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介绍
糖是我们日常饮食的一部分,是身体的能量来源。虽然有些人担心吃糖可能对他们的健康有害,但如果没有糖,许多基本的身体功能将无法正常运行 [1]。食物通常用各种类型的糖来增甜,例如葡萄糖、蔗糖、果糖等,虽然很容易假设所有这些都是一种,但重要的是要超越这一点,超越生物化学和营养不同种类的糖分子的价值。除了基本的化学结构之外,这些糖类型中的每一种都根据它们的特性、功能和可用性而有所不同,这使得我们的身体比其他的更好。
糖的种类
有许多不同种类的糖构成身体的燃料来源。它们根据各自的结构被不同地消化和吸收[5]。糖大致分为三类,即糖、寡糖和多糖,糖类进一步分为单糖、二糖和多元醇类[1]。单糖和二糖形成两种单糖,而寡糖和多糖含有更多的糖组合,被称为复合碳水化合物。
由于单糖是单糖,它们需要最少的努力被身体分解,这意味着它们比其他糖分子更快地用于能量使用。它们不需要任何形式的消化。单糖的常见例子包括葡萄糖、果糖和半乳糖。另一方面,二糖由两个单糖通过糖苷键连接而成。常见的例子包括蔗糖、乳糖和麦芽糖,通常在小肠中消化二糖 [2]。
葡萄糖和蔗糖
葡萄糖和蔗糖都是糖,虽然它们相似并且在体内以相似的方式使用,但它们经常被混淆为相同的糖,这是不正确的。糖本身是一个通用术语,而葡萄糖形成一种特定类型的糖 [2]。蔗糖是一种复合碳水化合物和二糖,由两种不同的糖分子组成。
蔗糖分子的结构
蔗糖形成由两个糖单元组成的二糖分子。它含有一个基本的葡萄糖环,它与另一种果糖单糖化学结合。它具有化学式C 12 H 22 O 11。官方化学名称是蔗糖,常规名称是食糖 [3]。蔗糖更甜,因为它同时含有葡萄糖和果糖,而且果糖本身比单独的葡萄糖甜得多。蔗糖更好地称为食糖,通常从蔗糖和甜菜中提取。
葡萄糖分子的结构
葡萄糖分子在自然界中极为丰富,可以在许多植物和动物组织中找到。右旋糖是一种单糖,被简单定义为葡萄糖或简单碳水化合物的一种形式。虽然术语葡萄糖和葡萄糖可以互换使用,但葡萄糖和葡萄糖之间存在细微差别。据说葡萄糖有两种不同的分子排列。这些被称为异构体,虽然它们包含相同的分子,但分子的排列不同,因此它们彼此镜像。这些异构体被称为 L-葡萄糖和 D-葡萄糖,后者形成葡萄糖分子。
葡萄糖和葡萄糖都只由一个糖分子组成,这意味着它由一个糖环组成。因此可以说右旋糖也是蔗糖的一种成分。右旋糖的化学式为 C 6 H 12 O 6。它通常以单糖的形式单独存在,但它可以与额外的葡萄糖单元结合成更大的分子,形成更大的碳水化合物,如淀粉。它也可以与其他单糖单元结合。植物以淀粉的形式储存葡萄糖,因此很容易从玉米淀粉中提取出来,制成甜味剂。
消化吸收
由于葡萄糖的结构非常简单,它不需要任何消化,直接被吸收到血液中。另一方面,蔗糖太大而无法直接吸收,需要使用小肠中的蔗糖酶进行消化。蔗糖在被吸收到血液中之前被分解成单糖。一旦这些单糖被吸附,这些最初从蔗糖中分解出来的单元将以与纯葡萄糖分子相同的方式起作用。在吸收到血流中后,激素胰岛素会介入以帮助将葡萄糖吸收到细胞中,然后将其代谢为能量以供立即使用。
蜂窝使用
葡萄糖和分解的蔗糖单糖用于多种用途。它们可以立即燃烧以获取能量,也可以转化为糖原或脂肪并储存起来,直到身体需要。为了保存和储存燃料,身体将不需要的多余葡萄糖立即转化为糖原,糖原形成碳水化合物,储存在肝脏和肌肉中。当糖原水平低时,通常在用餐、晚上睡觉或剧烈的体育锻炼期间,糖原会提供额外的血糖。通过糖原生成,肝脏产生包含数百个通过化学键连接的葡萄糖分子的糖原链。当没有主要来源来防止血糖下降时,身体会分解糖原以获取能量。另一方面,脂肪提供长TEM储能。尽管形成了主要的能量来源之一,但过量消耗葡萄糖可能会导致 2 型糖尿病。另一方面,葡萄糖专门用于静脉输液,以治疗脱水或在食用复杂的碳水化合物食物时提供额外的卡路里。
能源生产
蔗糖和葡萄糖的主要目的是为身体提供能量来源。食用时,葡萄糖已准备好被吸收到血液中,而消化酶则需要在吸附前分解蔗糖。这减慢了蔗糖的消化,从而导致更稳定的血糖水平和持续的能量水平。此外,由于蔗糖形成复合碳水化合物;它还能够提供比葡萄糖更多的维生素和矿物质,葡萄糖形成一种单糖,导致血糖水平急剧上升。
所有糖分子都有可能影响血糖,但它们的影响不同。血糖水平通常通过血糖指数来衡量。该指数根据食物增加血糖水平的速度来评估食物,其中纯葡萄糖得分为 100,纯蔗糖得分为 68。得分为 70 或更高的分子表明血糖会大幅上升。因此可以说,葡萄糖会引起快速而大幅度的跳跃,而另一方面,蔗糖对血糖水平的影响适中。大多数水果和蔬菜含有不同量的葡萄糖和蔗糖,但是在各自的水果和蔬菜来源中发现的纤维含量会改变单个糖类的整体血糖影响 。
商业来源和用途
大多数商业蔗糖来源来自甘蔗或甜菜的天然糖含量。这些天然糖经过不同程度的提炼,可生产出不同种类的颗粒状、粉状或红糖,以及番红糖等特种糖。此外,一些副产品用于生产糖蜜 [4]。另一方面,右旋糖是从玉米淀粉商业化生产的,可以从玉米、大米、小麦和木薯等淀粉质来源获得。右旋糖的甜度远低于蔗糖,并且由于价格实惠且普遍可用,因此通常在许多包装和加工食品中用作甜味剂。它还用于稳定食用色素和延长包装食品的保质期。
表 1:葡萄糖和蔗糖之间的主要差异总结
葡萄糖 | 蔗糖 |
葡萄糖是由单个糖单元组成的单糖 | 蔗糖是一种由两个糖单元组成的二糖——葡萄糖和果糖 |
右旋糖的化学式为 C 6 H 12 O 6 | 蔗糖的化学式为 C 12 H 22 O 11 |
更常见的是葡萄糖 | 更常见的是食糖 |
化学同义词:D-葡萄糖或 L-葡萄糖 | 化学同义词:蔗糖 |
比蔗糖甜 | 比葡萄糖更甜 |
葡萄糖是一种单糖,因此代谢更快 | 蔗糖是一种复杂的碳水化合物,代谢较慢。 |
常见于谷物、淀粉类蔬菜、面包和谷类食品中 | 常见于食糖、蜂蜜和糖浆中 |
导致血糖水平出现尖峰和下降 | 导致更稳定的血糖水平和持续的能量 |
导致能量水平突然增加,然后急剧下降 | 导致更长时间的持续能量水平 |