糖與能量

包永鎮(zhèn)

(黑龍江新和成生物科技有限公司，黑龍江 綏化 152000)

0 前言

食糖作為甜味物質(zhì)無(wú)論是白糖、紅糖和冰糖經(jīng)常人們食用糖。制糖方法無(wú)論是傳統(tǒng)方法還是現(xiàn)代技術(shù)其實(shí)都不復(fù)雜，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是浸提、壓榨、結(jié)晶、干燥的過(guò)程。首先把甘蔗或甜菜壓出汁，濾去雜質(zhì)，再往濾液中加適量的石灰水，中和其中所含的酸，再過(guò)濾，除去沉淀，將二氧化碳通入濾液，使石灰水沉淀成碳酸鈣，再重復(fù)過(guò)濾，所得濾液就是蔗糖的水溶液了。將蔗糖水溶液放在真空器里減壓蒸發(fā)、濃縮、冷卻，就有紅棕色略帶粘性的結(jié)晶物析出，這就是紅糖。想制造白糖，須將紅糖溶于水，加入適量的骨碳或活性炭，將紅糖水中有色物質(zhì)吸附，再過(guò)濾，加熱，濃縮，冷卻濾液，一種白色晶體——白糖就出現(xiàn)了。白糖比紅糖純的多，但仍含一些水分，再把白糖加熱至適當(dāng)溫度除去水分，就得到無(wú)色透明的塊狀大晶體——冰糖?？梢?jiàn)，冰糖的純度最高，也最甜。

適當(dāng)食用白糖有助于提高機(jī)體對(duì)鈣的吸收；但過(guò)多就會(huì)妨礙鈣的吸收。冰糖養(yǎng)陰生津，潤(rùn)肺止咳，對(duì)肺燥咳嗽、干咳無(wú)痰、咯痰帶血都有很好的輔助治療作用。紅糖雖雜質(zhì)較多，但營(yíng)養(yǎng)成分保留較好。它具有益氣、緩中、助脾化食、補(bǔ)血破淤等功效，還兼具散寒止痛作用。所以，婦女因受寒體虛所致的痛經(jīng)等癥或是產(chǎn)后喝些紅糖水往往效果顯著。紅糖對(duì)老年體弱，特別是大病初愈的人，還有極好的療虛進(jìn)補(bǔ)作用。另外，紅糖對(duì)血管硬化能起一定預(yù)防作用，且不易誘發(fā)齲齒等牙科疾病。

1 糖化學(xué)分類

糖類物質(zhì)是多羥基醛或酮，據(jù)此可分為醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。

糖還可根據(jù)碳原子數(shù)分為丙糖(triose)，丁糖(terose)，戊糖(pentose)、己糖(hexose)。最簡(jiǎn)單的糖類就是丙糖，即甘油醛和二羥丙酮。由于絕大多數(shù)的糖類化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示，所以過(guò)去人們一直認(rèn)為糖類是碳與水的化合物，稱為碳水化合物。但人們發(fā)現(xiàn)有些糖如鼠李糖(C6H12O5)、脫氧核糖(C5H10O4)并不符合碳水化合物通式。此外，還有些有機(jī)化合物如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)其氫氧原子個(gè)數(shù)比恰好也是2∶1，符合碳水化合物定義，但它們卻不是糖類。所以稱糖為碳水化合物并不恰當(dāng)，只是已經(jīng)習(xí)慣所以繼續(xù)沿用。

糖還可根據(jù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)目進(jìn)行分類。

單糖(monosaccharide)：不能被水解成更小分子的糖。常見(jiàn)單糖有葡萄糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)、果糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH)、核糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)和脫氧核糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO)。

低聚糖又稱寡糖(oligosaccharide)：由2～10個(gè)單糖分子脫水縮合而成。具有營(yíng)養(yǎng)意義的低聚糖是雙糖，也較為普遍。常見(jiàn)雙糖有①蔗糖，廣泛存在于植物的根、莖、葉、花、果實(shí)和種子中，尤以甘蔗和甜菜中含量最高，故名。蔗糖分子是一個(gè)葡萄糖分子和一個(gè)果糖分子縮合而成。②麥芽糖，又稱飴糖，甜度約為蔗糖的一半。麥芽糖分子由兩個(gè)葡萄糖分子脫水縮合而成。③乳糖，因存在于哺乳動(dòng)物的乳汁中而得名。乳糖分子由一個(gè)葡萄糖分子和一個(gè)半乳糖分子結(jié)合而成。

多糖(polysaccharide)：由幾百個(gè)乃至幾萬(wàn)個(gè)單糖分子縮合生成，通式為(C6H10O5)n，最重要的是淀粉與纖維素。均一性多糖：淀粉、糖原、纖維素、半纖維素、幾丁質(zhì)(殼多糖)；不均一性多糖：糖胺多糖類(透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、等)。

并不是所有的糖都有甜味，例如，淀粉、糖原、纖維素都是沒(méi)有甜味的糖。也不是有甜味的都是糖。例如乙二醇、甘油雖有甜味。

根據(jù)其精制程度、來(lái)源、形態(tài)和色澤等分類，食糖(蔗糖)的分類主要還可分為如下幾類：

(1)精制白砂糖：簡(jiǎn)稱砂糖，為粒狀晶體。根據(jù)晶體的大小又分為粗砂、中砂、細(xì)砂三種。特點(diǎn)是純度高、水分低、雜質(zhì)少。國(guó)產(chǎn)砂糖含量高于99.45%、水分低于0.12%，并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)三個(gè)等級(jí)。

(2)粗砂糖：屬于未精制的原糖，純度低、雜質(zhì)多、水分大、顏色淺黃，如國(guó)產(chǎn)的二號(hào)糖和進(jìn)口的巴西糖、古巴糖。

(3)綿白糖：晶體細(xì)小均勻，顏色潔白，質(zhì)地軟綿，純度低于白砂糖，含糖量98%左右，水分低于2%，因成本高，用于高檔食品。

(4)赤砂糖：粒狀晶體，顏色棕黃色，雜質(zhì)較高，但可作特殊用途。

(5)紅糖(片糖、黃糖)：一般由土法制得，純度最低雜質(zhì)含量高。但有其有特殊風(fēng)味，而且在烘焙中著色快，也有一定的應(yīng)用。

(6)紅糖粉：純度比紅糖高些，且秤取方便，比紅糖使用量大。

(7)冰糖及冰片糖：不方便秤取，成本高、應(yīng)用較少，且限于高檔食品。

(8)糖蜜：糖廠制糖時(shí)，糖漿經(jīng)濃縮后剩下的母液，雜質(zhì)最多。但具有特殊的香味，生產(chǎn)全麥面包時(shí)常有采用。

(9)焦糖是一種糖食，將白糖以115℃左右的溫度熬煮，使其呈現(xiàn)淺黃色近乎咖啡色，并帶有焦香味，即得焦糖。一般用做布丁的時(shí)候才使用。

(10)葡萄糖粉及葡萄糖漿：由淀粉通過(guò)酶催化或在酸存在下經(jīng)水解作用得到葡萄糖漿再經(jīng)噴霧干燥后即得粉狀葡萄糖，一般含水8%。

(11)麥芽塊及麥芽糖漿：由大麥、小麥經(jīng)麥芽酶作用水而得，我國(guó)生產(chǎn)的成品一般稱飴糖。

(12)果葡萄糖漿，又稱異構(gòu)糖漿：把轉(zhuǎn)化糖漿中的一部分葡萄糖在葡萄糖酶的作用下，轉(zhuǎn)化為果糖。

(13)轉(zhuǎn)化糖漿：由蔗糖與水在鹽酸存在下，加熱制得。其特點(diǎn)是粘度低、透明好。是做廣式月餅的最佳糖原料。

2 生物學(xué)功能

(1)提供能量。植物的淀粉和動(dòng)物的糖原都是能量的儲(chǔ)存形式。

(2)物質(zhì)代謝的碳骨架，為蛋白質(zhì)、核酸、脂類的合成提供碳骨架。

(3)細(xì)胞的骨架。纖維素、半纖維素、木質(zhì)素是植物細(xì)胞壁的主要成分，肽聚糖是原核生物細(xì)胞壁的主要成分。

(4)細(xì)胞間識(shí)別和生物分子間的識(shí)別。細(xì)胞膜表面糖蛋白的寡糖鏈參與細(xì)胞間的識(shí)別。一些細(xì)胞的細(xì)胞膜表面含有糖分子或寡糖鏈，構(gòu)成細(xì)胞的天線，參與細(xì)胞通信。紅細(xì)胞表面ABO血型決定簇就含有巖藻糖。糖的主要功能是提供熱能。

3 糖與健康

糖包括蔗糖(紅糖、白糖、砂糖、黃糖)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖、淀粉、糊精和糖原棉花糖等。在這些糖中，除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人體直接吸收，其余的糖都要在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為基本的單糖后，才能被吸收利用。

葡萄糖的分解代謝途徑主要有三條，根據(jù)其反應(yīng)條件、反應(yīng)過(guò)程及終產(chǎn)物的不同而分為：1)在不需氧時(shí)進(jìn)行的無(wú)氧氧化(糖酵解)；2)在需氧時(shí)進(jìn)行的有氧氧化；3)磷酸戊糖途徑，即生成磷酸戊糖和NADPH。

每克葡萄糖在人體內(nèi)氧化產(chǎn)生4千卡能量，人體所需要的70%左右的能量由糖提供。此外，糖還是構(gòu)成組織和保護(hù)肝臟功能的重要物質(zhì)?？茖W(xué)家的研究表明：蔗糖是維生素A的一種很有效而又實(shí)用的增強(qiáng)劑，蔗糖對(duì)鐵吸收有明顯的增強(qiáng)作用。

國(guó)內(nèi)外的研究表明，只要攝入量適當(dāng)，食糖攝取的時(shí)機(jī)掌握好，食糖對(duì)人體是有益的。如洗浴時(shí)，要大量出汗和消耗體力，需要補(bǔ)充水和熱量，吃糖可防止虛脫；運(yùn)動(dòng)時(shí)，要消耗熱能，糖比其他食物能更快提供熱能；疲勞饑餓時(shí)，食糖可迅速被吸收提高血糖；當(dāng)頭暈惡心時(shí)，吃些糖可升血糖穩(wěn)定情緒，有利恢復(fù)正常；飯后進(jìn)食點(diǎn)糖食品，可使人在學(xué)習(xí)和工作時(shí)，精神振奮，精力充沛。據(jù)報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家對(duì)千余名中小學(xué)生實(shí)驗(yàn)表明，飯后吃一些巧克力，下午1-2節(jié)課打瞌睡者2%，而對(duì)照組卻高達(dá)11%。此外，對(duì)數(shù)百名駕駛員試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們按要求每天下午2點(diǎn)吃點(diǎn)巧克力、甜點(diǎn)心或甜飲料時(shí)，車(chē)禍要少得多。由于報(bào)道糖對(duì)人體健康危害的文章越來(lái)越多，一些片面妖魔化的輿論宣傳使人們對(duì)進(jìn)食糖顧慮重重，感到“吃糖可怕”。美國(guó)食品和藥物管理局特別工作小組對(duì)食糖研究的結(jié)論是：食糖除導(dǎo)致齲齒外，對(duì)引起其他疾病是沒(méi)有根據(jù)的。作為合理搭配飲食的一部分，吃糖如同吃其他東西一樣，只要食用適量，是不會(huì)有礙健康的。果糖是最甜的糖。果糖、蔗糖與葡萄糖的甜味的比例，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定是9：5：4。

有關(guān)各種糖的熱量：麥芽糖 100(克) 熱量331千卡；蔗糖 100(克) 熱量389千卡；綿白糖 100(克) 熱量396千卡；白砂糖 100(克) 熱量400千卡；蜂蜜 100(克) 熱量321千卡；泡泡糖 100(克) 熱量360千卡；奶糖 100(克) 熱量407千卡；棉花糖 100(克) 熱量321千卡；巧克力(維夫)[朱古力威化] 100(克) 熱量572千卡；巧克力(酒芯) 100(克) 熱量400千卡 巧克力 100(克) 熱量586千卡

4 食糖的注意事項(xiàng)

蔗糖不宜大量攝入：蔗糖是含有最高熱值的碳水化合物，過(guò)量攝入會(huì)引起肥胖、動(dòng)脈硬化、高血壓、糖尿病以及齲齒等疾病。

空腹不宜大量食用：英國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：空腹大量吃糖，會(huì)使血液中的血糖突然增高，破壞機(jī)體的酸堿平衡與體內(nèi)各種有益微生物的平衡，不利于人體健康。

過(guò)多食用影響兒童發(fā)育：吃糖過(guò)多可影響體內(nèi)脂肪的消耗，造成脂肪堆積；吃糖過(guò)多，還可以影響鈣質(zhì)代謝。有些學(xué)者認(rèn)為吃糖量如果達(dá)到總食量的16-18%，就可使體內(nèi)鈣質(zhì)代謝紊亂，妨礙體內(nèi)的鈣化作用。據(jù)日本一項(xiàng)調(diào)查表明，小兒骨折率有所增加，他們認(rèn)為糖過(guò)多是造成骨折的重要原因。

吃糖過(guò)多，會(huì)使人產(chǎn)生飽腹感，食欲不佳，影響食物的攝入量，進(jìn)而導(dǎo)致多種營(yíng)養(yǎng)素的缺乏。兒童長(zhǎng)期高糖飲食，直接影響兒童骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致佝僂病等。兒童多吃糖如果又不注意口腔衛(wèi)生，則為口腔的細(xì)菌提供了生長(zhǎng)繁殖的良好條件，容易引起齲齒和口腔潰瘍。為了避免齲齒、近視、軟骨癥、消化道等疾病，世界衛(wèi)生組織倡議不要讓孩子吃太多的甜食。

糖是人類賴以生存的重要物質(zhì)之一，可以說(shuō)糖是直接供應(yīng)人體能量的物質(zhì)。糖是人體三大主要營(yíng)養(yǎng)素之一，是人體熱能的主要來(lái)源。糖供給人體的熱能約占人體所需總熱能的60～70%，除纖維素以外，一切糖類物質(zhì)都是熱能的來(lái)源。糖是自然界中最豐富的有機(jī)化合物。糖類主要以各種不同的淀粉、糖、纖維素的形式存在于糧、谷、薯類、豆類以及米面制品和蔬菜水果中。在植物中約占其干物質(zhì)的80%。

科學(xué)食用蔗糖：近年來(lái)有些人談糖色變，個(gè)別專家甚至認(rèn)為：糖比煙和含酒精的飲料對(duì)人體的危害還要大。世界衛(wèi)生組織調(diào)查發(fā)現(xiàn)，食糖攝人過(guò)多會(huì)導(dǎo)致心臟病、高血壓、血管硬化癥及腦溢血、糖尿病等。這些調(diào)查都是有個(gè)前提，即，食用食糖過(guò)多，甚至是嗜糖成性。長(zhǎng)期高糖飲食，會(huì)使人體內(nèi)環(huán)境失調(diào)，進(jìn)而給人體健康造成種種危害。由于糖屬酸性物質(zhì)，吃糖過(guò)量會(huì)改變?nèi)梭w血液的酸堿度，呈酸性體質(zhì)，減弱人體白血球?qū)ν饨绮《镜牡钟芰?，使人易患各種疾病。長(zhǎng)期嗜好甜食的人，容易引發(fā)多種眼病。有關(guān)專家還提出老年性白內(nèi)障與甜食過(guò)多也有關(guān)。他們調(diào)查了50例白內(nèi)障患者，發(fā)現(xiàn)其中有34%的患者有酷愛(ài)甜食的習(xí)慣，他們認(rèn)為，這與葡萄糖代謝障礙有關(guān)。通常，如果攝取過(guò)量而無(wú)法及時(shí)消耗，多余的熱量就會(huì)轉(zhuǎn)化成脂肪。此外，含有添加糖的食物、飲品攝取過(guò)多會(huì)令血糖快速上升，導(dǎo)致血液中胰島素增加;胰島素會(huì)令身體更有效率地儲(chǔ)存脂肪，引發(fā)肥胖，會(huì)增加患慢性疾病如心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。蔗糖作為食品與飲料中常用的營(yíng)養(yǎng)型甜味劑,攝入量日趨增加。近年來(lái),流行病學(xué)研究表明蔗糖的過(guò)度攝取與MS發(fā)生密切相關(guān)。臨床及實(shí)驗(yàn)證明蔗糖可誘導(dǎo)胰島素抵抗、脂肪異位沉積、血糖及尿酸代謝異常,這些影響可能與蔗糖的分解代謝及代謝信號(hào)通路基因表達(dá)的改變有關(guān)。