碳水化合物是生物界三大物質(zhì)之一(Pro, Fat),是自然界最豐富的有機(jī)物質(zhì)。碳水化合物主要存在于植物界,如谷類食物和水果蔬菜的主要成分是CH2O。碳水化合物統(tǒng)稱為糖類,它包含了單糖、低聚糖及多糖,是大多數(shù)食品中重要組成成分,也是人和動(dòng)物體的重要能源。單糖、雙糖、淀粉能為人體所消化吸收,提供熱能,果膠、纖維素維持人體健康具有重要作用。
一、碳水化合物的化學(xué)組成、分類和性質(zhì)
1、化學(xué)組成(chemical composition)
碳水化合物是C、H、O三元素組成一類多羥基醛或多羥基酮化合物,而且絕大多數(shù)氫原子是氧原子的兩倍。即氫與氧為2:1。它們的比例與水分的組成相同(水分子H2O)。因此被人們稱為“碳水化合物”即寫成CH2O。它們可用通式Cn(H2O)m表示,好像碳的水化物。但是籠統(tǒng)地說糖類稱為CH2O是不太確切的。比如,我們熟悉的甲醛,它的分子式為CH2O,醋酸C2H4O2,乳酸C3H6O3,從它們的結(jié)構(gòu)上講都類似于H與O=2:1的關(guān)系。按照這個(gè)比例它們都應(yīng)屬于碳水化合物,但是以上幾個(gè)物質(zhì)都沒有糖類的特性,所以它們不是碳水化合物。
又比如,C5H10O4去氧核糖,還有鼠李糖C6H12O5。這些屬于糖類,但不符合上面的比例。因此稱碳水化合物是C、H、O組成,通式為Cn(H2O)m是不確切的,但是歷史上一直沿用下來,而且人們也習(xí)慣了,所以至今仍然采用。
2、分類 chemical classification
按照有機(jī)化學(xué)可分成三類,它是根據(jù)在稀酸溶液中水解情況分類。
化學(xué)分類:
1、單糖
2、低聚糖(蔗糖、乳糖、麥芽糖) -------有效碳水化合物
3、多糖 營養(yǎng)性多糖(淀粉、糖原)
4、構(gòu)造性多糖(纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠)-------無效碳水化合物
現(xiàn)代營養(yǎng)工作者分為兩大類:
營養(yǎng)角度分 :
有效碳水化合物、無效碳水化合物(膳食纖維)
有效碳水化合物:對人體有營養(yǎng)(提供能量)性的稱做有效碳水化合物
無效碳水化合物:
膳食纖維:指人們的消化系統(tǒng)或者消化系統(tǒng)中的酶不能消化、分解、吸收的物質(zhì),但是消化系統(tǒng)中的微生物能分解利用其中一部分。
對于膳食纖維近幾年來人們研究得多。因?yàn)樗苯雨P(guān)系到人體健康。比如,西方國家得人普遍比東方國家吃得細(xì)、精,也就是他們吃的纖維少,谷類食物較少,而動(dòng)物性食品多,蛋白質(zhì)、油脂等高,所以在他們國家得直腸癌的人較多。目前引起了他們的重視。最近他們有好多食品廠在面包中加一些膳食纖維(米糠、麩皮等),還專門有些食品直接破碎,比如用小麥、玉米破碎后加工即可食。這樣各種維生素沒有破壞,對身體有好處。
另外還要考慮到糧谷碾磨加工精度時(shí),即要達(dá)到一定精白度,還要注意盡量減少維生素的損失。并注意保持膳食中纖維素有一定數(shù)量。
在食物成分表中,食品中碳水化合物含量通常以總碳水化合物或無氮抽出物來表示,二者都以減差法計(jì)算。何謂總碳水化合物,何謂無氮抽出物。
總碳水化合物(%)=100-(水分+粗蛋白質(zhì)+灰分+粗脂肪)%
無氮抽出物(%)=100-(水分+粗蛋白質(zhì)+灰分+粗脂肪+粗纖維素)%
3、性質(zhì)chemical property
對于糖的性質(zhì)我簡單提一下,這里不分單、雙糖
(1)糖的顯色反應(yīng)
單糖與濃鹽酸或濃硫酸作用,脫去三分子水生成糖醛。
(2)還原性
一些低分子糖具有還原性(蔗糖沒有還原性,因?yàn)檎崽菦]有半縮醛羥基)。
(3)旋光性
在一定的條件下,可以測出各種糖類的旋光性。
[α]20D=α/L·c
α----- 旋光度
c ----- 濃度
L----- 液層厚度或旋光管長度
[α]tD ----- 比旋光度
二、測定意義
1、糖對于新生嬰兒來說是最理想的。
Eg:乳糖,因?yàn)閶雰合纼?nèi)含有較多的乳糖酶,這種乳糖酶能把乳糖分解成葡萄糖和半乳糖。而半乳糖是構(gòu)成嬰兒腦神經(jīng)的重要物質(zhì)。如果用蔗糖代替乳糖,嬰兒大腦發(fā)育受到影響。
乳糖對于成年人來說,由于體內(nèi)乳糖酶減少。乳糖不易被吸收。
2、糖是焙烤食品的主要成分之一。
在焙烤食品中,糖與蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)。使焙烤制品產(chǎn)生金黃色的顏色。這種顏色可增加人們的食欲感。同時(shí)也增加了食品的色、香、味。
3.生理方面:
1)提供能量(糖與蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白,糖蛋白都是構(gòu)成軟骨、骨骼等結(jié)締組織的基質(zhì)成分)
2)構(gòu)成細(xì)胞成分
3)促進(jìn)消化(果蔬中的纖維素、果膠雖不能被消化機(jī)體利用、但可促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)和消化.但它分泌有助于正常消化和排便功能.)