天然的碳水化合物------糖的分類和用途

糖是自然界中最豐富的有機化合物。糖類主要以各種不同的澱粉、糖、纖維素的形式存在於糧、谷、薯類、豆類以及米麪製品和蔬菜水果中。在植物中約佔其幹物質的80%，在動物性食品中糖很少，約佔其幹物質的2%。

糖類物質是多羥基(2個或以上)的醛類或酮類化合物，或在水解後能變成以上兩者之一的有機化合物。由於其由碳、氫、氧元素構成，絕大多數的糖類化合物都可以用通式Cn(H2O)n表示，在化學式的表現上類似於"碳"與"水"聚合，所以過去人們一直認爲糖類是碳與水的化合物，稱爲碳水化合物。但有些糖如鼠李糖(C6H12O5)、脫氧核糖(C5H10O4)並不符合碳水化合物通式；此外，有些有機化合物的分子中氫氧原子個數之比恰好是2:1，如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)，符合碳水化合物定義，但不是糖類。所以稱糖爲碳水化合物並不恰當，只是沿用已久，至今仍有人使用。

一、化學分類

⒈糖類物質是多羥基醛或酮，據此可分爲醛糖和酮糖。

⒉糖還可根據碳原子數分爲丙糖，丁糖，戊糖、己糖。

最簡單的糖類就是丙糖(甘油醛和二羥丙酮)，

⒊糖還可根據結構單元數目多少分爲：

⑴單糖

不能被水解成更小分子的糖。常見單糖有：

葡萄糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)、

果糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH)、

核糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)、

脫氧核糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO)

⑵低聚糖

又稱寡糖：由2-10個單糖分子脫水縮合而成。具有營養意義的低聚糖是雙糖，常見的雙糖有：

①蔗糖：廣泛存在於植物的根、莖、葉、花、果實和種子中，尤以甘蔗和甜菜中含量最高，故名。蔗糖分子由一個葡萄糖分子和一個果糖分子縮合而成。

②麥芽糖：又稱飴糖，甜度約爲蔗糖的一半。麥芽糖分子由兩個葡萄糖分子脫水縮合而成。

③乳糖：因存在於哺乳動物的乳汁中而得名。乳糖分子由一個葡萄糖分子和一個半乳糖分子結合而成。

⑶多糖

由幾百個乃至幾萬個單糖分子縮合生成，通式爲(C6H10O5)n，最重要的是澱粉與纖維素。①均一性多糖：澱粉、糖原、纖維素、半纖維素、幾丁質(殼多糖);

②不均一性多糖：糖胺多糖類(透明質酸、硫痠軟骨素、硫酸皮膚素等)。

⑷結合糖

複合糖，糖綴合物：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。

⑸沒有甜味的糖

並不是所有的糖都有甜味。例如，牛奶中有4%的乳糖，乳糖是沒有甜味的糖。反過來說，是不是有甜味的都是糖呢?也不能這樣說。例如乙二醇、甘油雖有甜味，但都不是糖。最常見的無味糖就是米飯中的澱粉。

⑹糖的衍生物

糖醇、糖酸、糖胺、糖苷，其化學式爲C6H12O6。

⑺常見的糖

根據糖的精製程度、來源、形態和色澤，大致可分爲如下幾類:

①精製白砂糖：簡稱砂糖，爲粒狀晶體，根據晶體的大小，有粗砂、中砂、細砂三種。特點是純度高、水分低、雜質少。國產砂糖含量高於99.45%、水分低於0.12%，並按標準規定分爲優級、一級、二級三個等級，均適用於麪包和麪點生產用。

②粗砂糖：屬於未精製的原糖，純度低、雜質多、水分大、顏色淺黃，如國產的二號糖和進口的巴西糖、古巴糖。

③綿白糖：晶體細小均勻，顏色潔白，質地軟綿，純度低於白砂糖，含糖量98%左右，水分低於2%，因成本高，多用於高檔食品。

④赤砂糖：粒狀晶體，顏色棕黃色，雜質較高，但可作特殊用途。

⑤紅糖(片糖、黃糖)：一般由土法榨製得，雜質最多，純度最低，但有其特殊風味及其在烘焙中着色快，也有一定的應用。

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、應用較少，且限於高檔食品。

⑧葡萄糖粉及葡萄糖漿：由澱粉通過酶催化或在酸存在下經水解作用得到葡萄糖漿再經噴霧乾燥後即得粉狀葡萄糖，一般含水8%。

⑨麥芽塊及麥芽糖漿：由大麥、小麥經麥芽酶與水作用而得，我國生產的成品一般稱飴糖。

⑩轉化糖漿：由蔗糖與水在鹽酸存在下，加熱製得。其特點是粘度低、透明好。是做廣式月餅的必須原料。

⑪果葡萄糖漿(異構糖漿)：把轉化糖漿中的一部分葡萄糖在葡萄糖酶的作用下，轉化爲果糖。工業上生產的果葡萄糖漿其異構轉化率在42%，此時的甜度與蔗糖相等。若再提高轉化率，則可得到更高的甜度。

⑫蜂蜜：植物蜜腺的分泌物、甜度較高，60%-80%是人體容易吸收的單糖，且有特殊風味。

⑬糖蜜：糖廠製糖時，糖漿經濃縮後剩下的母液，雜質最多。但具有特殊的香味，生產全麥麪包時常有采用。

⑭焦糖：是一種糖食，以接近或超過115℃的溫度熬煮白糖，使呈現淺黃色近乎咖啡色，並帶有焦香味，即得焦糖。一般用做布丁的時候才使用。多吃有害。

二、糖的製法

作爲甜味物質，白糖、紅糖和冰糖經常爲人們食用。

製糖方法並不複雜，把甘蔗或甜菜壓出汁，濾去雜質，再往濾液中加適量的石灰水，中和其中所含的酸，再過濾，除去沉澱，將二氧化碳通入濾液，使石灰水沉澱成碳酸鈣，再重複過濾，所得濾液就是蔗糖的水溶液了。將蔗糖水溶液放在真空器裡減壓蒸發、濃縮、冷卻，就有紅棕色略帶粘性的結晶物析出，這就是紅糖。

想製造白糖，須將紅糖溶於水，加入適量的骨炭或活性炭，將紅糖水中有色物質吸附，再過濾，加熱，濃縮，冷卻濾液，一種白色晶體--白糖就出現了。白糖比紅糖純得多，但仍含一些水分，再把白糖加熱至適當溫度除去水分，就得到無色透明的塊狀大晶體--冰糖。可見，冰糖的純度最高，也最甜。

三、糖的性質

1.性狀

小分子量：無色或白色結晶；有甜味。

大分子量：非結晶性的白色固體。

糖的衍生物，如糖醇等，也多爲無色或白色結晶，有甜味。

2.溶解性

糖爲極性大的物質。

單糖和低聚糖易溶於水，特別是熱水；可溶於稀醇；不溶於極性小的溶劑。

糖在水溶液中往往會因過飽和而不析出結晶，濃縮時成爲糖漿狀。

3.旋光性

糖的分子中有多個手性碳，故有旋光性。

天然存在的單糖左旋、右旋的均有，以右旋爲多。糖的旋光度與端基碳原子的相對構型有關。

4.糖的化學性質

⑴氧化反應

單糖分子中有醛(酮)基、伯醇基、仲醇基和鄰二醇基結構單元。通常醛(酮)基最易被氧化，伯醇次之。

⑵羥基反應

糖和苷的羥基反應包括醚化、酯化、縮醛(縮酮)化以及與硼酸的絡合反應等。

⑶羰基反應

糖的羰基還可被催化氫化或金屬氫化物還原，其產物叫糖醇。

四、糖的功能和用途

糖是人類賴以生存的重要物質之一。糖是人體三大主要營養素之一，是人體熱能的主要來源。糖供給人體的熱能約佔人體所需總熱能的60-70%，除纖維素以外，一切糖類物質都是熱能的來源。

⒈糖的功能

糖的主要功能是提供熱能。每克葡萄糖在人體內氧化產生16.7千焦能量，人體所需要的70%左右的能量由糖提供。此外，糖還是構成組織和保護肝臟功能的重要物質。

⑴提供能量

糖能提供給人體能量。當人們感到疲勞或飢餓時，吃一粒糖果，就會感到精神倍增，有利健康。

①植物的澱粉和動物的糖原都是能量的儲存形式。

② 物質代謝的碳骨架，爲蛋白質、核酸、脂類的合成提供碳骨架。

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

⑷ 細胞間識別和生物分子間的識別。細胞膜表面糖蛋白的寡糖鏈參與細胞間的識別。一些細胞的細胞膜表面含有糖分子或寡糖鏈，構成細胞的天線，參與細胞通信。紅細胞表面ABO血型決定簇就含有巖藻糖。

⑵分解代謝

葡萄糖的分解代謝途徑主要有三條，根據其反應條件、反應過程及終產物的不同而分爲：

① 在不需氧時進行的無氧氧化(糖酵解)；

② 在需氧時進行的有氧氧化；

③ 生成磷酸戊糖和NADPH的磷酸戊糖途徑。

⑶人體吸收

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、澱粉、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，其餘的糖都要在體內轉化爲基本的單糖後，才能被吸收利用。

⒉糖的用途

糖的種類比較多，因此它的作用和功效也不一樣。比如說

白糖，它的功效是生津潤燥、止咳消痰、助脾氣、緩肝氣；適當食用白糖有助於提高機體對鈣的吸收，但過多就會妨礙鈣的吸收。

葡萄糖能夠抗病毒、提高人體免疫力、延緩皮膚衰老；

麥芽糖具有補虛健脾、潤肺止咳、滋養強壯之功效，主治胃寒腹痛，氣虛咳嗽；

冰糖養陰生津，潤肺止咳，對肺燥咳嗽、乾咳無痰、咯痰帶血都有很好的輔助治療作用。

紅糖雖雜質較多，但營養成分保留較好。它具有益氣補血、健脾暖胃、活血化瘀等功效，

還兼具散寒止痛作用。所以，婦女因受寒體虛所致的痛經等症或是產後喝些紅糖水往往效果顯著。紅糖對老年體弱，特別是大病初癒的人，還有極好的療虛進補作用。另外，紅糖對血管硬化能起一定預防作用，且不易誘發齲齒等牙科疾病。

糖在食品、醫藥工業上可直接使用，在印染製革工業中作還原劑，在制鏡工業和熱水瓶膽鍍銀工藝中常用葡萄糖作還原劑，糖在建築業中作爲減水劑、緩凝劑。廣泛應用於水質穩定劑，具有優異的緩蝕阻垢作用。用做鋼鐵表面清洗劑。用於電鍍、鋁氧着色、膠捲製造等工業領域。

五、糖的食用研究

蔗糖、葡萄糖、麥芽糖是大家熟悉的糖，而且還是直接供應人體能量的物質。蜂蜜中含有果糖和葡萄糖。果糖是最甜的糖。果糖、蔗糖與葡萄糖的甜味的比例，根據實驗測定是9:5:4。

⒈益處

⑴適量食用不影響健康

美國科學家對千餘名中小學生實驗表明，飯後吃一些巧克力，下午1-2節課打瞌睡者才2%，而對照者(不吃巧克力)卻高達11%。此外，對數百名駕駛員試驗發現，當他們按要求每天下午2點吃點巧克力、甜點心或甜飲料時，車禍要少得多。美國食品和藥物管理局特別工作小組對食糖研究的結論是：食糖除導致齲齒外，對引起其他疾病是沒有根據的。作爲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，是不會有礙健康的。

許多研究人員研究證實，只要適量攝入，掌握好吃糖最佳時機，對人體是有益的。如洗浴時，要大量出汗和消耗體力，需要補充水和熱量，吃糖可防止虛脫；運動時，要消耗熱能，糖比其他食物能更快提供熱能；疲勞飢餓時，食糖可迅速被吸收提高血糖；當頭暈噁心時，吃些糖可升血糖穩定情緒，有利恢復正常；飯後進食點糖食品，可使人在學習和工作時，精神振奮，精力充沛。

⑵吃糖不會引發肥胖

我國許多食品營養及醫學界專家認爲，單純性肥胖是由於總熱量的攝入與消耗之間失去平衡所致，不能把肥胖歸結於糖。理由是：每湯匙食糖含熱量67焦，而每湯匙黃油或其他脂類食物含熱量是418焦，所以食糖不是使人發胖的原因。

瑞典幾位醫學家的研究更進一步證實，食用糖不會導致人體內形成脂肪層。根據醫學家的觀察，胖人的食物中脂肪總是比糖多,所以減肥的人首先應減少食用脂肪性食物。歐洲的主要飲食營養學家、瑞典的阿斯特魯認爲，如果不濫食過多脂肪食物，那就可以安心地提高糖的用量，而不必擔心肥胖。

⒉糖的危害

但對某些消費者來說，特別是兒童，過多食用糖果，會造成人體內能量積累，影響正常食慾。

⑴糖不宜吃過多

⑵空腹不宜大量食用

英國科學家研究發現：空腹大量吃糖，會使血液中的血糖突然增高，破壞機體的酸鹼平衡與體內各種有益微生物的平衡，不利於人體健康。

⑶過多食用影響兒童發育

吃糖過多，還可以影響鈣質代謝。有些學者認爲吃糖量如果達到總食量的16-18%，就可使體內鈣質代謝紊亂，妨礙體內的鈣化作用。據日本一項調查表明，小兒骨折率有所增加，他們認爲糖過多是造成骨折的重要原因。

吃糖過多，會使人產生飽腹感，食慾不佳，影響食物的攝入量，進而導致多種營養素的缺乏。兒童長期高糖飲食，直接影響兒童骨骼的生長髮育，導致佝僂病等。兒童多吃糖如果又不注意口腔衛生，則爲口腔的細菌提供了生長繁殖的良好條件，容易引起齲齒和口腔潰瘍。

爲了避免齲齒、近視、軟骨症、消化道等疾病，世界衛生組織呼籲：家長不要讓孩子吃太多的甜食。

⑷過多食用易患相關疾病

有些專家認爲：糖比煙和含酒精的飲料對人體的危害還要大。世界衛生組織曾對23個國家人口死亡原因作了調查後得出結論：嗜糖之害，甚於吸菸，長期食用含糖量高的食物會使人的壽命縮短20年。因此，世界衛生組織於1995年提出"全球戒糖"的新口號。

世界衛生組織調查發現，過量攝入糖會引起肥胖、心臟病、動脈硬化、高血壓、腦溢血、糖尿病以及齲齒等疾病。

由於糖屬酸性物質，吃糖過量會改變人體血液的酸鹼度，呈酸性體質，減弱人體白血球對外界病毒的抵禦能力，使人易患各種疾病。

長期嗜好甜食的人，容易引發多種眼病。有關專家還提出老年性白內障與甜食過多也有關。他們調查了50例白內障患者，發現其中有34%的患者有酷愛甜食的習慣，他們認爲，這與葡萄糖代謝障礙有關。

此外，含有添加糖的食物、飲品攝取過多會令血糖快速上升，導致血液中胰島素增加；胰島素會令身體更有效率地儲存脂肪，引發肥胖，會增加患慢性疾病如心血管疾病的風險。