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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
Ø 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）
Ø 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
n 改善肠道功能，预防疾病 生成并改善营养素的吸收
n 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）à使消化吸收过程减慢à↓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。