二、碳水到底是什么,我們?yōu)槭裁匆獢z入
前文我們提及碳水這個名詞廣為人知,那么追根到底,或許會有疑問,我們平日里老是說碳水,到底指的是什么呢?本文會從兩個角度出發(fā)進行探討:
第一:從學術的角度出發(fā),分享一個常用的分類方法:以DP(degree of polymerization)聚合度的角度介紹碳水的分類,此分類我們在小時候化學課上可能都有所涉及,我會介紹一些具有代表性的類別。
第二:從日常生活角度出發(fā),系統(tǒng)性分享我們平日里可能吃過的碳水包括哪些。這部分內(nèi)容我認為是本篇文章的重點,實用且內(nèi)容較為系統(tǒng),可以拿來參考,同時后續(xù)文章我也會引用一些《中國食物成分表第六版》的數(shù)據(jù)。
在知道了碳水有哪些之后,說一個老生常談的內(nèi)容:碳水對我們的好處有哪些。(我在接觸營養(yǎng)學之前曾聽說過生酮飲食法,還看到一些博主對于該法十分的推崇,科學的生酮飲食是要有專業(yè)人士進行指導同步進行的,筆者認為普通人若不是很了解就直接效仿是有一定風險的)
2.1從DP的角度分類了解碳水
碳水化合物(carbohydrate,CHO)是由碳、氫和氧三種元素組成的有機化合物,因為分子式中氫和氧的比例恰好與水相同(2∶1),如同碳和水的化合物,因而得名。
以上是專業(yè)書籍對碳水化合物名字由來的一個解釋,我認為比較合理就引用出來了。
DP,聚合度,指的是一個碳水化合物分子中,單糖單位連接的個數(shù),也就是說,單糖是單位,視為1,DP是幾,就意味著由幾個單糖構成。
通常我們會把碳水分為三類:①糖(DP1-2);②寡糖(DP3-9);③多糖(DP≥10);
接下來的介紹會說明這三類分別有哪些,并挑選一些具有代表性的種類詳細分析,由于糖字看多了會不認識,所以接下來的分享中,部分密集涉及到糖字我會用~來替代。請各位讀者理解
(一)糖:分為三個小類別
1、單~:有葡萄~、果~、半乳~、甘露~;
2、雙~:有蔗~、乳~、麥芽~、海藻~;
3、~醇:有麥芽~醇、山梨醇、木~醇、乳~醇;
(二)寡糖(也稱低聚糖):分為兩個小類別
1、低聚異麥芽~:有麥芽糊精;
2、其他寡~:有低聚果~、水蘇~、棉子~;
(三)多糖:分為三個小類別
1、淀粉:有直鏈淀粉、支鏈淀粉、變性淀粉;
2、非淀粉多~:有纖維素、果膠、半纖維素、親水膠質(zhì)物;
3、其他多~:有~原(也稱動物淀粉);

接下來是具體的介紹概述,包括:
①葡萄糖和果糖;
②蔗糖、乳糖、麥芽糖;
③直鏈淀粉、支鏈淀粉;
1、葡萄糖與果糖:
【從化學角度】——讀者可以略看
化學式都為

但是分子排列不同,筆者初次看并理解該分子結構式的時候十分的困惑(這也跟筆者高中不選修化學有關,且專業(yè)完全與之無關)。通過查閱資料,我把我所了解到的分享如下:營養(yǎng)學專業(yè)書籍里有關的分子結構式普遍只呈現(xiàn)兩種方式:
①Fischer投影
②Haworth投影
了解這兩個形式才能讀懂關于葡萄糖的分子結構式【日常生活也不需要看懂分子結構式】

前者是①Fischer投影,后者是②Haworth投影;兩種方式相互聯(lián)系,前者可以向后者轉變。第一種比較好理解,C和C上下連接,依次稱基團、C2、C3、C4、C5、基團;值得一提的是C5的羥基-OH在右邊所以是D-構型,我們?nèi)粘K玫木褪荄-葡萄糖,只是說日常簡化了用語。若像我零基礎,可能還需要學幾個前置知識:
1)熟悉基團,例如知道-CHO并且知道其結構式是RC(=O)H,-CH?OH是啥,H-C-OH是啥,酮基的定義和結構。
2)知道結構式怎么畫,例如醛基-CHO也就是RC(=O)H可以畫成

3)根據(jù)基團在單糖中分類:含有-CHO的單糖稱醛糖;同理含有酮基的單糖稱為酮糖。
4)了解官能團羰(tang)基:C=O,羥(qiang)基: -OH;了解官能團與基團的聯(lián)系與區(qū)別,例如羰基連接在2個碳原子之間是酮基,羰基鏈接一個碳原子一個氫原子是醛基。
在了解了包括但不限于以上幾點后,我們就可以看懂D-葡萄糖的Fischer投影式。
對筆者來說更難的是如何理解后者Haworth投影。通過查閱wiki百科還有油管視頻,我只是搞清楚了D-葡萄糖從①到②Haworth投影的轉變情況。
如果你跟我一樣,看不懂Haworth投影,可以參考ItsDrDan和Wondersofchemistry的視頻來輔助理解。
需要了解的是:
①交點代表了碳C,所以你看不到C是很正常的。
②Fischer投影的最右邊的官能團轉化到Haworth投影應該畫在下方,同理左邊畫在上方。
③簡單的說,由于分子自身結構特點,C5與C1會產(chǎn)生環(huán)化反應,原本直鏈結構中的醛基(C=O)會被結合形成新的C-O單鍵。
其中若要細致解釋,則會相對比較復雜。大家可以參考借鑒下圖,有許多新的概念需要去理解:例如δ?是什么,其原理又是什么,會延伸很多內(nèi)容,筆者暫時未去理解這部分內(nèi)容。
推薦你觀看B站里搬運的的Wondersofchemistry的視頻,里面的截圖,每一個步驟都相對清晰,進一步體現(xiàn)出來了環(huán)化反應的過程
【其他小知識點】
1)存在于人體血液中的葡萄糖被稱之為血糖。
2)葡萄糖是蔗糖、麥芽糖、淀粉、糖原等的組成單元。
3)果糖廣泛存在于水果和蜂蜜中,也是所有糖中最甜的一種,甜度是蔗糖的1.2-1.8倍。平日里可以把水果當做碳水攝入的一部分來緩減饑餓感。
4)菊科植物一般含由果糖聚合成的一種多糖——菊粉。以菊粉形式存在的有許多例子,蒲公英、牛蒡草、中國薊、北美黃花、菊苣、大麗花芋的根等。
2、蔗糖、麥芽糖、乳糖:
【化學角度】
化學式為

專業(yè)書只列出了Haworth投影,從中可以看出三個分別是由哪個單糖構成。
蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖構成;
麥芽糖是由二分子葡萄糖構成;
乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖構成;具體的合成細節(jié)則可以參考《中國營養(yǎng)科學全書》

【其他小知識點】
1)蔗糖:俗稱白糖、砂糖、紅糖。我們熟知的甘蔗、甜菜、槭樹汁中蔗糖含量較豐富。
2)麥芽糖:平日里聽過次數(shù)較多,但是自然界似乎不存在天然的麥芽糖,所以很少見有食物中含有麥芽糖。
3)乳糖:我們?nèi)粘@锖鹊呐D?、羊奶都含有乳糖?b>乳糖可以促進常量元素Mg鎂的吸收,后者是數(shù)百種酶的輔助因子。國內(nèi)許多人會出現(xiàn)由于缺乏乳糖酶而乳糖不耐受的情況:喝多了牛奶會腹瀉或者腹脹,這個時候建議用奶酪、酸奶來進行平替?;蛘邍L試餐后小口補充牛奶,循序漸進直到能夠適應。
3、直鏈淀粉、支鏈淀粉:
【化學角度】——僅了解,筆者自己都還未看明白

【其他小知識點】
淀粉由葡萄糖聚合而成,因聚合方式不同分為兩類,直鏈和支鏈;直鏈是線性結構,富含直鏈的食物容易形成較難消化的抗性淀粉。支鏈分子相對較大,易糊化,消化率較高。
通常天然食物中的直鏈含量是較低的,例如普通玉米的直鏈占比為24,支鏈占比為76;馬鈴薯直鏈占比為20,支鏈為80;小麥直鏈為25,支鏈為75;
在食物淀粉中,支鏈淀粉含量較高,其含量越多,糯性越大。
我是老胡,下一篇將繼續(xù)分享生活中關于碳水的食物有哪些