功能
碳水化物的功能
體內碳水化物以葡萄糖、糖原和含糖複合物三種存在形式,其功能與其存在形式有關。碳水化物的主要功能有以下幾點。
1.提供機體熱能:碳水化物是人類從膳食中取得熱能的最經濟最最主要的來源。碳水化物在體內氧化的最終產物為二氧化碳和水。當碳水化物提供能量充足時,可發揮對蛋白質的節約作用和對脂肪的抗生酮作用。中樞神經、紅細胞只能靠葡萄糖提供能量,故碳水化物對維持神經組織和紅細胞功能有重要意義。糖原是肌肉和肝臟中碳水化物的貯存形式,其中肝臟中糖原在機體需要時,分解為葡萄糖進入血循環,提供機體對能量的需要;肌肉中的糖原只供自身的能量需要。
2.是機體的重要組成成分:碳水化物以含糖複合物的形式參與機體成分的構成。如結締組織中粘蛋白、神經組織中的糖脂等都是一些寡糖複合物;DNA和RNA中含大量核糖,在遺傳物質中起著重要的作用。
3.節約蛋白質作用:當體內碳水化物供給不足時,機體為了滿足自身對葡萄糖的需要,則動用蛋白質通過糖原異生作用產生葡萄糖,長期下去將因蛋白質過度分解而對機體器官造成損害,因此攝入足夠的碳水化物能預防過多的體內蛋白質進入糖異生旁路,而有利於發揮蛋白質特有的生理功能,這種作用稱為節約蛋白質作用。
4.抗生酮作用:脂肪酸在體內分解代謝時產生的乙醯基需與碳水化物代謝產生的草醯乙酸結合才能進入三羧酸循環而最終被徹底氧化。當碳水化物不足時,因草醯乙酸不足使得脂肪酸不能被徹底氧化分解而產生過多酮體,當超過了肌肉等外周組織的分解能力時,會發生酮症酸中毒。反之,當碳水化物充足時可防止酮症酸中毒的發生,這種作用稱為抗生酮作用。
5.提供膳食纖維發揮以下生理功能:
增強腸蠕動,利於糞便排除。
具有吸水膨脹功能,增加糞便體積,從而稀釋腸道內有害物質的濃度及降低其吸收。
維持腸道正常菌群,有利於益生菌的生長,不利於厭氧菌的生長。
控制體重及降低血糖、血膽固醇等保健功能。
預防結腸礙癌發生的作用。
碳水化合物的消化吸收。
碳水化物消化吸收主要在小腸進進行;在腸道中,一些膳食纖維可被腸道細菌作用,產生水分、氣體和短連脂肪酸,可被吸收產生熱能;有一部分人為乳糖不耐受症:他們不能或少量地分解吸收乳糖,大量乳糖因未被吸收而進入大腸,在腸道細菌作用下產酸、產氣、引起胃腸不適、脹氣、痙攣和腹瀉等。
生理功用
(1)產熱量每mol葡萄糖氧化供能時,理論上最多得2870Kj(686kcal)。葡萄糖的分子量是180,每克葡萄糖產熱2870/180=15.94kJ(686/180或3.81kcal)。傳統上取其整數16Kj(4kcal)。世界衛生組織,把葡萄糖訂為16KJ(3.75kcal),澱粉為18Kj(4.1kCal)。我國和美國藥典規定配製輸液用的葡萄糖含1mol結晶水,每克產熱16×180/198或14.5kJ(3,75×180/198或3.41kCal)。靜脈輸液時葡萄糖提供的能量應以14.5Kj/g(3.41kCal/g)計算。
(2)膳食中碳水化物所占能量的百分比碳水化物沒有規定的需要量,因為胺基酸和甘油在體內都能變成糖。但每人每天至少需攝食可以消化的碳水化物為50~100g。否則會引起酮病、組織蛋白分解過多,以及陽離子,特別是鈉離子,和水的丟失。
食物中碳水化物太多也不好。根據營養學家的意見,總能量中的55%應由碳水化物來供應,其中單、雙糖提供的不多於14%。 攝入多糖(主要是澱粉)的同時,能獲得蛋白質、脂類、維生素、礦物質、膳食纖維。攝入單雙糖(主要是蔗糖)時,不能取得除糖以外的其他營養素。而且攝入蔗糖過多能引起齲齒、心血管疾病和糖尿病。
(3)蔗糖過多的影響
①冠心病:蔗糖過多,膳食纖維過少,冠心病的死亡率高。如本世紀以來,美國人的死亡率越來越低,而冠心病死亡率卻明顯升高。自1900年的每10萬人中167.3人,增至1965年的237。7人。
從1909年到1965年,美國人的食物中,每人每天攝取的能量下降約10%。蛋白質的變化不大。脂肪在總量中所占的百分數,雖增加9%,但增加的主要不不飽和脂肪酸(以亞油酸為代表)。從食物中計算所得的膽固醇攝入量,1909~1913年每人每天是495mg,1965年是518mg。所以脂肪和膽固醇變化不大。最明顯的變化是澱粉攝入減少,而單、雙糖吃得多了。1909年~1913年每人每到攝取碳水化物492g,其中蔗糖占31.7%;1965年碳水化物374g,蔗糖占51.2%。
再從膳食纖維的角度看,半個世紀以來,美國人的攝入量也有所減少。他們吃的水果和蔬菜的總量不變,水果的品種從蘋果改為多吃柑桔。蘋果含量膠多,柑桔的果膠集中在桔皮中,一般不吃。這一改變導致了膳食纖維攝入量的減少。
從橫的方面,Yudkin比較了15個國家的能量、總脂肪、動物脂肪、植物脂肪、奶油、人造奶油、總蛋白、動物蛋白、蔗糖的攝取量和冠心病死亡率的關係,發現只和蔗糖成正相關。
縱橫兩個方面的比較,都說明攝取量和冠心病死亡率高,膳食纖維也有一定影響。不少實驗研究也都證明這一點。