〔教学目的〕通过本节教学,使学生了解糖类(碳水化合物)的主要功能;食物糖、蛋白质、脂肪的摄入量与体脂的关系,糖类(碳水化合物)消化、吸收和代谢;常见活性多糖的生理功能;血糖指数(GI)的对糖类食物选择的重要作用。
〔学习要求〕通过学习,掌握糖类(碳水化合物)、膳食纤维概念、营养分类和食物来源;糖类(糖类(碳水化合物)节约蛋白质作用、糖类(碳水化合物)的抗生酮作用)、膳食纤维主要生理功能;了解常见活性多糖的生理功能;血糖指数(GI)的对糖类食物选择的重要作用。
〔教学重点与难点〕本节重点糖类(碳水化合物)、膳食纤维概念、营养分类和食物来源;糖类(糖类(碳水化合物)节约蛋白质作用、糖类(碳水化合物)的抗生酮作用)、膳食纤维主要生理功能
〔教学内容〕
一、糖类(碳水化合物)及其分类
糖类(碳水化合物)是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物,是大部分人摄取能量最经济和最主要的来源。它们也是机体重要组成成分,与机体某些营养素的正常代谢关系密切,具有重要的生理功能。
根据糖类(碳水化合物)的化学结构(聚合度DP)和生理功能,特别是糖类(碳水化合物)是否可在小肠消化和结肠中发酵的生理特点,将食物中的糖类(碳水化合物)分为糖、寡糖和多糖三组,每组又分成亚组;每亚组还可根据生理或营养特性,分为不同的类别。
二、糖类(碳水化合物)消化、吸收和代谢
(一)消化吸收
糖类(碳水化合物)的消化吸收主要在小肠中进行,但小肠中未彻底消化以及不能消化的糖类(碳水化合物)在结肠中经肠道微生物发酵后,产生短链脂肪酸,如乙酸、丙酸、丁酸等,能改善肠道微生物菌群,对人体降血脂、调节血糖、清除肠道毒素和废物如氨、酚有帮助。所以,有人也称非消化性糖类(碳水化合物),如低聚果糖为“益生源”物质。
膳食中的单糖、糖醇不需消化,可直接吸收,可消化的糖类(碳水化合物)主要是淀粉,常见的双糖,除海藻糖外也可被消化,而寡糖中多为非消化性糖类(碳水化合物)。淀粉的消化主要在小肠中进行。肠腔中的α-淀粉酶作用于淀粉的α-1,4糖苷键,使之水解成α-糊精、麦芽寡糖和麦芽糖,再经α-糊精酶、麦芽糖酶继续分解为葡萄糖。蔗糖和乳糖可分别经蔗糖酶和乳糖酶水解为葡萄糖、果糖及半乳糖。有些人,缺乏乳糖酶,吃了乳品后,乳糖消化不良,出现乳糖不耐症。
糖类(碳水化合物)以单糖形式在小肠上部被吸收,进入血液,这是一个主动转运过程。各种糖吸收速度各不相同,半乳糖和葡萄糖吸收快,果糖、甘露糖较慢。
(二)糖类(碳水化合物)的代谢
从来源看:血糖一方面来源于食物中糖类(碳水化合物),另一方面来源于肝脏组织储存的糖原及乳酸、氨基酸的糖异生作用。
血糖有三条去路:第一,有一部分直接被各组织细胞氧化分解,为这些组织细胞提供能量,特别是神经组织,如大脑神经细胞自身没有能源贮存,主要依靠血液供给能源物质。第二,部分以糖原方式储存于肝脏及肌肉组织。第三,多余的葡萄糖则转变为储存脂肪。其中,在各组织细胞内氧化分解是糖类(碳水化合物)的主要代谢途径,它包括了不需氧的糖酵解过程和需氧的三羧酸循环(TCA循环)。
三、糖类(碳水化合物)的功能
糖类(碳水化合物)的功能可体现在可消化糖类(碳水化合物)和不消化糖类(碳水化合物)两方面,后者的功能将在“膳食纤维”中进一步介绍。主要有:
(一)提供能量
因此它是机体最便宜和主要的能量来源,1g膳食葡萄糖及其可消化糖类(碳水化合物)都可产生16.7kJ(4kcal)热能。难消化或不消化糖类(碳水化合物)产生的能量视其消化吸收程度、结肠中发酵程度而定,一般可取其平均值8.4kJ(2kcal)/ 1g。
(二)构成机体组织和重要生理活性物质
(三)参与和调节其它营养素代谢
用血糖指数(GI)来反映这些差异。高GI的食物,其糖类(碳水化合物)能快速消化、吸收完全,血糖可上升;低GI的食物,释放葡萄糖缓慢、餐后血糖峰值低,但下降速度也慢。这对糖尿病人的膳食选择提供了基础。一般果糖和直链淀粉质量分数高、含可溶性纤维多的食物有较低的GI,例如水果、豆类、荞麦、燕麦、大麦;常见的米饭、小麦面的GI较高。
充足的糖类(碳水化合物),保证了机体能量供应,蛋白质就不必分解供能,从而起到节省和减轻机体中蛋白质及其它成分的消耗,保护蛋白质,有利于机体氮贮存,这种作用就称糖类(碳水化合物)节约蛋白质作用。
而脂肪的氧化分解过程的中间物——乙酰辅酶A也要进入TCA循环,如果缺乏了葡萄糖,这一过程将受限。因为缺糖时三羧酸循环的中间产物,例如草酰乙酸减少,乙酰辅酶A进入三羧酸循环减慢,而脂肪分解会产生大量乙酰辅酶A,因此乙酰辅酶A会大量堆积从而产生酮体,脂肪不能完全分解。过量酮体对人体,特别是对大脑有害,而足量的糖类(碳水化合物)能避免这种状况的出现,这称为糖类(碳水化合物)的抗生酮作用。
(四)其它
许多非消化和难消化糖类(碳水化合物),如纤维素、果胶对改善肠道内环境有益,起到了“膳食纤维”功能,还有一些糖类(碳水化合物),如微生物多糖,对人体有保健作用。这些内容将在“膳食纤维”中介绍。另外,肝脏葡萄糖氧化可生成葡萄糖醛酸,能与体内的有害物质结合,并通过尿而排除,起到解毒保肝的作用。
四、膳食纤维
(一)膳食纤维的概念
膳食纤维是不能被人体利用,即不能被人体消化酶所消化,而且人体不能吸收的非淀粉多糖物质。但也可把非消化性多糖类和植物细胞壁成分木质素统称为膳食纤维。
实际应用中,膳食纤维的组成成分包括了纤维素、半纤维素、果胶及植物亲水胶体物质如树胶及海藻多糖、植物的木质素、功能性低聚糖、一些非细胞壁的化合物如抗性淀粉(结晶淀粉、老化淀粉、改性淀粉等)及抗性低聚糖、美拉德反应的产物以及来源于动物的不被消化酶所消化的物质如氨基多糖(也称甲壳素)等。
膳食纤维按其在水中的溶解性能大致可分为不溶性食物纤维和可溶性食物纤维两大类。
(二)膳食纤维的生理功能
①这类物质刺激肠道蠕动,减少有害物质与肠壁的接触时间,尤其是果胶类吸水浸涨后,有利于粪便排出,可预防便秘、直肠癌、痔疮及下肢静脉曲张。
②促进胆汁酸的排泄,抑制血清胆固醇及甘油三脂的上升,降低人的血浆胆固醇水平,可预防动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病的发生;减少胆汁酸的重吸收,预防胆结石的形成。
③不溶性食物纤维能促进人体胃肠吸收水分,延缓葡萄糖的吸收,延缓胃排空速率、延缓淀粉在小肠内的消化速度。同时使人产生饱腹感,对肥胖病人进食有利,可作为减肥食品。
④改善神经末梢对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求,改善耐糖量,可调节糖尿病人的血糖水平,可作为糖尿病人的食品。
⑤改善肠道菌群,增加结肠发酵率,发酵产生的短链脂肪酸使肠道有益菌群的增加,有助于正常消化和增加排便量,预防肠癌、阑尾炎等
但过多的膳食纤维会影响其它营养素如蛋白质的消化和钙、铁的吸收。
五、膳食参考摄入量和食物来源
(一)膳食参考摄入量
1、目前推荐除婴幼儿外(<2岁,糖类(碳水化合物)应提供总能量的55%~65%。所以每天摄入量应该根据能量需要量来确定。
2、糖类(碳水化合物)的比值也不要低于20%,每日至少50~100克糖类(碳水化合物),这是基于糖类(碳水化合物)的抗生酮作用,防止体内酮体过多而考虑的,尤其是孕妇应该遵守这一点。
3、糖类(碳水化合物)的膳食来源应该多样,但以淀粉为主,寡糖、单糖的比例应该小,不超过10%。
4、摄入的膳食纤维的摄入量应该根据总食物的摄入量来确定,一般可表示为如下适宜范围:低能量膳食[7.5×103kJ(1800 kcal)]为25 g/d,中等能量膳食[1×104kJ(2400kcal)]为30 g/d,高能量膳食[1.2×104kJ(2800kcal)]为35 g/d。
(二)食物来源
糖类(碳水化合物)的食物来源丰富,其中谷类、薯类和豆类是淀粉的主要来源,一般谷类提供的糖类(碳水化合物)占总能量的50%左右较合理。水果、蔬菜主要提供包括非淀粉多糖如纤维素和果胶、不消化的抗性淀粉、单糖和低聚糖类等糖类(碳水化合物)。牛奶能提供乳糖。总之,我国居民,应以谷类食物为糖类(碳水化合物)主要,增加豆类及豆制品的摄入量以及多吃水果、蔬菜和薯类。
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