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碳水化合物的分类及其在人体中的作用

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:表1-1 碳水化合物的分类构成糖类的基本单位,一般是含有3~6个碳原子的多羟基醛或多羟基酮。人体的肝脏是实际利用果糖的唯一器官,它可以将果糖迅速转化。乳糖是婴儿主要食用的糖类物质。随着结肠内发酵方式与吸收状态的不同,这些无法直接吸收,却能发酵的碳水化合物,每克可产生0~2.5cal的热量。

碳水化合物的分类及其在人体中的作用

按聚合度(DP)划分,通常将其分为单糖、双糖、寡糖和多糖,此外也包括其衍生物——糖醇类物质(见表1-1)。

生理学营养学划分可分为:①可利用碳水化合物(可溶性碳水化合物):指能被机体分解吸收、提供能量的糖类物质,包括单糖、双糖,多糖中的淀粉、糖原、糊精等;②不可利用碳水化合物(结构性碳水化合物):指不能被机体吸收利用供给能量的物质,包括有特殊功能的膳食纤维和一般性的粗纤维以及低聚糖。

表1-1 碳水化合物的分类

构成糖类的基本单位,一般是含有3~6个碳原子的多羟基醛或多羟基酮。单糖就是不能再水解的糖类,是构成各种双糖和多糖分子的基本单位,如葡萄糖、半乳糖、果糖;双糖就是由两个单糖组成的,如蔗糖、乳糖、麦芽糖;糖醇如山梨醇、甘露糖醇等。

(一)单糖(sugar)

单糖是糖类的基本构成单位,易溶于水,可直接被人体吸收利用。

1.葡萄糖

葡萄糖是在人类空腹时唯一存在的单糖。人体的血糖就是指血液中葡萄糖的含量。葡萄糖主要由淀粉水解而来。此外,还可来自蔗糖、乳糖等的水解。它是机体最方便吸收、利用的单糖。有些器官实际上完全依靠葡萄糖供给所需的能量。例如,大脑中无能量储备,每日约需100~120g葡萄糖。要维持正常工作,必须保持一定的血糖水平,因此在早餐仅提供牛奶加鸡蛋这样的高蛋白质食物是不符合营养学要求的。

2.果糖

果糖存在于蜂蜜和许多水果中,为白色晶体,人工制作的玉米糖浆中含果糖可达到40%~90%,是饮料、冷冻食品、糖果蜜饯生产的重要原料。

机体内的果糖是由蔗糖分解而得,吸收时部分果糖进一步被肠黏膜细胞转变成葡萄糖和乳酸。人体的肝脏是实际利用果糖的唯一器官,它可以将果糖迅速转化。其他部位的果糖含量极低。因此,果糖作为肌肉运动能源不如葡萄糖及时,但作为运动后的恢复糖原储备较为有利。另一方面,果糖的代谢可以不受胰岛素制约,故糖尿病人可适当食用果糖;但大量摄入果糖,容易出现恶心、呕吐、上腹部疼痛以及不同血管区的血管扩张现象。

3.半乳糖

半乳糖是乳糖的重要组成成分,很少以单糖的形式存在于食品中。半乳糖吸收后在肝脏内转变成肝糖,然后分解为葡萄糖被机体利用。此外,半乳糖的吸收速度较快,以葡萄糖的吸收速度为100,则果糖为43,半乳糖为130。

(二)双糖

1.蔗糖

蔗糖是从甜菜或甘蔗中提取出来的。因此,蔗糖是天然食品,是安全的营养型甜味剂。蔗糖可分解为一分子果糖和一分子葡萄糖。

目前已知一些蔗糖的功能,比如蔗糖可以增加机体ATP的合成,有利于氨基酸的活力与蛋白质的合成;蔗糖具有一定的解毒功能,食物中毒者,在没有得到医生救治时,可立即服用大量的白糖水,起到解毒保肝的作用;蔗糖对肝病患者有提高肝的解毒能力、促进肝细胞恢复、保护肝脏的作用;人们若不慎轻度烫伤、擦伤、创口出血,在没有医疗的条件下,可将伤口清洗后,将蔗糖敷在伤口上,能抑制细菌的繁殖、止血消炎,有助于伤口愈合。(www.xing528.com)

当然,过度摄入蔗糖会引起健康问题,比如龋齿的发生,对于肥胖症、糖尿病人要严格限制蔗糖的摄入等。生产中蔗糖的理想替代物有异麦芽酮糖、异麦芽酮糖醇和异麦芽酮糖浆等。

2.麦芽糖

麦芽糖又称饴糖,为蔗糖的同分异构体。一般植物含量很少,但种子发芽时可因酶的作用分解淀粉生成,尤其在麦芽中含量较多。动物体内除淀粉水解外不含麦芽糖。食品工业中所用麦芽糖主要由淀粉经酶水解而来,是食品工业中重要的糖质原料。其甜度约为蔗糖的1/2。它除了是一种高能物质外,在少量促进双歧杆菌生长的同时,也能被腐败菌所利用,产生气体,会引起消化道不适,儿童多食对牙齿不利。

3.乳糖

乳糖由是由葡萄糖、半乳糖组成的双糖,甜度较低,是哺乳动物乳汁的主要成分。其含量依动物不同而异,通常人乳含约7%,牛乳含约5%。乳糖是婴儿主要食用的糖类物质。随着年龄的增长,肠道中的乳糖酶活力下降,因而很多成年人食用大量的乳糖后不易消化,即乳糖不耐症。食物中乳糖含量高于15%时可导致渗透性腹泻。

乳糖的功能除供热外,还可促进钙、磷、镁、锌和其他微量元素的吸收。对婴儿生长发育十分重要,一周岁以内的小儿每千克体重每天约需要糖13g,主要摄入的就是乳糖。乳糖在通过小肠中段后,被黏膜上皮细胞的乳糖酶分解成葡萄糖和半乳糖,最终产物乳酸可造成肠道酸性环境,增加了钙盐的溶解性,使更多的钙被吸收。乳糖代谢产生的酸性环境可促进双歧杆菌的生长,双歧杆菌代谢产生乳酸和醋酸,抑制了致病菌的生长,可使婴儿减少肠道感染。乳糖很少致龋齿,对婴儿有利。

(三)寡糖(oligosaccharide)

寡糖也称低聚糖,指聚合度为3~9的碳水化合物。它是替代蔗糖的新型功能性糖源。低聚糖主要有两类,主要是低聚麦芽糖和异麦芽低聚糖,其他糖如棉子糖、水苏糖、低聚果糖等。低聚糖可以从天然食物萃取出来,也可以利用生化科技及酶促反应,利用淀粉及双糖(如蔗糖等)合成。

低聚糖并不能被人体的胃酸破坏,也无法被消化酶分解。但它可以被肠中的细菌发酵利用,转换成短链脂肪酸以及乳酸。随着结肠内发酵方式与吸收状态的不同,这些无法直接吸收,却能发酵的碳水化合物,每克可产生0~2.5cal的热量。但是寡糖的生理活性更受到重视。

低聚糖具有重要的生理功能,主要表现在下述几方面。

(1)低聚糖是体内有益肠道细菌——双歧杆菌的增殖因子,可改善肠道微生态环境,加强胃肠道消化吸收功能,有效排除体内毒素,增强机体的抗病能力。

(2)低聚糖甜度比蔗糖低,口感柔和,不能被口腔病原菌分解而生成导致龋齿的酸性物质,因此对预防龋齿具有积极作用。

(3)低聚糖可通过增加免疫作用而抑制肿瘤的生长,此外某些低聚糖对大肠杆菌有较强的抑菌作用,可阻碍病原菌的生长繁殖。

(4)作为一种新型的甜味剂,低聚糖也是一种低能量糖,大豆低聚糖的热值仅为蔗糖的50%,可添加在糖尿病人的专用食品中。

(四)多糖(polysaccharide)

多糖指聚合度大于等于10的碳水化合物,包括淀粉和非淀粉多糖。可用通式(C6H10O5n表示。由相同的单糖组成的多糖称为多糖,如淀粉、纤维素和糖原;以不同的单糖组成的多糖称为杂多糖,如阿拉伯胶是由戊糖和半乳糖等组成。

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