碳水化合物

碳水化合物根據(jù)其能否水解和水解后的生成物可分為下述三類。

碳水化合物單糖類

單糖是糖的基本單位，不能再行水解。自然界中的單糖以四個、五個或六個碳原子最為普遍，食品中以戊糖和己糖較多，尤以己糖分布最廣。

戊糖在自然界中大都以形成多糖的成分而存在，如阿拉伯糖存在于半纖維素中，稻草、木材中含有木糖的成分。戊糖不能被人體吸收。

己糖中最重要的有三種：葡萄糖、果糖、半乳糖。

(1)葡萄糖除了構(gòu)成水果與蔬菜類甜味的成分，還以結(jié)合狀態(tài)構(gòu)成各種多糖及低聚糖，如淀粉、纖維素、半纖維素、麥芽糖、肝糖原等。葡萄糖的甜度相對來說不高，約為蔗糖的0.6倍。

(2)果糖是葡萄糖的異構(gòu)糖，主要存在于水果中而得名，是甜度最高的糖，約為蔗糖的1.5倍。果糖吸濕性強。果糖與葡萄糖結(jié)合構(gòu)成蔗糖，多數(shù)果糖結(jié)合成為多糖類的菊糖。果糖也是蜂蜜的糖分組成之一。

(3)半乳糖為無游離狀態(tài)存在，與葡萄糖結(jié)合構(gòu)成乳糖，存在于動物乳汁中。

碳水化合物低聚糖類

在低聚糖類中以兩分子單糖所結(jié)合而成的雙糖為最重要，有麥芽糖、蔗糖和乳糖。

(1)麥芽糖由二分子葡萄糖結(jié)合而成，可由淀粉水解得到，是飴糖的主要成分，甜度比蔗糖低，有還原性。

(2)蔗糖是食品中最重要的甜味料，由一個葡萄糖分子和一個果糖分子構(gòu)成，無還原性，甘蔗和甜菜中含量最高。

(3)乳糖由半乳糖和葡萄糖構(gòu)成，甜度約為蔗糖的0.7倍。乳糖是雙糖中溶解度最小而又沒有吸濕性的一種，在食品和醫(yī)藥工業(yè)中可作特殊用途。乳糖也具有還原性。

碳水化合物多糖類

多糖類是一類高分子化合物，由許多單糖分子組合而成，種類很多，如淀粉糖原、纖維素、到半纖維素和果膠等。

在人們知道碳水化合物的化學性質(zhì)及其組成以前，碳水化合物已經(jīng)得到很好的利用，如今含碳水化合物豐富的植物作為食物，利用其制成發(fā)酵飲料，作為動物的飼料等。一直到18世紀一名德國學者馬格拉夫從甜菜中分離出純糖和從葡萄中分離出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速發(fā)展。1812年，俄羅斯化學家報告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加熱可水解為葡萄糖。1884年，有人指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三種元素，其中H和O的比例恰好與水相同為2：1，好像碳和水的化合物，故稱此類化合物為碳水化合物，這一名稱，被一直沿用。

碳水化合物是生命細胞結(jié)構(gòu)的主要成分及主要供能物質(zhì)，并且有調(diào)節(jié)細胞活動的重要功能。機體中碳水化合物的存在形式主要有三種，葡萄糖、糖原和含糖的復合物，碳水化合物的生理功能與其攝入食物的碳水化合物種類和在機體內(nèi)存在的形式有關(guān)。1.膳食碳水化合物是人類獲取能量的最經(jīng)濟和最主要的來源，能夠提供和儲存熱能；2.碳水化合物是構(gòu)成機體組織的重要物質(zhì)，維持大腦功能必須的能源并參與細胞的組成和多種活動；此外還有調(diào)節(jié)脂肪代謝、提供膳食纖維、節(jié)約蛋白質(zhì)、抗生酮、解毒和增強腸道功能的作用。

選擇食用何種碳水化合物是十分重要的，因為碳水化合物會對健康飲食及對疾病的防范起重要作用。

碳水化合物是你身體的燃料。碳水化合物是使你的體內(nèi)器官工作所需的燃料，例如你的大腦主要用它作為能量的來源。大多數(shù)的碳水化合物來自植物、谷物、蔬菜、水果和豆類是其主要來源。奶制品是唯一含有大量碳水化合物且源自動物的食品。

碳水化合物有三種類型：糖類、淀粉和纖維，糖類和淀粉中的碳水化合物每克產(chǎn)生4000卡路里的熱量，纖維并不產(chǎn)生熱量，它不能被吸收，然而它卻可以幫助處于消化系統(tǒng)中的食物順暢地移動及減慢其對熱量的吸收。

對比一下，每克脂肪產(chǎn)生9000卡路里的熱量。所有的碳水化合物都是以糖為單位的，根據(jù)其的含量和它們之間復雜聯(lián)接程度來決定碳水化合物是：

簡單的（如糖類）：它們是由單或雙糖單元組成的，牛奶、水果和一些蔬菜中都含有簡單碳水化合物，然而人們攝取簡單碳水化合物的主要來源是添加糖和加工食品。

復雜的（如淀粉和纖維）：它們是由糖單元鏈條結(jié)合構(gòu)成的。與簡單碳水化合物相比，人體要用更多步驟才能分解淀粉。而纖維則更加復雜，以致人體根本不能吸收。谷物類或由谷物類加工而成的食品中含有復雜碳水化合物，如面包，谷物和意大利通心粉。土豆和一些蔬菜象玉米中都含有大量的淀粉。

關(guān)于高纖維

某些復雜碳水化合物在我們飲食中所起的重要作用正引起我們更多的注意。而那些含有高纖維和營養(yǎng)豐富的谷物，蔬菜和豆類更引起我們的興趣。高纖維碳水化合物消化得比較慢，結(jié)果使體內(nèi)血糖水平不會升高的太快。相比之下，低纖維碳水化合物消化得比較快，所以體內(nèi)血糖水平會迅速升高。

血糖量的迅速升高導致體內(nèi)產(chǎn)生更多的胰島素，它是一種荷爾蒙可幫助調(diào)節(jié)體內(nèi)血糖水平。這樣長此以往，會導致健康問題。

碳水化合物攝入來源

一般說來，對碳水化合物沒有特定的飲食要求。主要是應該從碳水化合物中獲得合理比例的熱量攝入。另外，每天應至少攝入50~100克可消化的碳水化合物以預防碳水化合物缺乏癥。

碳水化合物的主要食物來源有：糖類、谷物（如水稻、小麥、玉米、大麥、燕麥、高粱等）、水果（如甘蔗、甜瓜、西瓜、香蕉、葡萄等）、干果類、干豆類、根莖蔬菜類（如胡蘿卜、番薯等）等。

碳水化合物含量計算

食品營養(yǎng)標簽中的碳水化合物是指每克產(chǎn)生能量為17kJ/g 的部分，數(shù)值可由減法或加法獲得。

減法：食品總質(zhì)量分別減去蛋白質(zhì)、脂肪、水分、灰分和膳食纖維的質(zhì)量，即是碳水化合物的量。

加法：淀粉和糖的總和即為碳水化合物。

總碳水化合物指碳水化合物和膳食纖維的總和。

碳水化合物攝入選擇

營養(yǎng)專家普遍認為，人們每天攝入的50%~60%的熱量應來自碳水化合物。由于碳水化合物的不同，所以更多的證據(jù)表明你應慎重選擇飲食。

對于簡單碳水化合物，飲用牛奶和果汁，食用適量的水果是十分重要的。但食用糖和其他甜味劑會提供大量體內(nèi)不需要的熱量對健康有害。

對于復雜碳水化合物，應避免僅僅食用低纖維碳水化合物，淀粉（如土豆）和精加工的谷物（如白米飯，通心粉和白面包）。這些食品中的碳水化合物會被身體迅速轉(zhuǎn)化為單糖。

相反，應盡量多食用含大量纖維的碳水化合物。特別是豆類和全麥類食品會對人體健康有益。按照這些專家推薦的水果和蔬菜的食用量，可以對碳水化合物進行完整，健康的攝入。

有很多方法攝取碳水化合物簡單的方法攝取含更多碳水化合物的食品。食用風干的水果、食用包含豆類且豐盛的湯、改吃全麥面包、食用黃色稻米而非白米（或在白米中混入野生稻米）。

碳水化合物攝入過量

當膳食中碳水化合物過多時，就會轉(zhuǎn)化成脂肪貯存于身體內(nèi)，使人過于肥胖而導致各類疾病如高血脂、糖尿病等。

膳食中碳水化合物的主要來源是植物性食物，如谷類、薯類、根莖類蔬菜和豆類，另外是食用糖類。碳水化合物只有經(jīng)過消化分解成葡萄糖、果糖和半乳糖才能被吸收，而果糖和半乳糖又經(jīng)肝臟轉(zhuǎn)換變成葡萄糖。血中的葡萄糖簡稱為血糖，少部分血糖直接被組織細胞利用與氧氣反應生成二氧化碳和水，放出熱量供身體需要，大部分血糖則存在人體細胞中，如果細胞中儲存的葡萄糖已飽和，多余的葡萄糖就會以高能的脂肪形式儲存起來，多吃碳水化合物發(fā)胖就是這個道理！

有研究顯示，某些碳水化合物含量豐富的食物會使人體血糖和胰島素激增，從而引起肥胖，甚至導致糖尿病和心臟病，原因是這些碳水化合物食物的血糖負載很高。醫(yī)學界的5個臨床試驗表明，低碳水化合物飲食和低脂飲食一樣能有效促進快速減肥，并能預防糖尿病和心臟病等疾病。

100多年前，一位名叫威廉·邦庭的肥胖英國男子用低碳水化合物的飲食方法成功減肥。隨后，他寫了一本題為《給肥胖人士的信》的書，在公眾中掀起熱潮，但卻遭到了醫(yī)學界的嘲笑。一個多世紀以后，邦庭的理論終于幸運地被證明是科學和有效的。上世紀70年代，心臟病專家羅伯特·阿特金斯博士證明碳水化合物含量高的食物會刺激胃口、增大食欲、使人發(fā)胖，而且還會誘發(fā)2型糖尿病。阿金斯博士的實驗還證明低碳水化合物飲食可以在短時間內(nèi)促進體重下降。如今，許多人都熱衷于采用“阿金斯飲食法”。

30年前，阿特金斯提出，面包、馬鈴薯和面食對人類健康無益的理論，被當時的營養(yǎng)學家斥為謬論。以前的醫(yī)學營養(yǎng)界只認為脂肪是人類健康的罪魁禍首。然而越來越多的專家認為阿金斯的理論是有一定科學道理的，碳水化合物的確對人體健康有害。

選擇健康的碳水化合物食物，既然有一部分碳水化合物食物能引起肥胖和疾病，那么要避免這種問題的發(fā)生，就應該選擇健康的碳水化合物食品，也就是血糖負載低的碳水化合物。

碳水化合物攝入缺乏

膳食中缺乏碳水化合物，可造成膳食蛋白質(zhì)浪費，組織蛋白質(zhì)和脂肪分解增強以及陽離子的丟失等。將導致全身無力，疲乏、血糖含量降低，產(chǎn)生頭暈、心悸、腦功能障礙等。嚴重者會導致低血糖昏迷。

糖類化合物由C、H、O三種元素組成，分子中H和O的比例通常為2：1，與水分子中的比例一樣，故稱為碳水化合物?？捎猛ㄊ紺_m（H₂O）_n表示。因此，曾把這類化合物稱為碳水化合物。但是后來發(fā)現(xiàn)有些化合物按其構(gòu)造和性質(zhì)應屬于糖類化合物，可是它們的組成并不符合C_m（H₂O）_n 通式，如鼠李糖（C₆H₁₂O₅）、脫氧核糖（C₅H₁₀O₄）等；而有些化合物如甲醛、乙酸（C₂H₄O₂）、乳酸（C₃H₆O₃）等，其組成雖符合通式C_m（H₂O）_n，但結(jié)構(gòu)與性質(zhì)卻與糖類化合物完全不同。所以，碳水化合物這個名稱并不確切，但因使用已久，迄今仍在沿用。 (另外像碳酸（H₂CO₃）、碳酸鹽（XXCO₃）、碳單質(zhì)（C）、碳的氧化物（CO₂、CO）、水（H₂O）都不屬于有機物，也就是不屬于碳水化合物。

食物中的碳水化合物分成兩類：人可以吸收利用的有效碳水化合物，如：單糖、雙糖、多糖和人不能消化的無效碳水化合物，如：纖維素。

碳水化合物一般的化學表達式為C_m（H₂O）_n。

(1) 供給能量：每克葡萄糖產(chǎn)熱16千焦（4千卡），人體攝入的碳水化合物在體內(nèi)經(jīng)消化變成葡萄糖或其它單糖參加機體代謝。每個人膳食中碳水化合物的比例沒有規(guī)定具體數(shù)量，我國營養(yǎng)專家認為碳水化合物產(chǎn)熱量占總熱量的60~65%為宜。平時攝入的碳水化合物主要是多糖，在米、面等主食中含量較高，攝入碳水化合物的同時，能獲得蛋白質(zhì)、脂類、維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維等其它營養(yǎng)物質(zhì)。而攝入單糖或雙糖如蔗糖，除能補充熱量外，不能補充其它營養(yǎng)素。

同時應多食用復合碳水化合物淀粉、不消化的抗性淀粉、非淀粉多糖和低聚糖等碳水化合物；限制純能量食物如糖的攝入量，提倡攝入營養(yǎng)素、能量密度高的食物，以保障人體能量和營養(yǎng)素的需要及改善胃腸道環(huán)境和預防齲齒的需要。

(2) 構(gòu)成細胞和組織：每個細胞都有碳水化合物，其含量為2%~10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在，分布在細胞膜、細胞器膜、細胞漿以及細胞間質(zhì)中。

(3) 節(jié)省蛋白質(zhì)：食物中碳水化合物不足，機體不得不動用蛋白質(zhì)來滿足機體活動所需的能量，這將影響機體用蛋白質(zhì)進行合成新的蛋白質(zhì)和組織更新。因此，完全不吃主食，只吃肉類是不適宜的，因肉類中含碳水化合物很少，這樣機體組織將用蛋白質(zhì)產(chǎn)熱，對機體沒有好處。所以減肥病人或糖尿病患者最少攝入的碳水化合物不要低于150克主食。

(4) 維持腦細胞的正常功能：葡萄糖是維持大腦正常功能的必需營養(yǎng)素，當血糖濃度下降時，腦組織可因缺乏能源而使腦細胞功能受損，造成功能障礙，并出現(xiàn)頭暈、心悸、出冷汗、甚至昏迷。

(5) 抗酮體的生成：當人體缺乏糖類時，可分解脂類供能，同時產(chǎn)生酮體。酮體導致高酮酸血癥。

(6) 解毒：糖類代謝可產(chǎn)生葡萄糖醛酸，葡萄糖醛酸與體內(nèi)毒素（如：藥物 膽紅素）結(jié)合進而解毒。

(7) 加強腸道功能：與膳食纖維有關(guān)。如：防治便秘、預防結(jié)腸和直腸癌、防治痔瘡等。

其它：碳水化合物中的糖蛋白和蛋白多糖有潤滑作用。另外它可控制細腦膜的通透性。并且是一些合成生物大分子物質(zhì)的前體，如嘌呤、嘧啶、膽固醇等。

能量（energy） 指每克碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量值。

熱量轉(zhuǎn)換系數(shù)碳水化合物和脂肪的能量系數(shù)

在體內(nèi)可以完全氧化，其能量系數(shù)分別為4.0kcal（16.7kJ）/g和9.0kcal（37.6kJ）/g；

熱量轉(zhuǎn)換系數(shù)蛋白質(zhì)的能量系數(shù)

在體內(nèi)不能完全氧化，其代謝產(chǎn)物（尿素、尿酸、肌酐等）中仍含有1.3kcal的能量；蛋白質(zhì)的能量系數(shù)為4.0kcal（16.7kJ）/g 。