碳水化合物（一）
一、 前言
碳水化合物又稱為醣類，是由碳、氫、氧三種元素所組成，且以 Cn （ H 2 O ） n 的型式存在， C 為碳， H 2 O 為水， n 表是分子數，所以稱為碳水化合物，在中文裡又稱為「醣」。通常「醣」是泛指所有的碳水化合物，如肝醣、纖維質、澱粉等；而「糖」是指具有甜味的醣類，如葡萄糖、麥芽糖等。醣類主要來自於植物在葉綠體中經由「光合作用」將二氧化碳和水轉成醣，並釋出氧氣。其作用化學式是
6CO 2 ＋ 6H 2 O ＋能量→ C 6 H 12 O 6 ＋ 6O 2
是植物和動物主要熱能的來源。
二、 醣的組成、結構與分類
醣的組成如前言所述，是由碳、氫、氧三種元素所組成。但依其分子數的不同可分為單醣、雙醣、寡醣和多醣等四類。有的人又將單醣和雙醣歸為簡單醣類，而將寡醣和多醣歸為聚合醣類。列表如下
（一）簡單醣類（Simple sugars）：只含一個單醣或兩個單醣分子的醣類
類 別 說 明 主要成分 英文名稱
單醣類
這是碳水化合物的最小構造單位，食品中最常見形式含6個碳原子，稱為「六碳醣」。天然食品中單獨存在的單醣之含量並不多，主要是作為雙醣、寡醣與多醣的構造單位，因此存在各種雙醣、寡醣與多醣的分子內。此外還有三碳醣、四碳醣和五碳醣 。
glucose
galactose
fructose
雙醣類 由兩個單醣以共價鍵結合而成，常見的有：蔗糖、麥芽糖、乳糖。
（二）聚合醣類（Complex carbohydrates，又譯為複合醣）：
類 別 說 明 主要成分 英文名稱
寡醣類 由3-10個單醣分子結合而成，存在植物或微生物，雖然含量不高，但是種類很多，例如：豆類所含的水蘇糖與棉籽糖，果寡糖等。
Raffinose
Stachyose
Fructo-oligo
Galacto-oligo
多醣類 由數十至數千個單醣分子連結而成的大分子，主要存在植物性食品，飲食中常見的有澱粉、纖維素等。
膳食纖維 也稱為「非澱粉性多醣」，是植物細胞壁與細胞間質的成份，在消化道中無法被人體的消化酵素所分解。
Soluble
Insoluble
分類說明
（一） 單醣類
只有一個單分子的醣就稱為單醣類，這種單醣類可以被直接消化吸收，容易造成瞬間血糖上升和肥胖。單醣類可依其碳原子數目的不同再細分為三碳醣、四碳醣、五碳醣、六碳醣、七碳醣等。
三碳醣： 如甘油醛為醣解作用之中間代謝產物。
四碳醣： 如紅糖（Erythrose）為醣類的代謝之中間產物。
五碳醣： 主要有核糖：為DNA、RNA的構成成分；木糖：存在根類蔬菜及水果中，以多分子連結時稱為木膠。木糖的甜度雖不及葡萄糖高，但在人體內的吸收利用率低，所以糖尿病人吃甜食時，可以木糖代替。
六碳醣： 是生理上最重要的單醣類，主要有葡萄糖、半乳糖，甘露糖、果糖等。
（二） 雙醣類
由兩個分子的醣結合在一起 就稱為雙醣類，雙醣類也很容易經由 加酸或酵素水解成兩分子的醣類。與單醣類一樣 容易被消化吸收，造成瞬間血糖上升和肥胖。與飲食較有關係的有蔗糖、麥芽糖和乳糖。
（三） 寡醣類
由3-10個單醣分子結合而成的複合醣，也稱為低聚醣。常見的寡醣類，有存在於豆類中的棉籽糖（為果糖、葡萄糖、半乳糖結合成的三醣類）及水蘇糖，這兩種醣類在腸管中不易消化水解，但可被常內細菌發酵分解而產生大量氣體，故食用過多的豆類，容易引起腹部的脹氣與排氣。此外，在蔬果和穀物中也有一些寡醣類，如：果寡糖、乳寡糖、異麥芽寡糖、木寡糖等。雖然寡醣不被人體吸收，但是它是腸道內有益菌的食物，同時寡醣分解後的有機酸也會幫助腸胃蠕動，所以有助於腸道機能的調整和健康。
（四） 多醣類
由數十至數千個單醣分子連結而成的大分子，無固定形狀，不會結晶、不甜、不溶於水。又可分為可消化的多醣類，如澱粉、糊精、肝醣，及不可消化的多醣類，如纖維素、樹膠、果膠等。即使是可消化的多醣類，也要經過一番功夫的消化才能被吸收。
（五） 膳食纖維
膳食纖維也是一種多醣體，但是與澱粉不同，所以也稱為「非澱粉性多醣」，主要是來自植物細胞壁與細胞間質所含的多醣成份，但是在消化道中無法被人體的消化酵素所分解。基本上可分為水溶性膳食纖維和非水溶性膳食纖維兩大類，其類別和簡明功效如下。
種類 水溶性膳食纖維 非水溶性膳食纖維
類別 1. 果膠（成熟水果） 1. 纖維素(穀類、醣類、小麥麩皮、蔬菜)
主要 1. 降低體內膽固醇、預防心血管疾病。 1. 刺激腸壁、增加排便量。
三、 醣類的主要功能
人體內約有300-400克的醣，其分部與量如下
分佈器官 儲存形式 重量（約）
肝臟 肝醣 100克
心肌、平滑肌、骨骼肌 肝醣 200～250克
血液、細胞外液 葡萄糖 15克
說明 ：肌肉中的肝醣能提供肌細胞的能量需求，但不用於調節血糖的濃度，血液中的血糖濃度是由葡萄醣維持，但是當葡萄糖供應不足時，肝醣可以迅速分解以供利用。
（一） 提供熱量
每1公克醣類可以供應4大卡熱量。身體各組織所需的熱量最主要是靠醣類的氧化來提供，但不足時，仍可藉由脂肪氧化來提供。但是腦、神經系統、肺、紅血球細胞以及胎兒和胎盤的細胞比較難靠其它方式供應熱量，而必須以葡萄糖來做為熱量的主要來源。
（二） 避免體組織蛋白質被分解
為了使腦與神經系統獲得充足的葡萄糖，必需維持血糖濃度。血糖降低時，若體內沒有醣類的儲存，就可能會分解體組織的蛋白質，而體組織蛋白質往往是與重要功能器官有關，一旦體組織蛋白質被分解，重要器官功能會受到傷害。所以適量的醣分攝取是必須的。
（三） 避免酮酸中毒
當體內葡萄糖不足時，許多細胞改用脂肪酸為主要能量來源。可是脂肪酸的氧化代謝需要少量的葡萄糖，若葡萄糖不足，脂肪酸氧化不完全，其產物就是大量的酮酸（keto-acids）與酮體（ketone bodies）堆積，若酮酸、酮體堆積在體內過多，就會造成脫水現象，以及大量陽離子的流失，稱為酮酸中毒。相反的，當體內的醣類攝取足夠時，就會抑制酮體的生成。為了使脂肪酸充分利用，每天至少需要醣類50-80公克。
（四） 合成肝醣儲存
葡萄糖可以合成肝醣，儲存在肝臟和肌肉。肝臟的肝醣可以幫助維持血糖的穩定。肌肉的肝醣主要供肌肉活動之用，運動員增加肌肉的肝醣量可以延長耐力。
（五） 膳食纖維的特殊功效
1. 降低體內膽固醇、預防心血管疾病。
2. 減緩小腸吸收、抑制血糖值急速上升。
3. 促進腸內細菌叢健康。
4. 刺激腸壁、增加排便量。
5. 吸收體內有害物質、促進排出體外。
6. 促進鈉的排泄。
因此可預防或治療便秘，憩室炎等消化道症狀
（六） 其他生理生化作用
1. 為體內合成非必需胺基酸提供了碳的架構
2. 構成肝臟解毒系統，結締組織成份，遺傳物質DNA、RNA成份
3. 乳醣可幫助鈣質的吸收
4. 少數醣類亦為許多必需化合物的組成成份
（七） 增加食品風味
四、消化與吸收
消化
消化器官
物理作用
分泌的消化酶
作 用
口 腔
將食物磨碎並與唾液混和
澱粉酶
將澱粉直鏈部位分解，生成部分消化之澱粉
胃
繼續磨碎與
鹽酸（ HCl ）
殺 菌
小 腸 腸 腔
擺動、蠕動、分節運動，使消化酶與食物攪拌得更均勻
小腸與胰臟的澱粉分解酵素
將澱粉分解成寡醣、雙醣、單醣的混合產物
小腸黏膜表面
雙醣分解酵素：蔗糖酶，麥芽糖酶，乳糖酶
寡醣繼續分解成三醣、雙醣、單醣產物
吸收與運送
單醣進入小腸細胞，進入微血管運送，先由肝門靜脈輸送至肝臟，再分配至週邊組織，進行代謝利用或儲存。各組織細胞可以製造ATP能量，肝臟與肌肉合成肝醣儲存，脂肪組織合成脂肪儲存，其它合成作用包括轉化成核醣，氨基酸等，以建構遺傳物質和組織成分。
代謝利用
在肝臟葡萄糖產生能量、合成肝醣，並將葡萄糖分配全身
補充說明
1. 影響醣類消化吸收之因素 ：
（1） 醣進入小腸的速度會影響吸收，而醣進入小腸之速度是受胃蠕動快慢與幽門之控制。
（2） 食麋中所含的組成養分，因為吸收空間及運送系統中攜帶者有限，若食麋中所含的組成養分種類多，例如有脂肪、有蛋白質也有醣類，濃度也不同，彼此競爭則會影響醣之吸收。所以如果 要避免血糖快速飆高 ，那麼最好能吃天然的食物 ，因為天然食物中 ，脂肪 、蛋白質和醣類之間有一適當的比例 。
2. 腸黏膜健康情況影響醣類吸收 ：
（1） 如患腸炎，則吸收不佳。腸蠕動速度影響其在小腸內停留的時間，因而影響吸收量。如腹瀉病患，食麋與腸黏膜接觸時間短，所以吸收量少。
（2） 正常的內分泌腺功能：腦下垂體前葉所分泌的激素與控制醣類吸收之甲狀腺功能有關，另外腎上腺皮質激素調節體內鈉之交換，可以間接影響鈉幫浦（Sodium pump）之功能。
五、醣類的攝取原則
（一）每天飲食至少攝取50-80公克醣類
這是為了提供腦與神經細胞所需要的葡萄糖，並且維持細胞中粒線體呼吸作用的效率和避免酮酸中毒。
（二）醣類所提供之熱量最好佔總熱量 55-65%
同樣體重的人，如果所耗熱量比較大，那麼醣類所供應的熱量比重要增加，相反的，耗熱量比較小的，醣類所供應的熱量比重要減少。以一位體重60公斤的男性文書工作者，假設一天所需的熱量是2000大卡，那麼來自醣類的熱量大約是
（三）攝取內容
盡量攝取天然的五榖類、雜糧類、豆類、根莖類、水果類和蔬菜類。
所攝取醣類盡量以多醣類為主，可避免血糖值波動過大。
減少簡單糖類的攝取 。如果沒有糖尿病，那麼存在天然食物裡的單醣和雙醣，如蔬菜、水果、牛奶則沒有禁忌。這裡所說的簡單糖類指的是人工提煉的各種糖，以及加了人工糖的糕餅、甜點、零食、飲料和各種精製的食品。自己調理食物和製作食品時，也要減少人工糖的添加。
從天然的食物中，如五榖類、雜糧類、豆類、根莖類、水果類和蔬菜類攝取膳食纖維，而無需再攝取人工提煉的膳食纖維。
糖尿病患者要避免過食升糖指數高的食物。有關升糖指數的說明請見下一輯。
補充說明 ：
早期糖尿病患禁食很多東西，但隨著醫學知識的進步，發覺糖尿病患者可以吃的東西愈來愈多。本部落格有專門介紹適合糖尿病患者的五穀飯，吃了血糖不但不會升高，而反而會下降。請參考依體質分類的五組參考配方 。
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