碳水化物

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碳水化物是自然界存在很多的一大类物质。是食物中的主要成分之一。由碳、氢、氧三种元素组成;每两个氢原子有一个氧原子,这个比数和水相同,故名碳水化合物,简称碳水化物。

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碳水化物 - 简介

碳水化物碳水化物的物理性质
碳水化物是自然界存在很多的一大类物质。是食物中的主要成分之一。由三种元素组成;每两个氢原子有一个氧原子,这个比数和水相同,故名碳水化合物,简称碳水化物。低分子量的碳水化物有甜味,所以碳水化物又称糖类。碳水化物是人体的重要营养素,与蛋白质脂肪一起,被称为“三大营养素”。碳水化物由碳、氢、氧三种元素组成,其中氢。氧之间的比例同水一样(2:1),因此叫做碳水化物,它是绿色植物用水和二氧化碳作原料,利用太阳的光能作动力制造出来的。地球上只有绿色植物具有这种能力。从这个意义上讲,人和其他动物都是依靠植物生存的。

碳水化物 - 定义概述

碳水化物碳水化物食品
碳水化物包括单糖双糖多糖。单糖是最简单的碳水化物,具有甜味,易溶于水,可不经消化直接为机体吸收和利用。正因为如此,紧急情况下,就常用葡萄糖生理盐水为人体补充能量和水分。最常见的单糖是葡萄糖和果糖。存在于血液中的血糖就是葡萄糖。果糖最甜(甜度为蔗糖的1.75倍),存在于水果中,蜂蜜中含量最多。存在于牛奶中的乳糖,存在于甘蔗、甜菜中的蔗糖、存在于抬糖(由麦芽酿制而成)中的麦芽糖,都是双糖。

米饭、馒头在口内咀嚼时人会感觉到的甜味,就是一部分淀粉经唾液中淀粉酶分解成为麦芽糖的缘故。多糖由数百个至数千个葡萄糖分子组成,无甜味,不易溶于水,经消化后可分解为单糖。最常见的多糖是淀粉。我们吃的谷类、豆类、薯类中淀粉含量都很丰富。淀粉的消化过程依次为淀粉→糊精麦芽糖→葡萄糖。为人体吸收、利用的是淀粉消化的最终产物——葡萄糖。第二种多糖是糊精。糯米中糊精较多,煮米粥时表层形成的粘性膜就是糊精。有些地区习惯用米糊喂婴儿是适宜的。第三种多糖是糖原,它是贮藏在动物体内的淀粉,所以又叫动物淀粉。碳水化物摄人量过多时,除部分转化为脂肪外,就以糖原的形态贮存于肝脏和肌肉中。当机体缺糖时,糖原就分解为葡萄糖,供给机体利用。第四种多糖就是食物纤维,包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。由于人体没有消化这种多糖的酶,所以它们同上述的三种多糖不同,基本上以渣滓形态到达肠下段,最后作为粪便排出体外。但它们对于食物的消化代谢,清扫肠道垃圾,起着十分重要的作用。

1.膳食纤维指存在于食物中的不能被人体消化吸收的多糖类化合物的总称。主要包括纤维素、半纤维素、木质素果胶等。

2.节约蛋白质作用当体内碳水化物供给不足时,机体为了满足自身对葡萄糖的需要,则动用蛋白质通过糖原异生作用产生葡萄糖,长期下去将因蛋白质过度分解而对机体器官造成损害,因此摄入足够的碳水化物能预防过多的体内蛋白质进入糖异生旁路,而有利于发挥蛋白质特有的生理功能,这种作用称为节约蛋白质作用。

3.抗生酮作用脂肪酸在体内分解代谢时产生的乙酰基需与碳水化物代谢产生的草酰乙酸结合才能进入三羧酸循环而最终被彻底氧化。当碳水化物不足时,因草酰乙酸不足使得脂肪酸不能被彻底氧化分解而产生过多酮体,当超过了肌肉等外周组织的分解能力时,会发生酮症酸中毒。反之,当碳水化物充足时可防止酮症酸中毒的发生,这种作用称为抗生酮作用。

碳水化物 - 成分供给

碳水化合物供给:膳食蛋白质脂肪、碳水化物均能提供热能,但膳食碳水化物供热比例最高,以占总热能的60~70%为宜。

碳水化物 - 食物来源

碳水化物丰富含碳水化物的水果
食物中碳水化物的来源有五大类:谷物、蔬菜、水果、奶和糖。谷物中除淀粉和膳食纤维外,还有蛋白质、矿物质和维生素。薯类、豆类和植物的根和块茎都是淀粉的来源。所有蔬菜都有纤维素、蛋白质、矿物质和维生物。豆类还有脂肪。水果中有葡萄糖和蔗糖、膳食纤维、矿物质、维生素。糖是纯碳水化物,不含其他营养素,多吃后能影响食欲,降低其他营养素的摄取量。含淀粉多的坚果提供淀粉类碳水化物,食糖等提供单糖、双糖类碳水化物;蔬菜、水果及粗糙的粮谷类是膳食纤维的主要来源。

动物性食物中只有奶能提供一定数量的碳水化物。乳糖在肠内停留时间较其他双糖长,有利于细菌的生长,某些细菌能产生维生素B12和其他B族维生素。人成年后乳糖酶逐渐消失,所以奶及奶制品会引起某些人的腹泻。

碳水化物 - 主要分类

(一)单糖

碳水化物多食丰富含有碳水化物的食品
在结构上由3-7个碳原子构成。食物中的单糖主要有以下几种。

1.葡萄糖6碳糖,是构成食物中各种糖类的基本单位,是一类具有右旋性和还原性的醛糖,是人类空腹时唯一游离存在的六碳糖,在人血浆中的浓度是5mmol/L。

2.果糖6碳酮糖,主要存在于水果及蜂蜜中。玉米糖浆含果糖40-90%,是饮料、冷冻食品、糖果蜜饯生产的重要原料。果糖吸收后经肝脏转变成葡萄糖被人体利用,部分可转变为糖原、脂肪或乳酸。

3.半乳糖乳糖的组成成分,半乳糖在人体中先转变成葡萄糖后被利用,母乳中的半乳糖实在体内重新合成的,而不是食物中直接获得的。

4.其它单糖(1)戊糖类,如核糖脱氧核糖等;(2)甘露糖,主存在于水果和根、茎 类蔬菜中;(3)糖醇类,如山梨醇、甘露醇、木糖醇等。

(二)双糖

由两分子单糖缩合而成。常见以下几种。

蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖以α糖苷键连接而成。日常食用白糖即蔗糖,是由甘蔗或甜菜提取而来。
麦芽糖由两分子葡萄糖以α糖苷键连接而成。是淀粉的分解产物,存在于麦芽中。
乳糖有一分子葡萄糖与一分子半乳糖以β糖苷键连接而成。存在于乳中。
海藻糖由两分子葡萄糖组成,存在于真菌及细菌之中。

(三)寡糖

碳水化物碳水化物的生化代谢
是由3-10个单糖构成的小分子多糖。较重要的有:

棉子糖:由葡萄糖、果糖和半乳糖构成。
水苏糖:由组成棉子糖的三糖再加上一个半乳糖组成。
以上两种主存在于豆类食品中,因在肠道中不被消化吸收,产生气体和产物,可造成肠胀气;而有些寡糖可被肠道有意细菌利用,而促进这些菌群的增加而有保健作用。

(四)多糖

大于10个单糖组成的多糖化合物。其中一部分可被人体消化吸收,如糖原、淀粉,另一部分不能被人体消化吸收,如膳食纤维

1.糖原为含有许多葡萄糖分子和支链的动物多糖。由肝脏和肌肉合成和贮存。食物中糖原很少。

2.淀粉许多葡萄糖组成的能被人体消化吸收的植物多糖。是人类碳水化物的主要食物来源。据其结构可分为支链淀粉和直链淀粉。

3.膳食纤维指存在于食物中不能被机体消化吸收的多糖类化合物的总称。人类消化道中无分解这类多糖(β-糖苷键连接)的酶,故人体不能消化吸收,但具有重要的生理作用。可分为不溶性纤维与可溶性纤维。

(1)不溶性纤维

1)纤维素存在于所有植物中,以小麦为代表。
2)半纤维素存在于小麦黑麦大米蔬菜中。
3)木质素存在于所有植物中。

(2)可溶性纤维

1)果胶、树胶和粘胶存在于柑橘类和燕麦类制品中。
2)某些半纤维素存在于豆类中。

碳水化物 - 功能

碳水化物的功能

体内碳水化物以葡萄糖、糖原和含糖复合物三种存在形式,其功能与其存在形式有关。碳水化物的主要功能有以下几点。

碳水化物多食含络合碳水化物食品
1.提供机体热能:碳水化物是人类从膳食中取得热能的最经济最最主要的来源。碳水化物在体内氧化的最终产物为二氧化碳和水。当碳水化物提供能量充足时,可发挥对蛋白质的节约作用和对脂肪的抗生酮作用。中枢神经、红细胞只能靠葡萄糖提供能量,故碳水化物对维持神经组织和红细胞功能有重要意义。糖原是肌肉和肝脏中碳水化物的贮存形式,其中肝脏中糖原在机体需要时,分解为葡萄糖进入血循环,提供机体对能量的需要;肌肉中的糖原只供自身的能量需要。

2.是机体的重要组成成分:碳水化物以含糖复合物的形式参与机体成分的构成。如结缔组织中粘蛋白、神经组织中的糖脂等都是一些寡糖复合物;DNARNA中含大量核糖,在遗传物质中起着重要的作用。

3.节约蛋白质作用:当体内碳水化物供给不足时,机体为了满足自身对葡萄糖的需要,则动用蛋白质通过糖原异生作用产生葡萄糖,长期下去将因蛋白质过度分解而对机体器官造成损害,因此摄入足够的碳水化物能预防过多的体内蛋白质进入糖异生旁路,而有利于发挥蛋白质特有的生理功能,这种作用称为节约蛋白质作用。

4.抗生酮作用:脂肪酸在体内分解代谢时产生的乙酰基需与碳水化物代谢产生的草酰乙酸结合才能进入三羧酸循环而最终被彻底氧化。当碳水化物不足时,因草酰乙酸不足使得脂肪酸不能被彻底氧化分解而产生过多酮体,当超过了肌肉等外周组织的分解能力时,会发生酮症酸中毒。反之,当碳水化物充足时可防止酮症酸中毒的发生,这种作用称为抗生酮作用。

5.提供膳食纤维发挥以下生理功能:

增强肠蠕动,利于粪便排除。
具有吸水膨胀功能,增加粪便体积,从而稀释肠道内有害物质的浓度及降低其吸收。
维持肠道正常菌群,有利于益生菌的生长,不利于厌氧菌的生长。
控制体重及降低血糖、血胆固醇等保健功能。
预防结肠碍癌发生的作用。
碳水化合物的消化吸收。

碳水化物消化吸收主要在小肠进进行;在肠道中,一些膳食纤维可被肠道细菌作用,产生水分、气体和短连脂肪酸,可被吸收产生热能;有一部分人为乳糖不耐受症:他们不能或少量地分解吸收乳糖,大量乳糖因未被吸收而进入大肠,在肠道细菌作用下产酸、产气、引起胃肠不适、胀气、痉挛腹泻等。

碳水化物 - 生理功用

  (1)产热量每mol葡萄糖氧化供能时,理论上最多得2870Kj(686 kcal)。葡萄糖的分子量是180,每克葡萄糖产热2870/180=15.94kJ(686/180或3.81kcal)。传统上取其整数16Kj(4kcal)。世界卫生组织,把葡萄糖订为16KJ(3.75kcal),淀粉为18Kj(4.1kCal)。我国和美国药典规定配制输液用的葡萄糖含1mol结晶水,每克产热16×180/198或14.5kJ(3,75×180/198或3.41kCal)。静脉输液时葡萄糖提供的能量应以14.5Kj/g(3.41kCal/g)计算。

(2)膳食中碳水化物所占能量的百分比碳水化物没有规定的需要量,因为氨基酸和甘油在体内都能变成糖。但每人每天至少需摄食可以消化的碳水化物为50~100g。否则会引起酮病、组织蛋白分解过多,以及阳离子,特别是钠离子,和水的丢失。

食物中碳水化物太多也不好。根据营养学家的意见,总能量中的55%应由碳水化物来供应,其中单、双糖提供的不多于14%。 摄入多糖(主要是淀粉)的同时,能获得蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维。摄入单双糖(主要是蔗糖)时,不能取得除糖以外的其他营养素。而且摄入蔗糖过多能引起龋齿、心血管疾病和糖尿病。

(3)蔗糖过多的影响 

①冠心病:蔗糖过多,膳食纤维过少,冠心病的死亡率高。如本世纪以来,美国人的死亡率越来越低,而冠心病死亡率却明显升高。自1900年的每10万人中167.3人,增至1965年的237。7人。

从1909年到1965年,美国人的食物中,每人每天摄取的能量下降约10%。蛋白质的变化不大。脂肪在总量中所占的百分数,虽增加9%,但增加的主要不不饱和脂肪酸(以亚油酸为代表)。从食物中计算所得的胆固醇摄入量,1909~1913年每人每天是495mg,1965年是518mg。所以脂肪和胆固醇变化不大。最明显的变化是淀粉摄入减少,而单、双糖吃得多了。1909年~1913年每人每到摄取碳水化物492g,其中蔗糖占31.7%;1965年碳水化物374g,蔗糖占51.2%。

再从膳食纤维的角度看,半个世纪以来,美国人的摄入量也有所减少。他们吃的水果和蔬菜的总量不变,水果的品种从苹果改为多吃柑桔。苹果含量胶多,柑桔的果胶集中在桔皮中,一般不吃。这一改变导致了膳食纤维摄入量的减少。

从横的方面,Yudkin比较了15个国家的能量、总脂肪、动物脂肪、植物脂肪、奶油、人造奶油、总蛋白、动物蛋白、蔗糖的摄取量和冠心病死亡率的关系,发现只和蔗糖成正相关。

纵横两个方面的比较,都说明摄取量和冠心病死亡率高,膳食纤维也有一定影响。不少实验研究也都证明这一点。 [1]

相关文献

附图

 

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参考资料:
[1] ^ 引用日期:2010-12-09
扩展阅读:
1食品伙伴网
2飞华健康网
3上海市农业委员会
开放分类: 我来补充
有机化合物 营养学

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