人体碳水化合物

人体碳水化合物

营养学第四节碳水化合物

碳水化合物亦称糖，旧称“醣”。是由碳、氢、氧三种元素所组成。多数糖中的氢氧比例为2：1，与水分子相似，故称为碳水化合物。糖是绿色植物光合作用的产物。糖在自然界分布很广，种类也多。如日常食用最多的淀粉类食品（包括大米、面粉、玉米、红薯、马铃薯、藕粉、粉丝、栗子等），食糖（葡萄糖、蔗糖、蜂蜜、果糖、乳糖等）和植物纤维（包括纤维素，半纤维素，木质素、果胶等）都属于这类化合物。每日膳食中糖的摄入量远远超过蛋白质和脂肪，糖是人体主要供给热能的物质。约占人体每天所需总热量的55-65%，有时也超过80%。

一、糖的组成和分类

根据糖的结构不同，可以分为单糖，双糖和多糖三大类。

（一）单糖

单糖是分子结构最简单并且不能水解的最基本的糖分子。包括由三个碳原子至六个碳原子所组成的糖类。单糖的结晶物质，易溶于水，有甜味，不经消化过程就可为人体吸收利用。在营养上有重要作用的单糖是葡萄糖、果糖和半乳糖三种。

1.葡萄糖

是单糖中最重要的一种。分子式为C6H12O6 ，在自然界分布很广，主要存在于植物性食物中，动物性食物也有。一般来说水果中含量最丰富，如柑桔、橙子，西瓜、甜瓜，葡萄等，其中以葡萄含量最多，大约为干重的20%，葡萄糖对人体很重要，人体血糖主要就是葡萄糖，在体内氧化可释放热量。

2.果糖

分子式与葡萄糖相同，但结构不同，为白色晶体，是最甜的一种糖，其甜度为蔗糖的1.75倍，果糖存在于水果中，蜂蜜含量最多。蔬菜中也含有少量的果糖。食物中的果糖在人体内可转变为肝糖元，然后分解为葡萄糖。

3.半乳糖

半乳糖是二糖类的乳糖经消化后，一半转变为半乳糖，一半转变为葡萄糖。故它在自然界中不能单独存在，半乳糖的甜度比葡萄糖低，当然更低于果糖。它在人体内可转变为肝糖元而被利用。半乳糖中的醛酸是植物中的果胶和半纤维素的成分之一，它又是构成神经组织的重要成分，琼脂（俗名洋粉或冻粉）的主要成分就是多缩半乳糖，它在食品工业上可作凝固剂来制作果膏、果酱、软糖等食

品，在西式糕点上用琼脂着色点缀后晶莹透亮，光彩夺目，极为美观，可增进食欲。

（二）双糖和低聚糖

双糖也称二糖，是由两个分子单糖缩合失去一个分子的水而形成的化合物。双糖味甜，多为结晶体，易溶于水，不能直接为人体所吸收，和我们生活关系密切的双糖有：蔗糖，麦芽糖和乳糖三种

1.蔗糖

在甘蔗和甜菜中含量特别丰富，香蕉、菠萝、大枣、柿子等水果中含量也较多。日常食用的红糖、白糖、砂糖都是蔗糖。它是糖果和糕点的主要原料。

蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子果糖缩合而成。为白色晶体，易溶于水，熔点为185~186°C，当加热至200°C时变成焦糖（俗称：糖色）。烹调中红烧类菜肴的酱红色，就是将白糖炒成焦糖着色而成。蔗糖很甜，其甜度仅次于果糖。

多吃食糖易引起龋齿，因此，必需保持牙齿卫生，大量摄入食糖可能与肥胖症、糖尿病、动脉硬化、冠心病等发病率与关。

2.麦芽糖

分子式与蔗糖相同，是由两分子葡萄糖缩合而成。为针状晶体，易溶于水。在各类种子发出的芽中含量较多，尤以麦芽中含量最多，所以叫麦芽糖。我们食用淀粉类食品（米、面制品）在口腔中慢慢咀嚼时愈嚼感觉愈甜，就是唾液淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖的缘故。所以，唾液、胰液中含的淀粉酶能将淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖经水解形成两分子葡萄糖才能被人体吸收。

麦芽糖还用于啤酒制作，啤酒就是以大麦芽为原料制成的糖化液（主要成分为麦芽糖）再经过发酵制成的。麦芽糖又是饴糖的主要成分，因为饴糖是以碎米为原料，麦芽为糖化剂，使碎米中淀粉经糖化作用而转化为麦芽糖的。饴糖是糕点面包的配方原料和烹饪的常用原料，如烤鸭、烧饼等食品制作常用饴糖。饴糖加热时随温度的升高可产生由浅黄-红黄-酱红-焦黑等不同的色泽。

3.乳糖

分子式与蔗糖相同而结构不同。是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成的双糖。为白色晶体，较难溶于水，它只存在于乳汁中，人乳中约含6-7%，牛乳中约含4-5%。

乳糖在肠道吸收较慢，而有助于乳酸菌的生长繁殖，乳酸菌可对抗腐败菌的繁殖和生长，对于防止婴儿的某些肠道疾病是有益的。

乳糖在乳酸菌的作用下，可分解为乳酸，这是牛乳容易变酸的原因，也是制造酸牛乳、酸奶酪的基本原理。

糖类并不都是甜的，各类糖的甜度不尽相同。一般以蔗糖的甜度为100作标准，果糖的甜度为173.3，葡萄糖的甜度为74.3，麦芽糖为32.5，半乳糖为32.1，乳糖为16，所以果糖是糖类中最甜的一种糖，而乳糖是最不甜的一种糖。

4.低聚糖

低聚糖是由2~10个单糖以苷键聚合而成的碳水化合物，有许多低聚糖如低聚果糖、低聚半乳糖、低聚乳糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖等都具有营养和生理两方面的意义。功能性低聚糖能够代替或部分代替甜味剂。

（三）多糖

多糖是由若干个单糖分子缩合而成的高分子物质，构成多糖的单糖分子数量不一，可以是几百，几千，是一类复杂的碳水化合物。多糖无甜味，但经消化酶作用可分解为葡萄糖，多糖类中的淀粉，糖元，纤维素等在营养上有重要作用。淀粉和糖元是指能被人体消化吸收的多糖类，而纤维素是不能被人体消化吸收的多糖类。

1.淀粉

在当今世界范围内，人类膳食中最基本和最丰富的碳水化合物是淀粉。淀粉是绿色植物光合作用的产物，因此，谷类、豆类、硬果类及马铃薯、红薯、芋头、山药等块茎类的植物性食物中含量都很丰富。如谷类含淀粉70%，豆类50%，马铃薯24%。

根据淀粉的结构不同可以分为直链淀粉和支链淀粉两种。能够溶于热水的可溶性淀粉称为直链淀粉。只能在热水中膨胀，不溶于热水的为支链淀粉。淀粉无甜味也不溶于冷水，但加水加热至沸时，就会形成糊浆（俗称浆糊），这称为糊化作用。糊浆有粘性，遇冷产生胶凝作用，副食加工中粉条、粉丝、粉皮的制作，糕点上的烫面就是利用淀粉这一原理制成的。

淀粉在酶的作用下，依次分解为糊精、麦芽糖和葡萄糖，最终以葡萄糖的形式被机体吸收利用。含淀粉的食物在高温作用下就能变成一些糊精，如烤饼干，面包或烤馒头表面那层棕黄色的硬皮，熬米糊时表面那层粘性膜都是淀粉变成的糊精，糯米（俗称江米或酒米）中含糊精较多。糊精在肠道中有利于嗜酸杆菌的生长，减轻肠内细菌的腐化作用，小儿腹泻时，常给一些烤干馒头片吃，就是利用这种作用。

2.糖原

糖原又叫动物淀粉或肝糖原，是存在于动物肝脏和肌肉组织中类似于植物淀粉的一类物质，只是葡萄糖结合时产生的分枝较植物淀粉多，是由三千至六万个葡萄糖单位构成的多糖。人体内的淀粉约有三分之二存在于肌肉称肌糖原。三分之一存在于肝脏称肝糖原。当饮食中糖或脂肪摄入过多时，一部分就转变成糖元贮存肝脏和肌肉中，而当体内缺糖时，糖原转变成葡萄糖供机体利用。