pancreatic Amylase)分解糊精 成 麥芽糖 (2 units of glucose),消化與吸收,小腸的黏膜細(xì)胞 (Intestinal Mucosa)麥芽糖脢 (Maltase) 分解 麥芽糖 成 2 個(gè) 葡萄糖蔗糖脢 (Sucrase) 分解蔗糖 成

26、 1 個(gè) 葡萄糖 及 1個(gè)果糖 乳糖脢 (Lactase) 分解乳糖 成 1 葡萄糖 及 1 半乳糖,新陳代謝 (Metabolism),葡萄糖入組織由 葡萄糖分解作用 (Glycolysis ) ? TCA cycle ? CO2，水與能量 多餘的葡萄糖變成 肝醣,當(dāng)血糖太低時(shí)，馬上肝醣轉(zhuǎn)換成葡萄(Glycogenolysis) 以維

27、持正常血糖 在脂肪組織 (adipose tissue), 葡萄糖 –> 脂肪酸 (fatty acids) ?體脂肪 (fat)葡萄糖形成五碳糖 或 葡萄 醣(glucosamine)葡萄糖被用來形成 非必需胺基酸 (non essential amino acids ),膳食性纖維 (Dietary Fiber),不可被消化 纖維素 (Cellulose) 植物細(xì)胞

28、壁的成份 半纖維素(Hemicellulose) 植物細(xì)胞壁的成份 果膠 (Pectin) 植物膠質(zhì)黏液 ( mucilages) 洋菜膠、阿拉伯膠、關(guān)華豆膠 藻類物質(zhì) (algal substances) 木質(zhì)素 (Lignin) – 不是多醣類建議攝取量 - 每天 25公克,纖維素,纖維素 有7,000 - 15,000 個(gè)葡萄糖 通過β-1,4- 鍵

29、連接而成。 雖然單醣成分與澱粉相同，但是葡萄糖分子間的化學(xué)鍵不同，因而不能被人體的消化酵素分解，所以人體無(wú)法利用。,半纖維素,500-3,000 sugar units 這是一類相當(dāng)複雜的成分，構(gòu)成的單醣種類也較複雜， (xylose, mannose, galactose, rhamnose, galactouroni acid)每種植物所含的半纖維素類型各不相同，在植物細(xì)胞壁上通常與纖維素共存,果膠,主要存在水果中，維持水果

30、的硬度。未成熟的水果含量高，成熟後因果膠分解而變軟了 食品科技可以從果皮或果渣中提煉果膠，果膠在水溶液中具有凝結(jié)成膠體的能力， 做果 醬 (Jam)的材料,水溶性膳食纖維,成　　分：果膠、植物膠、半纖維素 食物來源： 木耳、愛玉、仙草、柑橘、燕 麥、燕麥麩、大麥、 蘋果 、花椰菜、 馬鈴 薯、胡蘿蔔 作用: 預(yù)防或治療便秘： 具有保水作用，增加糞便柔軟性，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)。 降低

31、血膽固醇：吸著膽酸，增加膽鹽的排泄。預(yù) 防 憩室炎,不水溶性膳食纖維,成　　分：纖維素、半纖維素、類木質(zhì)素 食物來源： 糙米、全麥製品、米麩、小麥麩皮、燕麥、燕麥麩、大麥、堅(jiān)果類、豆類、黃豆、花椰菜、綠花菜、馬鈴薯、胡蘿蔔、香蕉、蘋果、柳丁、梨 作用: - 預(yù)防與治療便秘 吸大量水分 促進(jìn)腸蠕動(dòng) - 使致癌物在腸道內(nèi)的停留時(shí)間縮短，預(yù)防 大腸癌,寡醣類 (oligo-s

32、accharides),3-10個(gè)單糖 結(jié)合而成 對(duì)生長(zhǎng)在我們的腸道的好菌是一個(gè)很好的來源 例如： 乳酸菌 (Acidophilus) 果寡糖 (Fructooligosaccharide)半乳寡糖 (Galactooligosaccharide)大豆寡糖 (Soybean Oliglsaccharide)異麥芽寡糖 (Isomaltooligosaccharide)木寡糖 (Xylooligosacch

33、aride)棉籽糖 (Raffinose) 自然界中 含有天然的功能性寡糖。例如，洋蔥、大蒜等含有果寡糖，大豆中含有大豆寡糖,寡醣類 (oligo-saccharides),寡糖的甜度約為蔗糖的20~70%， 但不像蔗糖一般會(huì)被口腔中的細(xì)菌利用，產(chǎn)生酸性物質(zhì)侵蝕牙齒，因此不會(huì)造成蛀牙。 寡糖每克只產(chǎn)生0～2.5大卡的熱量，也不會(huì)對(duì)血糖值與胰島素的分泌有任何的影響 不會(huì)對(duì)血糖值與胰島素的分泌有任何的影響，因此

34、也被當(dāng)成低熱量或糖尿病人的甜味劑使用。 寡糖可作為是因?yàn)樗艽龠M(jìn)人體腸道內(nèi)固有的有益細(xì)菌例如雙歧桿菌(Bifidobacterium)的增殖，從而抑制腸道內(nèi) 產(chǎn)氣莢膜梭菌 (Closterdium perfringenes) )的生長(zhǎng)，減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物的形成。 由於雙歧桿菌對(duì)氧、壓力、熱和酸的高度敏感性，要想直接將它添加入食品中是相當(dāng)困難，寡糖卻沒有應(yīng)用上的問題。,寡醣類 (oligo-sac

35、charides),豬隻攝食0.25％果寡糖含量飼料其盲腸內(nèi)容物之有害物質(zhì)減少。 (日本新瀉大學(xué)吉原教授報(bào)告) 。罹患便秘者可獲得改善。( 日本關(guān)東通信病院報(bào)告),替代蔗糖,甜菊 (Stevia) 葉部 為甜分之主要　　　 學(xué)名為Stevia rebaudiana, 南美洲巴西及巴拉圭的多年生草本植物 甜度約為蔗糖的 300倍 對(duì)熱穩(wěn)定阿斯巴甜

36、 (NutraSweet) 甜度約為蔗糖 180倍 對(duì)熱不穩(wěn)定糖精 (Saccharin ) 糖精至目前為止 ）仍為美國(guó) FDA 核淮的代糖，但糖精並未在加拿大核準(zhǔn)的代糖中 甜度約為蔗糖 300 - 500 倍,替代蔗糖,赤藻糖醇 (Erythritol) 赤藻糖醇 又名丁四醇，是一種四碳糖醇，在自然界中存在於水果及菇類， 赤藻糖醇甜度約為蔗糖的60~80%

37、，具清涼口感， 每公克僅提供0~0.2大卡熱量，比一般碳水化合物每公克提供4大卡熱量低 另外食用赤藻糖醇不會(huì)造成造成食用者血糖明顯上升之現(xiàn)象，因此適合替代蔗糖製造糖尿病患之食品或飲料醋磺內(nèi)酯鉀(Acesulfame K) 1967年由德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)之非熱量甜味劑，美國(guó)於1988年核準(zhǔn)添加在食品中。醋磺內(nèi)酯鉀是人工合成的高強(qiáng)度甜味劑。

38、甜度約為蔗糖的 150～200倍， 熱量0 Kcal／g。對(duì)熱穩(wěn)定、可溶於水,替代蔗糖,蔗糖素(Sucralose) 甜度為糖的600倍。FDA 核準(zhǔn) 耐酸、耐高溫，對(duì)酸、熱皆非常安定，長(zhǎng)時(shí)間烹煮及烘焙或經(jīng)過高溫殺菌也不會(huì)改變甜度及產(chǎn)生有毒的轉(zhuǎn)化物。 由於蔗糖素零熱量又不會(huì)引起蛀牙，因此也非常適合應(yīng)用於低熱量、減重、糖尿病患者使用等類食品,酒精 (Alcohol) C2H5OH,

39、一克 7.1 大卡在 胃 吸收在 肝臟 會(huì)形成 脂肪肝 (FATTY LIVER) -? 形成肝硬化 (CIRRHOSIS) (If 100g a day, the chance of cirrhosis is 26 times) 喝太多

40、酒 會(huì)造成 胃炎 (peptic ulcer), 脂肪肝 影響 B維他命 造成神經(jīng)影響 啤酒 (Beer) 5 % Alcohol 烈酒 (Liquor) 高梁酒 6

41、0 % Alcohol 葡萄酒 (Wine ) (紅酒 , 白酒 )12% Alcohol,問題與討論,試述營(yíng)養(yǎng)素的分類。試述碳水化合物的分類。醣類中有哪一些屬6 碳醣？代糖有哪些，讓糖尿病人用？試述葡萄糖的新陳代謝？,問題與討論,試說明升糖指數(shù)。請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明不同部位的肝醣使用與分解。腦神經(jīng)只用葡萄糖，而不用脂肪酸作能量嗎？試述膳食性纖維 的分類。試述寡醣作用 。