醣類介紹

綜合幾本營養相關書籍所做的醣類介紹，對健康的貢獻詳見重要性、功能。

醣類介紹

緒論[2][4][5][7]

醣類(carbohydrate)是由碳、氫、氧三個化學元素所組成，其化學式為(CH₂O)n ，其中n≧3 ，因為其氫和氧的比例與水相同，故又稱為碳水化合物。醣類可經由植物行光合作用合成。植物將合成的醣類部分用於自身的代謝，其餘的醣類以多醣類的形式儲存於植物體內；因此，植物具有食用的價值。醣類在自然界中分布很廣，儲量最豐富，是最經濟的營養素。人體總能量的60~70%由醣類提供。可以構成植物骨架，以及能源儲備，在人體中也有廣泛生理作用。

單醣類是多元醇(polyhydric alcohol)中的一個-OH基被氧化而形成醛(aldehyde)基(-CHO)或酮(ketone)基(> C = O)的分子。

醋酸[C₂(H₂O)₂]和乳酸[C₃ (H₂O)₃]雖然符合C_n(H₂O)_m的分子式，但不是醣類，反而鼠李糖(rhamnose, C₆H₁₂O₅]等雖不符合醣類的一般分子式，卻是屬於醣類的例外。

分類

依照化學結構分類[1][2]：可分成單醣(monosaccharide)、雙醣(disaccharide)、寡醣(oligosaccgaride)、多醣(polysaccharide)4類

一.單醣[1][2][3][7]：單醣是指分子結構中含有3~7個碳原子的糖，食品中單醣以六碳糖最常見，也最具生理意義。味道甜美，能溶於水和會結晶。

(一)六碳糖：

1.葡萄糖：葡萄糖是構成食物中各種醣類的最基本單位。有些醣類完全由葡萄糖構成，如澱粉；有
些則是由葡萄糖與其他單醣組成，如蔗糖。葡萄糖以單醣的形式存在於天然食品中是比較少的。主要分布在葡萄、橘子、甜玉米...等。葡萄糖是人體中血糖主要型式，稱為血糖。葡萄糖加熱後逐漸變為褐色，溫度在 170℃以上時則生成焦糖。葡萄糖液能被多種微生物發酵，是發酵工 業的重要原料。工業上生產的葡萄糖，都用澱粉為原料，經酸法或酶法水解而制得。葡萄糖又可分做

(1)D型葡萄糖：人體只能代謝D型葡萄糖，與L型葡萄糖互為鏡像立體異構物。

(2)L型葡萄糖：人體不能利用L型葡萄糖。所以有人用L型葡萄糖作甜味劑，可達到增加食品的甜味而又不增加能量攝入的雙重目的。

2.果糖：果糖主要存在於水果和蜂蜜中。果糖易溶於水，在常溫下難溶於酒精。果糖吸濕性特強，因而從水溶液中結晶較困難。為最甜的糖。但果糖從酒精溶液中析出的是無水結晶，果糖為左旋糖。

3.半乳糖：半乳糖很少以單醣形式存在於食品之中，而是以乳糖棉籽糖和瓊脂等的組成成分，可以被乳酸菌發酵。通常由乳糖水解而得到，在體內可以和葡萄糖相互轉換。
參見：半乳糖血症(Galactosemia)

(二)五碳糖：組成體內輔酶及遺傳物質重要成分。

1.核糖(ribose)、脫氧核糖(deoxyribose)：可以在動物體內合成，做為遺傳物質。

2.阿拉伯糖(arabinose)、木醇糖(xylose)：主要存在於水果和根、莖類蔬菜之中。

(三)糖醇：在天然的水果、蔬菜之中，還存在有少量的糖醇類物質。主要有

1.山梨醇糖：山梨醇是將葡萄糖氫化，使其醛基轉化為醇基，代謝時轉化為果糖，而非葡萄糖，不受胰島素控制，不影響血糖。

2.木糖醇：存在於多種水果中甜度與蔗糖相當，也不受胰島素控制，不會在口中發酵，預防齲齒。

3.麥芽糖醇：麥芽糖氫化而來，麥芽糖醇屬於非能源物質，不升高血糖、不增加膽固醇、不產生熱量。避免心血管疾病、糖尿病。

二.雙醣[1][2][7]：雙醣是由兩分子單醣縮合而成。常見的天然存在於食品中的雙醣有蔗糖(sucrose)、乳糖(lactose)和麥芽糖(maltose)等。

(一)蔗糖：是由1分子葡萄糖和1分子果糖以α鍵連接而成。甘蔗、甜菜和蜂蜜中含量較多，日常食用的白砂糖、紅糖、砂糖即是蔗糖，是由甘蔗或甜菜中提取的。

(二)麥芽糖：是由2分子葡萄糖以α 1,4糖苷鍵連接而成。麥芽糖主要存在於發芽的大麥(麥芽)和穀粒、麥芽抽提物以及由澱粉分解而得到的糖漿中，很容易在酸或酶的作用下發生分解。動物體內除澱粉水解外不含麥芽糖。糊精和麥芽糖的混合物à飴糖。為嬰兒穀類副食品的重要成分。

(三)乳糖：乳糖是由葡萄糖和半乳糖以β1,4糖苷鍵連接而成，主要存在於乳及乳製品中。乳糖約占鮮奶的5%，占乳類提供的總能量的30~50%。甜度為蔗糖的1/6，能促進腸道蠕動、增進鈣的吸收。乳糖是嬰兒主要食用的醣類物質。缺乏乳糖酶或活性低的人，乳糖會被腸道中細菌發酵產生二氧化碳及酸性物質，引起腹瀉、腹痛...等，稱為乳糖不耐症。
(四)海藻糖(trehalose)：是2分子葡萄糖以α1,1糖苷鍵構成的。這種糖存在於許多真菌及細菌之中，如食用蘑菇中含量較多，有時稱為蘑菇糖。人體中具有海藻糖酶，因此在消化過程中，能夠裂解海藻糖成為兩分子葡萄糖。最早是從麥角中獲得的，但大量含於細菌和酵母中，另外也見於昆蟲的體液和昆蟲卵中。其作為昆蟲的能源和貯存碳水化合物起重要作用

三.寡醣[1][2][7]：寡醣是指由3~10個單醣構成的一類小分子多醣。與稀酸共煮寡醣可水解成各種單醣。比較重要的寡醣是存在於豆類食品中的。可以做為食品調味劑。難以消化，促進腸內好菌生長繁殖；不易使血糖上升、不易齲齒、增加膽固醇、降低中性脂肪、增加免疫力、防止癌症病變。

(一)棉籽糖(蜜三糖)：由葡萄糖、果糖和半乳糖構成的三糖

(二)水蘇糖(水蘇四糖)：由葡萄糖、果糖和2個半乳糖組成的四糖。

這兩種糖都不能被腸道消化酶分解而消化吸收，但在大腸中可被腸道細菌代謝，產生氣體和其他產物，造成脹氣，因此必須進行適當加工以減小其不良影響。

四.多醣[1][2][7]：多醣是糖單元連接在一起而形成的長鏈聚合物，超過20個單醣的聚合物稱為多醣。在動物體內，過量的葡萄糖的多醣儲存形式是肝糖，大多數植物葡萄糖的多醣儲存形式是澱粉，細菌和酵母葡萄糖的多醣儲存形式是葡聚糖。營養學上具有重要作用的多醣有3種，即肝糖(glycogen)、澱粉(starch)和纖維(fiber)。

(一)肝糖：肝糖也稱動物澱粉，在肝臟和肌肉合成並儲存，是一種含有許多葡萄糖分子和支鏈的動物多醣。肝糖可以協助維持血糖。

(二)澱粉：澱粉是由許多葡萄糖組成的、能被人體消化吸收的植物多醣，澱粉主要儲存在植物細胞中，尤其是根、莖和種子細胞之中。薯類、豆類和穀類含有豐富的澱粉，是人類碳水化合物的主要食物來源，它為人類提供了70~80%的熱量，也是最豐富、最廉價的能量營養素。澱粉和澱粉水解產品是膳食中可消化的碳水化合物。澱粉玉失熱時，奇科利會吸收水分而膨脹使細胞壁破裂。根據澱粉的結構可分為：

1.直鏈澱粉(amylose)：易使食物老化。

2.支鏈澱粉(amylopectin)：易使食物糊化，會產生黏稠現象。其次級水解產物含葡萄糖數目相對較少，稱為糊精(dextrin)。它與澱粉不同，具有易溶於水、強烈保水及易於消化等特點，在食品工業中常被用來增稠、穩定和保水。糯米幾乎全為支鏈澱粉，米則約15~18%支鏈澱粉。

(三)纖維素：纖維素是指存在於植物體中不能被人體消化吸收的多醣。纖維素是最為豐富的有機化合物和最為豐富的碳水化合物，它是高等植物細胞壁的主要成分。纖維素中的葡萄糖分子是以β鍵連結，人體內的澱粉酶不能破壞這種化學鍵，因此人體不能消化吸收纖維。但由於其特有的生理作用，營養學上仍將它作為重要的營養素。存在於食物中的各類纖維統稱為膳食纖維(dietary fiber)。根據其水溶性不同，一般分為可溶性纖維(soluble fiber)和不溶性纖維(insoluble fiber)。

1.非溶性纖維：不溶性纖維主要包括纖維素(cellulose)、某些半纖維素(hemicellulose)和木質素(lignin)。

(1)纖維素是植物細胞壁的主要成分，其構成成分和澱粉一樣，而葡萄糖分子間的連結不同，纖維素一般不被腸道微生物分解。

(2)半纖維素是穀類纖維的主要成分，包括五聚糖(pentosan)、木聚糖(xylan)、阿拉伯木糖和半乳聚糖(galactosan)以及一類酸性半纖維素，如半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸等。半纖維素是植物組織中與纖維素密切聯繫的多醣混合群，但兩者的化學性質截然不同。半纖維素在小腸中不被消化，但在結腸中被微生物所分解。纖維素和半纖維素在麩皮中含量較多。

(3)木質素是植物木質化過程中形成的非碳水化合物，是由苯丙烷單體聚合而成，不能被人體消化吸收。食物中木質素含量較少，主要存在於蔬菜的木質化部分和種子中，如草莓子、老化的胡蘿蔔和花莖甘藍之中。

2.可溶性纖維：可溶性纖維指既可以溶解於水又可以吸水膨脹並能被大腸中微生物酵解的一類纖維，常存在於植物細胞液和細胞間質中。可溶性纖維有以下幾類：

(1)果膠：果膠(pectin)是被甲酯化至一定程度的半乳糖醛酸多聚體。它為白色至黃褐色粉末，無臭，不溶於乙醇和其他有機溶劑，可溶於水。這種不可消化的多醣通常存在於水果和蔬菜的軟組織中，尤其 是柑橘類和蘋果中含量較多。果膠分解後產生甲醇和果膠酸，這就是過熟或腐爛的水果中及各類果酒中甲醇含量較多的原因。果膠具有膠化能力。在食品加工中常用果膠作為增稠劑製作果凍、沙拉調料、冰淇淋和果醬等。

(2)樹膠和黏膠：樹膠(gum)和黏膠(mucilage)是由不同的單醣及其衍生物組成的。阿拉伯膠、瓜拉膠屬於這類物質，在食品加工中可作為穩定劑。

重要性、功能、健康貢獻[1][2][7]

一.糖類

(一)儲存和提供能量：肝糖是肌肉和肝臟內碳水化合物的儲存形式，肝臟約儲存機體內1/3的肝糖。一旦生物體需要，肝臟中的肝糖分解為葡萄糖進入血循環，提供生物體尤其是紅細胞、腦和神經組織對能量的需要。肌肉中的肝糖只供自身的能量需要。體內的肝糖儲存只能維持數小時，必須從膳食中不斷得到補充。母體內合成的乳糖是乳汁中主要碳水化合物。

(二)生物體的構成成分：碳水化合物同樣也是機體重要的構成成分之一，如結締組織中的黏蛋白、神經組織中的糖脂及細胞膜表面具有資訊傳遞功能的糖蛋白，它們往往都是一些寡醣複合物。另外，DNA和RNA中也含有大量的核糖，在遺傳中起著重要的作用。

(三)節約蛋白質作用：當體內碳水化合物供給不足時，生物體為了滿足自身對葡萄糖的需要，則通過肝醣異化作用產生葡萄糖。由於脂肪一般不能轉變成葡萄糖，所以主要動用體內蛋白質，甚至是器官中的蛋白質，如肌肉、 肝、腎、心臟中的蛋白質，對人體及各器官造成損害。另外，即使不動用生物體內的蛋白質，而動用食物中消化吸收的蛋白質來轉變成能量也是無效率的或有害的。當攝入足夠的碳水化合物時，可以防止體內和膳食中的蛋白質轉變為葡萄糖。

(四)抗生酮作用：脂肪在體內徹底被代謝分解需要葡萄糖的協同作用。脂肪酸被分解所產生的乙酞基 需與草醯乙酸結合進入三羧酸迴圈而最終被徹底氧化，產生能量。若碳水化合物不足，草醯乙酸則不 足，脂肪酸不能被徹底氧化而產生酮體。儘管肌肉和其他組織可利用酮體產生能量，但過多的酮體則可引起酮血症， 影響生物體的酸堿平衡。

(五)主要的能量營養素：膳食中的碳水化合物是世界上來源最廣、使用最多、價格最便宜的能量營養素。1公克碳水化合物可提供約4大卡的能量。我國人以米、麵為主食，60%以上的能量來源是碳水化合物。這種膳食結構不僅經濟，而且有利於健康。

(六)維持神經系統功能：大腦沒有能量儲備，必須靠血液中的葡萄糖來維持，因此醣類具有維持心臟、神經系統運作的功能，增加耐力、增加免疫力及工作效率。

(七)保護肝臟與解毒作用：增加肝醣的儲存，增強肝臟再生的能力。促進解毒作用，如果肝糖不足，則對四氯化碳、酒精、砷等毒物的分解能力下降。

(八)改變食物的色、香、味、形：利用碳水化合物的各種性質可加工出色、香、味、形各異的多種食品，而食糖的甜味更是食品烹調加工中不可缺少的原料。

(九)提供膳食纖維：膳食纖維的最好來源是天然的食物，如豆類、穀類、新鮮的水果和蔬菜等。膳食纖維因其重要的生理功能，日漸受到人們的重視。

二.膳食纖維功能

(一)增強腸道功能，有利於糞便排出：大多數纖維素具有促進腸道蠕動和吸水膨脹的特性。一方面可使腸道平滑肌保持健康和張力，另一方面糞便因含水分較多而體積增加和變軟，這樣非常有利於糞便的排出。反之，腸道蠕動緩慢，糞便少而硬，造成便秘。排便時因便秘而使腸壓增加，時間一長，腸道會產生許多小的憩室而患腸憩室病和痔瘡。據報導，西方國家的腸憩室病患者高達50%。

(二)控制體重和減肥：膳食纖維，特別是可溶性纖維可以減緩食物由胃進入腸道的速度和吸水作用，產生飽腹感而減少能量攝入，進而控制體重和減肥的作用。

(三)可降低血糖和血膽固醇。可溶性纖維可減少小腸對糖的吸收，使血糖不致因進食而快速升高，因此也可減少體內胰島素的釋放，而胰島素可刺激肝臟合成膽固醇，所以胰島素釋放的減少可以使血漿膽固醇水準受到影響。各種纖維因可吸附膽汁酸、脂肪等而使其吸收率下降，也可起到降血脂的作用。另外，可溶性纖維在大腸中被腸道細菌代謝分解產生一些短鏈脂肪酸，這些短鏈脂肪酸一旦進入肝臟，可減弱肝中膽固醇的合成。

(四)預防結腸癌作用：有研究表明膳食纖維具有預防結腸癌的作用，主要是膳食纖維可以吸附代謝毒 素和廢物，減少其與腸道的接觸；此外，纖維在大腸中被腸道細菌代謝分解產生一些短鏈脂肪酸，具 有保護作用。

(五)減少礦物質吸收：阻礙腸道對礦物質的吸收，長期攝取纖維素會造成鈣、鎂、磷...等礦物質攝取不足的問題。

消化吸收、代謝[1][7]

碳水化合物的吸收和代謝有兩個重要步驟：小腸中的消化和細菌幫助下的大腸發酵。這一認識改變了我們過去幾十年對膳食碳水化合物消化吸收的理解。例如，我們現在知道澱粉並不能完全消化，實際 上有些是非常難消化的。難消化的碳水化合物不僅只提供少量能量，最重要的是其發酵產物對人體有重要的生理價值。「糖」並不是對健康普遍不利的，而澱粉也不一定對血糖和血脂產生有利影響 。

一.碳水化合物的消化和吸收

碳水化合物的消化是從口腔開始的，但由於停留時間短，消化有限；胃中由於酸的環境，對碳水化合物幾乎不消化。因此其消化吸收主要有兩種形式：小腸消化吸收和結腸發酵。
消化吸收主要在小腸中完成。單糖直接在小腸中消化吸收；雙糖經酶水解後再吸收；一部分寡糖和多糖水解成葡萄糖後吸收。在小腸不能消化的部分，到大腸經細菌發酵後再吸收。

碳水化合物的類型不同，消化吸收率不同，引起的餐後血糖水準也不同。食物血糖生成指數(GI)表示某種食物升高血糖效應與標準食品(通常為葡萄糖)升高血糖效應之比。血糖生成指數(GI)值越高，說明這種食物升高血糖的效應越強。

食物碳水化合物含量最多的通常是穀類和薯類澱粉。存在於動物肌肉與肝臟中的碳水化合物稱作肝糖， 亦稱動物澱粉，為數很少。消化、水解澱粉的酶，稱作澱粉酶。

(一)口腔：澱粉的消化從口腔開始。經由牙齒的咀嚼，使食物可以和唾液完全混合。口腔內有3對大唾液腺及無數分散存在的小唾液腺，主要分泌唾液。唾液中所含的α澱粉酶，僅對α1,4糖苷鍵具有專一性，可將澱粉水解成糊精與麥芽糖。一般情況下，食物在口腔中停留時間很短，澱粉水解的程度不是很大。當食物進入胃以後，在酸性pH0.9~1.5環境中，唾液澱粉酶很快便失去了活性。

(二)小腸：澱粉消化的主要場所是小腸。來自胰液的α澱粉酶可以將澱粉水解為帶有α1,6糖苷鍵支鏈的糊精和麥芽糖。在小腸黏膜上皮的刷狀緣中，含有豐富的α糊精酶，可將α糊精分子中的1,6糖苷鍵及1,4糖苷鍵水解，生成葡萄糖。麥芽糖可被麥芽糖酶水解為葡萄糖。食物中的蔗糖可被蔗糖酶分解為葡萄糖和果糖。乳糖酶，可將乳糖水解為葡萄糖和半乳糖。此外，α糊精酶、蔗糖酶，具有催化麥芽糖水解，生成葡萄糖的作用，其中α糊精酶的活性最強，約占水解麥芽糖總活性的50%，蔗糖酶約占25%。 通常食物中的糖類在小腸上部幾乎全部轉化成各種單糖。需要指出的是，根據近期研究發現，澱粉中尚可有抗性澱粉的存在，它們僅部分在小腸內被消化吸收，其餘的則在結腸內經微生物發酵後吸收。

(三)大腸：人體內沒有水解蜜三糖、水蘇四糖的酶，因此，它們不能被消化吸收，滯留於腸道並在腸道微生物作用下發酵、產氣。除此之外，食物中含有的膳食纖維如纖維素，是由β葡萄糖通過β 1,4糖苷鍵連接組成的多糖。人體消化道內沒有 β1,4糖苷鍵水解酶，使許多膳食纖維(水溶性、非水溶性)不能被消化吸收，如由多種高分子多糖組成的半纖維素不能被消化吸收。食物工業中常用的瓊脂、果膠及其他植物膠、海藻膠等同類多糖類物質，也不能被消化吸收。

食物來源[2][6][7]

根據行政院衛生署的建議，食物可分成六大類，茲依照此；各類食物所含醣類的特性敘述於下：

一.五穀根莖類：為多醣類中澱粉的主要食物來源，穀類澱粉占有比例約70%；豆類約30%，如米、麥、玉米、麵粉、蕃薯、芋頭、馬鈴薯等。

二.奶類以及奶製品：含雙醣中的乳糖或另外添加蔗糖，如牛奶、調味奶、乳酸菌飲料、乳酪等。

三.蔬菜類：富含膳食纖維以及少量的果糖及葡萄糖，如高麗菜菜、胡蘿蔔等。

四.水果類：富含蔗糖(雙醣)或果糖及葡萄糖(單醣)，亦含有大量的膳食纖維。如甘蔗、葡萄、香蕉、梨子、荔枝、龍眼、蘋果等較甜的水果。

五.肉魚豆蛋類：醣類含量較少。新鮮的牡蠣和貝類常含有肝醣，但死亡後很快就會轉變成丙酮酸以及乳酸。

六.脂類：不含醣類。

七.精緻糖類：食用糖或精製糖食用後迅速被吸收，但其營養密度低，易為脂肪形式堆積，故不宜攝入過多，約佔碳水化合物的10%以下。

攝取過量[3][7]

一.如果每天再食用過量的糖，精製糖在體內代謝過程中容易轉變為三酸甘油酯，就會使血液中的中性脂肪增加，而中性脂肪會沉著在血管壁上，引起動脈硬化、冠狀動脈相關疾病 。

二.醣類中蔗糖吃得太多，可引起齲齒 ，俗稱蛀牙。

三.食糖(食用糖、糖果)要適量，否則會影響食慾，特別飯前不宜吃大量甜食。

四.過多食用白糖是導致骨折的重要原因之一，因為過多地吃糖，使體內產生大量的酮酸、乳酸等酸性物質，影響體內酸鹼平衡，長期會消化大量的鈣、鎂、鈉等鹼性物質，造成骨質疏鬆，容易發生骨折

五.脾氣暴躁與其飲食中進食過多的糖有關。

六.體內糖代謝需要維生素B1 ，糖攝入最過多， 維生素B1 消耗加大，就可能發生視神經炎。多吃糖還易造成體內缺鈣，從而促使眼球內膜的彈力減退，引起軸性近視。所以食用過量的糖與近視可能有相關。

七.只要吃一定量的糖，白血球的殺菌作用就會受到抑制，吃糖越多，抑製作用越強，結核病便容易蔓延。

八.腎炎是一種忌鹽性疾病，這很容易誘使人多吃糖，然而腎炎病人的血管功能本已受損，加上糖有促使血管內脂質代謝混亂的作用，因此多吃糖反而會加重腎臟的負擔。

九.由於多餘的糖會轉變成脂肪，使皮脂分泌增多，所以不利於皮膚健康和皮膚病的治療。患化膿性皮膚病或脂漏性皮炎者，多吃糖更易使病情惡化。

十.糖能促使胃酸增多，加重胃病患者的疼痛。 糖還能減弱胃腸的蠕動，造成便秘及痔瘡的頻繁發作。

十一.風濕病患者體內的鹼貯備本來就少，而糖屬酸性，增加糖的攝入，鹼貯備會更少，無形中加重了病情。

十二.糖或高糖飲食會使尿中鈣鎂的排出量增加，草酸濃度增加，引起尿道結石。

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[1] 鄧澤元、樂國偉著，食品營養學，東南大學出版社，2007年8月出版，南京，簡體中文，ISBN978-7-5641-0452-8。

[2]楊君著，食品營養，中國輕工業出版社，2007年8月出版，北京，簡體中文，ISBN978-7-5019-6015-6。

[3]google查詢「醣類 健康」，39健康百科，醣類，2011年6月3日查閱，簡體中文。

http://baike.39.net/8000-8100-8101-7/

[4]程雙奇、陳兆平著，營養學，華南理工大學出版社，2004年8月再版，廣州，簡體中文，ISBN7-5623-1385-7。

[5]李鳳玉、張忠、李鳳林著，食品營養學， 2009年3月出版，化學工業出版社，北京，簡體中文，ISBN 978-7-122-04129-6。

[6]陳輝著，現代營養學，2005年6月出版，化學工業出版社，北京，簡體中文，ISBN7-5025-6546-9

[7]謝明哲、胡淼琳、楊素卿、陳俊榮、徐成金、陳明汝著，營養學，華杏出版機構，2010年10月出版，臺北，繁體中文，ISBN978-986-194-161-5