糖,不仅仅是甜的……

金文泉

中国科普作协会员

澳大利亚昆士兰大学高级访问学者

糖是甜的。

我这个上海人从小爱吃糖，直到今天我年已古稀，还依然爱吃甜食，连炒菜也总要加上那么一点糖。

蔗糖最早是由印度人制成的，那是在公元前3000年的事。其实，糖的甜味无论对人类还是对动物都会引起愉悦的感受，而且这种美好的味觉反应是与生俱来的。糖为我们生命不仅仅带来甜的享受，还给生命提供了永恒的碳源与能源。换言之，生命与糖是须臾不能分离的。更让人惊奇的是，新近的糖生物学进展告诉我们，糖竟然与精子和卵细胞的产生，与卵的受精及着床等等都有密切关系，这表明了糖不仅维护生命，而且还是生命延续的保护神！

人那么地需要糖，但遗憾的是，人和动物体内糖含量极微少。血液中糖的浓度保持在每100毫升血液中仅有0.1克，糖尿病人才会超越此值。生物学家告诉我们，只有绿色植物的叶绿素能吸收太阳光的能源，把水与二氧化碳合成葡萄糖（据计算，全球每年光合作用的产糖量大致在1000亿吨以上）。人和动物就是坐享其成地吃植物合成的糖来维持生命。有科幻作家曾经设想，如能把叶绿素成功地植入人的皮肤，那么，人就不用再吃饭，饿了只需晒晒太阳就行了。饥荒就成了浮云！但那仅仅是科幻作家荒诞的幻想而已！

糖的名称与分类

碳水化合物又称糖类，是植物的叶绿素经光合作用合成的一大类含碳、氢、氧三种元素的化合物。绝大多数碳水化合物分子所含的氢与氧原子数的比例为2:1，与水分子相同，所以习惯上将糖类称为碳水化合物。食物中的碳水化合物主要来自谷类的淀粉，谷类产量大，生产成本低，是我国人民膳食中最主要、最经济的能量来源。

根据碳水化合物的每个糖分子所含单糖数目的多少进行分类，可以将其分为单糖、双糖和多糖。

(一)单糖

单糖是最简单的碳水化合物，可溶于水，而且容易被人体吸收。食物中的单糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖。葡萄糖可以由谷类的淀粉水解产生，也存在于多种水果和蔬菜中，可以直接被人体吸收、利用，血液中的糖主要是葡萄糖。果糖存在于各种水果中，蜂蜜中含量最多。果糖被吸收后转变为葡萄糖。半乳糖是乳糖的分解产物，在体内也会转变为葡萄糖。

(二)双糖

双糖是由两个单糖分子脱水缩合而成，在肠内经过水解形成单糖后才被吸收利用。最常见的双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖等。蔗糖是由葡萄糖和果糖缩合而成。从甘蔗和甜菜提取的粗制蔗糖是红糖；绵白糖和白砂糖是精制的蔗糖。麦芽糖是由两分子葡萄糖缩合而成，麦子在发芽时，淀粉分解为麦芽糖，故名麦芽糖。乳糖是葡萄糖和半乳糖缩合而成，存在于人的乳汁中，乳糖在肠道分解后吸收。

(三)多糖

多糖是由10个或10个以上的单糖分子组成的高分子聚合物。营养学上将其分为淀粉多糖和非淀粉多糖。

1、淀粉多糖

（1）淀粉：淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，主要存在于谷类、根茎类等植物中，是人类碳水化合物的主要来源。直链淀粉是由数十至数百个葡萄糖分子残基以α-1，4糖苷键连接而成的一条直链，并卷曲成螺旋状结构；支链淀粉一般由数千个葡萄糖残基组成，每条链中的葡萄糖残基以α－1，4糖苷键相连，每两条链之间以α－l，6糖苷键连接。支链淀粉的含量与食物的品质有关，糯性粮食如糯米、糯玉米等含有较多的支链淀粉。

为什么糯米要比籼米又软又糯？

直链淀粉结构像项链；而支链淀粉结构像树枝的枝丫。糯米的淀粉之中支链淀粉所占的比例很高。由于这些分子相互交叉在一起，因此糯米煮熟后显得又软又糯，相互交叉的支链淀粉分子很难被淀粉酶所分解，因而难消化。老人常偏爱糯米食品（汤圆、粽子），由于很难消化，加之老人消化力减弱，易产生消化不良，故不宜多吃糯食。

（2）糖原：糖原又称动物淀粉，存在于动物肝脏和肌肉中。糖原能迅速地分解为葡萄糖，快速供给能量。肝糖原可维持血糖浓度的恒定，肌糖原可提供机体运动时所需的能量。

2、非淀粉多糖——膳食纤维

膳食纤维是不能被人体消化酶分解的植物细胞壁和基架物质中的某些非淀粉多糖（包括纤维素、半纤维素、果胶等）和木质素（其结构不是碳水化合物），主要存在于谷类的外皮和蔬菜、水果中。因膳食纤维在体内的代谢和功能与其他碳水化合物有较大的差别，我们将其列为另一类营养物质。

碳水化合物的消化、

吸收与代谢

人体内的生物氧化与锅炉和汽车发动机内的高温燃烧是完全不同的。生物氧化是在低温（37℃）下进行的彻底、高效的氧化。最终，葡萄糖在酶的作用下，一步一步地氧化（脱氧），最终完全氧化为二氧化碳及水。

(一)碳水化合物的消化漫漫路

●口腔内消化

碳水化合物的消化自口腔开始。口腔分泌的唾液中含有唾液淀粉酶，能催化淀粉、分子水解成麦芽糖。这就是白馒头为什么会越嚼越甜的原因。所以我们提倡细嚼慢咽。

●胃内消化

由于胃液中不含任何能水解淀粉的酶，所以在胃中没有什么消化活动。

●肠内消化

碳水化合物的消化主要是在小肠中进行，通过胰腺分泌的胰淀粉酶实现。消化结果可使淀粉变成麦芽糖及少量葡萄糖等。

现代生理学证明，碳水化合物的彻底消化竟是在小肠黏膜上皮细胞表面上进行的。小肠黏膜上皮细胞刷状缘上含有淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶及乳糖酶，可谓种类繁多，品种齐全。最后把多糖彻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、很彻底

碳水化合物经过消化变成单糖后才能被小肠黏膜细胞吸收。单糖被吸收后，运送到全身各个器官。

(三)碳水化合物的代谢很微妙

1、无氧分解

在无氧情况下，碳水化合物能进行无氧分解代谢，也称为“无氧糖酵解”。

当刘翔用13秒跨110米栏时，全靠无氧氧化供能。

2、有氧氧化

葡萄糖的有氧氧化反应过程很复杂，最后进入三羧酸循环被彻底氧化成二氧化碳和水，并释放出能量。

1分子葡萄糖彻底氧化是无氧酵解生成能量的18~19倍，因此能量的利用率也就很高。

生物化学家克雷布斯研究发现的三羧酸循环是人体内糖、脂肪、氨基酸代谢的共同枢纽，也是共同的归宿。终于揭开了人体生物氧化的秘密。

(四)糖原的合成与分解

糖原的合成和分解作用在维持血糖相对恒定方面具有重要作用。例如饥饿时，血糖趋于低下，这时肝糖原分解加速，使血糖升高恢复正常；反之，当机体饱餐后，消化吸收的葡萄糖大量进入循环系统，血糖趋于升高，可通过糖原合成，使血糖水平下降而恢复正常。这正好像水库与河流的关系一样，河水涨或落，水进或出水库，使水位保持稳定。

值得注意的是，人体中储存糖的库容量很小。据科学家测定，人的肝脏内最多可储存108克糖原，肌肉则可储存280克糖原。当人体极度饥饿或断食时，有限的糖原以长期维持血糖稳定，这时就会出现低血糖现象：人体四肢无力，交感神经兴奋而脸色苍白、心慌、出冷汗，严重时会出现意识丧失与昏迷，如不及时纠正会导致死亡。

在马拉松长跑比赛时，运动员一次要跑完42公里195米的长距离，当其跑完一半距离而折返后，沿途设有糖盐水供应。这是为了及时给运动员补糖，保证供能，以免出现低血糖。

(五)糖异生

由非糖物质转变成葡萄糖的过程称为糖异生。糖异生的主要场所是肝脏。糖异生有以下两大生理功能：

1、保持饥饿时血糖相对稳定。饥饿时，血糖趋于下降。当肝糖原耗尽时，机体组织蛋白质分解而来的大量氨基酸以及由体脂分解而来的甘油等非糖物质加速转变成葡萄糖，使血糖保持相对稳定，这对于大脑保证供能，维持其生理功能十分重要。

2、促进肌乳酸的充分利用。当人体剧烈运动时， 肌肉经糖酵解作用生成大量的乳酸，通过血液运送到肝脏。肝脏糖异生，使乳酸转变为葡萄糖，又返回肌肉供能。

(六)三大物质代谢相互协调

三羧酸循环是糖、脂、蛋白质最后分解的共同代谢途径。它们的代谢不是彼此独立，而是相互关联的，互相转变。

碳水化合物的生理功能

(一)提供能量(能源)

碳水化合物是人类最广泛、最经济、最主要的能量来源。1克糖在体内氧化可产生约16.7千焦（相当于4千卡）的能量。维持人体正常生理活动所需要的能量中，55%~65%由碳水化合物提供。碳水化合物在人体内释放能量快，供能也快。碳水化合物是心脏、大脑、红细胞、白细胞等重要组织细胞的唯一能量来源。

(二)构成机体组织(碳源)

碳水化合物是构成机体组织细胞的重要物质，主要通过参与核糖、脱氧核糖、糖脂、糖蛋白等的构成，发挥重要的生理功能。

(三)抗生酮作用

脂肪在体内代谢产生的乙酰基必须与碳水化合物代谢参与才能进入三羧酸循环彻底氧化。如果膳食中碳水化合物的摄入不足，将导致脂肪氧化不全而产生过量的酮体，引起酮血症与酮尿症。

(四)节约蛋白质作用

当碳水化合物摄入不足时，则通过糖原异生作用利用蛋白质产生葡萄糖。如动用体内过多的蛋白质更会影响机体的健康。这好比我们平时用木柴、煤炭燃烧取暖，当然也可烧绸缎、衣料取暖，但岂不太浪费了？

(五)改善食物的色、香、味、形

利用碳水化合物的各种性质可以加工成各种色、香、味、形不同的食品，既可增进食欲，又能丰富饮食生活。

(六)解毒功能

碳水化合物在代谢中生成的葡萄糖醛酸是一种重要的体内解毒剂，可在肝脏中与多种来自血液的有害物质结合而起到解毒作用。如与细菌毒素、酒精、砷等相结合后排出体外。所以我们建议，患肝炎病人应适当多吃一点糖，将有助于肝的解毒与肝炎的康复。

(七)增强肠道功能

非淀粉多糖、抗性淀粉、功能性低聚糖等在小肠中难以消化和吸收，但可在结肠中发酵，产生短链脂肪酸，促进肠道益生菌的生长繁殖，维持结肠黏膜上皮细胞的健康。膳食纤维可增强饱腹感，促进肠道蠕动，防止便秘、痔疮的发生，还具有预防结肠癌的作用。

碳水化合物的

参考摄入量及食物来源

中国营养学会于2000年提出：碳水化合物提供的能量应占膳食总能量的55%~65%，但要限制纯能量食物如食糖的摄入量，每天不超过总能量的10%。

碳水化合物主要来自谷类、薯类、豆类、蔬菜水果类等植物性食物，如谷类含碳水化合物60%~80%，薯类合15%~29%，豆类含21%~60%。谷类和薯类是淀粉的主要来源；蔗糖、糖果、甜点、水果、含糖饮料和蜂蜜等是单糖和双糖的主要来源；奶类及其制品是乳糖的唯一来源。

每逢春节这个月，是中国人一年中饮食最丰富，也是最乱的日子，常常因过节的餐饮、宴席而吃过多的鸡鸭鱼肉，饭量却不减。为了你的健康，请千万别忘了吃饭！

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