碳水化合物 糖类(carbohydrates)化合物

碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、是生物界三大基础物质之一，也是自然界最丰富的有机物。碳水化合物碳水化合物的名称来源于此类物质多由碳、氢、氧三种元素组成，此类化合物的分子式中氢和氧的比例恰好与水相同，为2∶1，好像碳和水的化合物，因此而得名。我们一日三餐中约60％的能量来源于碳水化合物。近年来为预防慢性病的发生，鼓励增加碳水化合物摄入量、减少脂肪摄入量，这已成为许多国家饮食指南中的共识。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。

糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。 


碳水化合物的种类

碳水化合物是多羟醛或多羟酮的环状半缩醛或其缩合物，如醛、酮、醇和酸等化合物的衍生物和聚合物。从结构上看，碳水化合物是多羟醛或多羟酮的环状半缩醛或其缩合物，简单碳水化合物可以缩合成高分子的复杂碳水化合物，复杂的碳水化合物又可分解成简单的碳水化合物。从单糖开始，如葡萄糖和果糖，碳水化合物形成了一个梯度级的结构—糖单位配对地结合在一起，形成双糖、三糖或四糖，甚至有上亿个糖分子组成的复合聚合物——多糖。从简单到复杂可以分为单糖、寡糖和多糖。糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比例为1:2:1，一般化学通式为(CH2O)n。糖是生物代谢反应的重要中间代谢物，还可构成核酸和糖蛋白等重要生物成分、糖又是生命活动的主要能源。

糖类包括小分子的单糖(monosaccharide)、寡糖（oligosaccharide）和由单糖构成的大分子的多糖(polysaccharide)。重要的单糖包括葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、半乳糖(galactose)、核糖(ribose)、脱氧核糖(deoxyribose)等，重要的寡糖包括蔗糖(sucrose)、麦芽糖(maltose)、乳糖(lactose)等，重要的多糖有淀粉(starch)、纤维素(cellulose)、氨基葡聚糖(glycosaminoglycans)如几丁质(chitin)等。

◎ 单糖

单糖是所有碳水化合物的基本单位，食物中最常见的单糖是葡萄糖和果糖。人体吸收的碳水化合物大多转化为葡萄糖，细胞用来产生能量的也是葡萄糖。大多数单糖都能够迅速被消化吸收，并提供便宜的能量来源。果糖也是加到食物里的甜味剂，用于提高食品的香味和延长储存时间。

◎ 寡糖

寡糖又称低聚糖，是由3个以上10个以下的单糖分子通过糖苷键构成的聚合物，根据糖苷键的不同而有不同的名称。目前已知的几种重要的功能性低聚糖有异麦芽低聚糖、海藻糖、低聚果糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖等，甜度通常只有蔗糖的30％～60％。

◎ 多糖

多糖主要是淀粉和纤维素，淀粉是人类膳食碳水化合物的主要形式。谷类、薯类等植物中都有充足的淀粉。纤维素与淀粉一样，也是多糖，所不同的是纤维素的结构呈直线型，而且氢键很多，相当牢固，即使在加工条件下，植物细胞壁的纤维素也不会溶解。主要的膳食碳水化合物见下表：

主要的膳食碳水化合物

碳水化合物的作用

碳水化合物与蛋白质、脂肪是人体能量的三大支柱。碳水化合物主要是用来产生能量与贮存能量的物质。碳水化合物是机体主要物质的组成成分。人体内的糖蛋白、核糖、糖脂等都有糖参与组成：糖蛋白是构成细胞膜的成分之一；核糖和脱氧核糖分别参与核酸RNA和DNA的构成，而DNA和RNA是机体主要的遗传信息载体；糖脂是构成神经组织和生物膜的主要成分。由此可见糖参与多种有机物质的构成，是构成人体必不可少的原料。除此之外，碳水化合物还有以下作用：

◎ 供给热能

供给热能糖类是热能的主要来源，每1克碳水化合物可提供热能16.7千焦（4千卡）。其特点是：在总能量中所占比例大，提供能量快而及时，氧化的最终产物为二氧化碳和水，对机体无害。大脑需要葡萄糖作为惟一的能源物质，若血中葡萄糖水平下降，出现低血糖，会对大脑产生不良影响。

◎ 解毒作用

解毒作用肝脏内的糖原水平在机体对毒物的抵抗力和对某些化学物质的解毒作用中有重要的意义。若人体内肝糖原丰富，则对疾病的抵抗力较强，同时对四氯化碳、乙醇、砷等的有毒物质有较强的解毒作用。

◎ 节约蛋白质

节约蛋白质由于人体所需的能量主要由糖类供给，如果糖类供应充足，则不会致使脂肪在体内大量氧化，产生过多的酮体，引起酮症；也不会致使组织蛋白质过度分解，形成负氮平衡。吸收进入血液的各种己糖，首先在肝脏中转变成葡萄糖，通过血液循环运往各组织器官利用，若有富裕，则以糖原形式暂存于肝脏及肌肉中。体内贮存的糖类极少，仅为全天需要量的60％。因此必须按餐供给足量的含糖类食物，否则就要动用体内储备的脂肪，甚至蛋白质，来满足机体对能量的需要。

◎ 维持脑细胞的正常功能

维持脑细胞的正常功能维持脑细胞的正常功能维持脑细胞的正常功能维持脑细胞的正常功能碳水化合物是维持大脑正常功能的惟一能量来源。当血糖浓度下降时，脑组织可因缺乏能源而使脑细胞功能受损，造成功能障碍，并出现头晕、心悸、出冷汗甚至昏迷等症状。

碳水化合物的营养特点

营养学上把人体不能合成的小分子营养素称为必需营养素，六大类营养素中只有碳水化合物没有必需营养素。葡萄糖单体虽然是体内碳水化合物的小分子形式，但人体可以经过一系列中间代谢得到葡萄糖，所以葡萄糖不属于必需营养素。淀粉是由葡萄糖聚合而成的大分子，在消化道内先后经过淀粉酶、糊精酶和麦芽糖酶的水解，最后消化为葡萄糖，这一消化过程比蛋白质和脂肪的消化过程简单，所以碳水化合物在体内的消化率最高，可达到98％。碳水化合物在体内经生物氧化为二氧化碳和水，同时释放出能量，每1克碳水化合物可释放4.10千卡热能，比蛋白质和脂肪的热卡值都低。体内碳水化合物的主要形式是糖原，其结构类似淀粉，但分子更长、侧链更多，亦被称为动物淀粉。其主要存在于肝脏和肌肉中，总量约为300～400克，是人体能量的仓库，并能保持血糖的恒定。

碳水化合物的饮食来源

碳水化合物是机体能量最经济的来源，尤其是淀粉。植物性食物是碳水化合物的主要来源，而在植物中，谷类是人类可利用的碳水化合物最主要的来源。谷类食物中的碳水化合物是以淀粉的形式提供热量的。中国以水稻和小麦为主要粮食食品，其他一些粗粮，如玉米、小米、高粱米等也是碳水化合物来源之一。有些地区以薯类食品作为碳水化合物来源提供热量。粮食（谷类）中含碳水化合物的含量大约为60％～80％左右，薯类食品碳水化合物含量大约为15％～25％左右，水果由于含水量较大，故碳水化合物的含量比谷类少。

碳水化合物的摄入

由于每个人的具体情况不同，还无法规定一个人应该吃多少重量的碳水化合物，但碳水化合物的产热一般以占总热量的60％左右为宜。这也就是说，一个人应摄入多少碳水化合物和他摄入的总热量有关。如何计算一个人应该摄入多少碳水化合物呢？我们知道每克碳水化合物产热17千焦，可以应用下面这个公式计算：如一个人摄入总热量为10兆焦（2400千卡），10兆焦×60％÷17千焦＝360克碳水化合物。摄入的蔬菜、水果及其他食物中还含有少量碳水化合物，一般按50克左右计算，还剩余310克碳水化合物，这310克碳水化合物由粮食提供。每100克粮食中含有大约75克左右的碳水化合物，310÷75％＝413克粮食，则此人一天应摄入400克粮食。

过量摄入糖的危害

糖的用途广泛，与人们的生活关系密切。现代人的食糖量越来越多，甜饮料、甜点心、甜果品等已成为人们日常的食品，这样人们就容易在不知不觉中摄入过多的糖。在食物中，如大米、面粉等都含有大量的糖。但这里的“糖”是以多糖形式存在的，即我们常常听到的“淀粉”一词。这种多糖是我们身体需要的，没有什么害处。而我们常常听到的“小孩不要多吃糖”等告诫往往是指“蔗糖”。下面我们介绍的摄入过多则有害处的糖，就是指蔗糖。

◎ 导致营养不足与肥胖

导致营养不足与肥胖导致营养不足与肥胖导致营养不足与肥胖导致营养不足与肥胖每天若是吃糖或甜食较多，那么吃其他富含营养的食物就要减少。尤其是儿童，若吃糖或甜食过多，会使正餐食量减少，则蛋白质、矿物质、维生素等反而得不到及时补充，导致营养不足。吃糖过多，剩余的部分就会转化为脂肪，带来肥胖的后果，而且可导致肥胖病、糖尿病和高血脂症。

◎ 导致骨折与癌症

导致骨折与癌症过多的糖使体内维生素B1的含量减少。因为维生素B1是糖在体内转化能量时必须的物质，维生素B1不足，就会大大降低神经和肌肉的活动能力，从而易导致摔倒发生骨折。实验证实，癌症与缺钙关系密切，而能造成缺钙的白糖，被认为是诱发某些癌症的因素之一。

◎ 减少寿命

减少寿命长期吃高糖食物的人，可造成营养不良，肝脏、肾脏肿大，脂肪含量增加，他们的平均寿命将要缩短。

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