糖,不僅僅是甜的……

金文泉

中國科普作協(xié)會員

澳大利亞昆士蘭大學(xué)高級訪問學(xué)者

糖是甜的。

我這個上海人從小愛吃糖，直到今天我年已古稀，還依然愛吃甜食，連炒菜也總要加上那么一點糖。

蔗糖最早是由印度人制成的，那是在公元前3000年的事。其實，糖的甜味無論對人類還是對動物都會引起愉悅的感受，而且這種美好的味覺反應(yīng)是與生俱來的。糖為我們生命不僅僅帶來甜的享受，還給生命提供了永恒的碳源與能源。換言之，生命與糖是須臾不能分離的。更讓人驚奇的是，新近的糖生物學(xué)進展告訴我們，糖竟然與精子和卵細胞的產(chǎn)生，與卵的受精及著床等等都有密切關(guān)系，這表明了糖不僅維護生命，而且還是生命延續(xù)的保護神！

人那么地需要糖，但遺憾的是，人和動物體內(nèi)糖含量極微少。血液中糖的濃度保持在每100毫升血液中僅有0.1克，糖尿病人才會超越此值。生物學(xué)家告訴我們，只有綠色植物的葉綠素能吸收太陽光的能源，把水與二氧化碳合成葡萄糖（據(jù)計算，全球每年光合作用的產(chǎn)糖量大致在1000億噸以上）。人和動物就是坐享其成地吃植物合成的糖來維持生命。有科幻作家曾經(jīng)設(shè)想，如能把葉綠素成功地植入人的皮膚，那么，人就不用再吃飯，餓了只需曬曬太陽就行了。饑荒就成了浮云！但那僅僅是科幻作家荒誕的幻想而已！

糖的名稱與分類

碳水化合物又稱糖類，是植物的葉綠素經(jīng)光合作用合成的一大類含碳、氫、氧三種元素的化合物。絕大多數(shù)碳水化合物分子所含的氫與氧原子數(shù)的比例為2:1，與水分子相同，所以習(xí)慣上將糖類稱為碳水化合物。食物中的碳水化合物主要來自谷類的淀粉，谷類產(chǎn)量大，生產(chǎn)成本低，是我國人民膳食中最主要、最經(jīng)濟的能量來源。

根據(jù)碳水化合物的每個糖分子所含單糖數(shù)目的多少進行分類，可以將其分為單糖、雙糖和多糖。

(一)單糖

單糖是最簡單的碳水化合物，可溶于水，而且容易被人體吸收。食物中的單糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖。葡萄糖可以由谷類的淀粉水解產(chǎn)生，也存在于多種水果和蔬菜中，可以直接被人體吸收、利用，血液中的糖主要是葡萄糖。果糖存在于各種水果中，蜂蜜中含量最多。果糖被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰０肴樘鞘侨樘堑姆纸猱a(chǎn)物，在體內(nèi)也會轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰?/p>

(二)雙糖

雙糖是由兩個單糖分子脫水縮合而成，在腸內(nèi)經(jīng)過水解形成單糖后才被吸收利用。最常見的雙糖有蔗糖、麥芽糖、乳糖等。蔗糖是由葡萄糖和果糖縮合而成。從甘蔗和甜菜提取的粗制蔗糖是紅糖；綿白糖和白砂糖是精制的蔗糖。麥芽糖是由兩分子葡萄糖縮合而成，麥子在發(fā)芽時，淀粉分解為麥芽糖，故名麥芽糖。乳糖是葡萄糖和半乳糖縮合而成，存在于人的乳汁中，乳糖在腸道分解后吸收。

(三)多糖

多糖是由10個或10個以上的單糖分子組成的高分子聚合物。營養(yǎng)學(xué)上將其分為淀粉多糖和非淀粉多糖。

1、淀粉多糖

（1）淀粉：淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，主要存在于谷類、根莖類等植物中，是人類碳水化合物的主要來源。直鏈淀粉是由數(shù)十至數(shù)百個葡萄糖分子殘基以α-1，4糖苷鍵連接而成的一條直鏈，并卷曲成螺旋狀結(jié)構(gòu)；支鏈淀粉一般由數(shù)千個葡萄糖殘基組成，每條鏈中的葡萄糖殘基以α－1，4糖苷鍵相連，每兩條鏈之間以α－l，6糖苷鍵連接。支鏈淀粉的含量與食物的品質(zhì)有關(guān)，糯性糧食如糯米、糯玉米等含有較多的支鏈淀粉。

為什么糯米要比秈米又軟又糯？

直鏈淀粉結(jié)構(gòu)像項鏈；而支鏈淀粉結(jié)構(gòu)像樹枝的枝丫。糯米的淀粉之中支鏈淀粉所占的比例很高。由于這些分子相互交叉在一起，因此糯米煮熟后顯得又軟又糯，相互交叉的支鏈淀粉分子很難被淀粉酶所分解，因而難消化。老人常偏愛糯米食品（湯圓、粽子），由于很難消化，加之老人消化力減弱，易產(chǎn)生消化不良，故不宜多吃糯食。

（2）糖原：糖原又稱動物淀粉，存在于動物肝臟和肌肉中。糖原能迅速地分解為葡萄糖，快速供給能量。肝糖原可維持血糖濃度的恒定，肌糖原可提供機體運動時所需的能量。

2、非淀粉多糖——膳食纖維

膳食纖維是不能被人體消化酶分解的植物細胞壁和基架物質(zhì)中的某些非淀粉多糖（包括纖維素、半纖維素、果膠等）和木質(zhì)素（其結(jié)構(gòu)不是碳水化合物），主要存在于谷類的外皮和蔬菜、水果中。因膳食纖維在體內(nèi)的代謝和功能與其他碳水化合物有較大的差別，我們將其列為另一類營養(yǎng)物質(zhì)。

碳水化合物的消化、

吸收與代謝

人體內(nèi)的生物氧化與鍋爐和汽車發(fā)動機內(nèi)的高溫燃燒是完全不同的。生物氧化是在低溫（37℃）下進行的徹底、高效的氧化。最終，葡萄糖在酶的作用下，一步一步地氧化（脫氧），最終完全氧化為二氧化碳及水。

(一)碳水化合物的消化漫漫路

●口腔內(nèi)消化

碳水化合物的消化自口腔開始。口腔分泌的唾液中含有唾液淀粉酶，能催化淀粉、分子水解成麥芽糖。這就是白饅頭為什么會越嚼越甜的原因。所以我們提倡細嚼慢咽。

●胃內(nèi)消化

由于胃液中不含任何能水解淀粉的酶，所以在胃中沒有什么消化活動。

●腸內(nèi)消化

碳水化合物的消化主要是在小腸中進行，通過胰腺分泌的胰淀粉酶實現(xiàn)。消化結(jié)果可使淀粉變成麥芽糖及少量葡萄糖等。

現(xiàn)代生理學(xué)證明，碳水化合物的徹底消化竟是在小腸黏膜上皮細胞表面上進行的。小腸黏膜上皮細胞刷狀緣上含有淀粉酶、麥芽糖酶、蔗糖酶及乳糖酶，可謂種類繁多，品種齊全。最后把多糖徹底地消化成大量的葡萄糖及少量的果糖、半乳糖。

(二)碳水化合物的吸收很完全、很徹底

碳水化合物經(jīng)過消化變成單糖后才能被小腸黏膜細胞吸收。單糖被吸收后，運送到全身各個器官。

(三)碳水化合物的代謝很微妙

1、無氧分解

在無氧情況下，碳水化合物能進行無氧分解代謝，也稱為“無氧糖酵解”。

當(dāng)劉翔用13秒跨110米欄時，全靠無氧氧化供能。

2、有氧氧化

葡萄糖的有氧氧化反應(yīng)過程很復(fù)雜，最后進入三羧酸循環(huán)被徹底氧化成二氧化碳和水，并釋放出能量。

1分子葡萄糖徹底氧化是無氧酵解生成能量的18~19倍，因此能量的利用率也就很高。

生物化學(xué)家克雷布斯研究發(fā)現(xiàn)的三羧酸循環(huán)是人體內(nèi)糖、脂肪、氨基酸代謝的共同樞紐，也是共同的歸宿。終于揭開了人體生物氧化的秘密。

(四)糖原的合成與分解

糖原的合成和分解作用在維持血糖相對恒定方面具有重要作用。例如饑餓時，血糖趨于低下，這時肝糖原分解加速，使血糖升高恢復(fù)正常；反之，當(dāng)機體飽餐后，消化吸收的葡萄糖大量進入循環(huán)系統(tǒng)，血糖趨于升高，可通過糖原合成，使血糖水平下降而恢復(fù)正常。這正好像水庫與河流的關(guān)系一樣，河水漲或落，水進或出水庫，使水位保持穩(wěn)定。

值得注意的是，人體中儲存糖的庫容量很小。據(jù)科學(xué)家測定，人的肝臟內(nèi)最多可儲存108克糖原，肌肉則可儲存280克糖原。當(dāng)人體極度饑餓或斷食時，有限的糖原以長期維持血糖穩(wěn)定，這時就會出現(xiàn)低血糖現(xiàn)象：人體四肢無力，交感神經(jīng)興奮而臉色蒼白、心慌、出冷汗，嚴重時會出現(xiàn)意識喪失與昏迷，如不及時糾正會導(dǎo)致死亡。

在馬拉松長跑比賽時，運動員一次要跑完42公里195米的長距離，當(dāng)其跑完一半距離而折返后，沿途設(shè)有糖鹽水供應(yīng)。這是為了及時給運動員補糖，保證供能，以免出現(xiàn)低血糖。

(五)糖異生

由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖的過程稱為糖異生。糖異生的主要場所是肝臟。糖異生有以下兩大生理功能：

1、保持饑餓時血糖相對穩(wěn)定。饑餓時，血糖趨于下降。當(dāng)肝糖原耗盡時，機體組織蛋白質(zhì)分解而來的大量氨基酸以及由體脂分解而來的甘油等非糖物質(zhì)加速轉(zhuǎn)變成葡萄糖，使血糖保持相對穩(wěn)定，這對于大腦保證供能，維持其生理功能十分重要。

2、促進肌乳酸的充分利用。當(dāng)人體劇烈運動時， 肌肉經(jīng)糖酵解作用生成大量的乳酸，通過血液運送到肝臟。肝臟糖異生，使乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵址祷丶∪夤┠堋?/p>

(六)三大物質(zhì)代謝相互協(xié)調(diào)

三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)最后分解的共同代謝途徑。它們的代謝不是彼此獨立，而是相互關(guān)聯(lián)的，互相轉(zhuǎn)變。

碳水化合物的生理功能

(一)提供能量(能源)

碳水化合物是人類最廣泛、最經(jīng)濟、最主要的能量來源。1克糖在體內(nèi)氧化可產(chǎn)生約16.7千焦（相當(dāng)于4千卡）的能量。維持人體正常生理活動所需要的能量中，55%~65%由碳水化合物提供。碳水化合物在人體內(nèi)釋放能量快，供能也快。碳水化合物是心臟、大腦、紅細胞、白細胞等重要組織細胞的唯一能量來源。

(二)構(gòu)成機體組織(碳源)

碳水化合物是構(gòu)成機體組織細胞的重要物質(zhì)，主要通過參與核糖、脫氧核糖、糖脂、糖蛋白等的構(gòu)成，發(fā)揮重要的生理功能。

(三)抗生酮作用

脂肪在體內(nèi)代謝產(chǎn)生的乙酰基必須與碳水化合物代謝參與才能進入三羧酸循環(huán)徹底氧化。如果膳食中碳水化合物的攝入不足，將導(dǎo)致脂肪氧化不全而產(chǎn)生過量的酮體，引起酮血癥與酮尿癥。

(四)節(jié)約蛋白質(zhì)作用

當(dāng)碳水化合物攝入不足時，則通過糖原異生作用利用蛋白質(zhì)產(chǎn)生葡萄糖。如動用體內(nèi)過多的蛋白質(zhì)更會影響機體的健康。這好比我們平時用木柴、煤炭燃燒取暖，當(dāng)然也可燒綢緞、衣料取暖，但豈不太浪費了？

(五)改善食物的色、香、味、形

利用碳水化合物的各種性質(zhì)可以加工成各種色、香、味、形不同的食品，既可增進食欲，又能豐富飲食生活。

(六)解毒功能

碳水化合物在代謝中生成的葡萄糖醛酸是一種重要的體內(nèi)解毒劑，可在肝臟中與多種來自血液的有害物質(zhì)結(jié)合而起到解毒作用。如與細菌毒素、酒精、砷等相結(jié)合后排出體外。所以我們建議，患肝炎病人應(yīng)適當(dāng)多吃一點糖，將有助于肝的解毒與肝炎的康復(fù)。

(七)增強腸道功能

非淀粉多糖、抗性淀粉、功能性低聚糖等在小腸中難以消化和吸收，但可在結(jié)腸中發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸，促進腸道益生菌的生長繁殖，維持結(jié)腸黏膜上皮細胞的健康。膳食纖維可增強飽腹感，促進腸道蠕動，防止便秘、痔瘡的發(fā)生，還具有預(yù)防結(jié)腸癌的作用。

碳水化合物的

參考攝入量及食物來源

中國營養(yǎng)學(xué)會于2000年提出：碳水化合物提供的能量應(yīng)占膳食總能量的55%~65%，但要限制純能量食物如食糖的攝入量，每天不超過總能量的10%。

碳水化合物主要來自谷類、薯類、豆類、蔬菜水果類等植物性食物，如谷類含碳水化合物60%~80%，薯類合15%~29%，豆類含21%~60%。谷類和薯類是淀粉的主要來源；蔗糖、糖果、甜點、水果、含糖飲料和蜂蜜等是單糖和雙糖的主要來源；奶類及其制品是乳糖的唯一來源。

每逢春節(jié)這個月，是中國人一年中飲食最豐富，也是最亂的日子，常常因過節(jié)的餐飲、宴席而吃過多的雞鴨魚肉，飯量卻不減。為了你的健康，請千萬別忘了吃飯！

咨詢

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