第二节　碳水化合物的分类

碳水化合物是自然界最丰富的有机物，人体总能量的60%～70%来自食物中的碳水化合物。它在人体内消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收利用。中国以淀粉类食物为主食，主要有大米、面粉、玉米、小米等谷物以及豆类、根茎类富含淀粉的食品。

一、按照分子结构和性质分类

依据碳水化合物结构特点和性质的不同，通常将其分为单糖、双糖和多糖，此外也包括糖的衍生物——糖醇类物质。

单糖和双糖又称简单碳水化合物，如膳食中的蔗糖、蜂蜜等。果酱、普通汽水、牛奶、水果和一些蔬菜都是简单碳水化合物的主要来源。多糖（如淀粉和纤维）又称复杂碳水化合物，是由10个以上单糖分子脱水缩合而成的大分子化合物。与简单碳水化合物相比，复杂碳水化合物要经过消化系统的分解作用，才能被人体吸收利用。多糖主要存在于谷类或由谷类加工而成的食品中，如面包、马铃薯、豆类、白薯、玉米和一些新鲜水果。

1.单糖

单糖是指分子结构中含有3～6个碳原子的糖，如三碳糖的甘油醛，四碳糖的赤藓糖，五碳糖的阿拉伯糖、核糖、木糖、来苏糖，六碳糖的葡萄糖、果糖、半乳糖等。食品中常见的单糖以六碳糖为主，主要的六碳糖如下。

（1）葡萄糖　广泛存在于动植物食品中，植物性食品中含量最丰富，有的高达20%。在动物的血液、肝脏、肌肉中也含有少量的葡萄糖，而且是人体血液中不可缺少的糖类，有些器官甚至完全依靠葡萄糖提供能量，例如大脑每天约需100～120g葡萄糖。葡萄糖也是双糖、多糖的组成成分。

（2）果糖　存在于水果和蜂蜜中，为白色晶体。果糖是糖类中最甜的一种，食品中的果糖在人体内转变为肝糖，然后再分解为葡萄糖，所以在整个血液循环中果糖含量很低。果糖代谢不受胰岛素制约，故糖尿病人可食用果糖。但大量摄入果糖，容易出现恶心、呕吐、上腹部疼痛以及不同血管区的血管扩张现象。

（3）半乳糖　由乳糖分解而来，为白色结晶，具有甜味，在人体内转变成肝糖后被利用。

（4）其他单糖　除了上述三种重要的己糖外，食物中还有少量的戊糖，如核糖、脱氧核糖、阿拉伯糖和木糖。前两种糖动物体内可以合成，后几种糖主要存在于水果和根茎类蔬菜中。

2.双糖

双糖是由两个单糖分子缩合失去一分子水形成的化合物，双糖为结晶体，溶于水，经过酸或酶的水解作用生成单糖后方能被人体吸收。食品中常见的双糖如下。

（1）蔗糖　蔗糖不具有还原性，由一分子葡萄糖和一分子果糖失去一分子水缩合而成，为白色结晶体，易溶于水，加热到200℃变成黑色焦糖。甘蔗、甜菜中含量最多，果实中也有，作为食品原料的白砂糖、红糖就是蔗糖。蔗糖摄入过高，容易引发糖尿病、龋齿，甚至动脉硬化等疾病。

（2）麦芽糖　主要来自淀粉水解，由两分子葡萄糖构成，具有还原性，为针状晶体，易溶于水。食品工业中所用的麦芽糖主要由淀粉经酶的作用分解生成。用大麦芽作为酶的来源，作用于淀粉得到糊精和麦芽糖的混合物，即饴糖。

（3）乳糖　存在于哺乳动物的乳汁中，由一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成，白色结晶体，能溶于水。人乳中含乳糖5%～8%，牛奶中含4%～5%，羊乳中含4.5%～5%。乳糖是婴儿主要食用的糖类物质，随着年龄的增长，肠道中的乳糖酶活性下降，因而很多成年人食用大量的乳糖后，不易消化，即出现乳糖不耐症。

3.多糖

多糖是由许多单糖分子残基构成的大分子物质，一般不溶于水，无甜味，无还原性，不形成结晶，在酸或酶的作用下，依水解程度不等而生成糊精，完全水解的最终产物是单糖。多糖中一部分可被人体消化吸收，如淀粉、糊精、糖原等；而另一部分则不被人体消化吸收，如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。食品中常用的多糖如下。

（1）淀粉　淀粉是人们膳食中最丰富的碳水化合物，有支链淀粉和直链淀粉两类。普通淀粉由25%的直链淀粉和75%的支链淀粉构成，前者遇碘出现蓝色反应，后者若单独存在时遇碘发生棕色反应。直链淀粉能溶于热水，支链淀粉则不能。淀粉不溶于冷水，与水共煮时会形成糨糊，这叫淀粉的糊化，具有胶黏性，冷却后，能产生凝胶作用。淀粉经酸或酶适当处理后，其物理性质发生改变，这种淀粉叫变性淀粉。

（2）糊精　糊精是淀粉的水解产物，通常糊精的分子大小是淀粉的1/5。糊精与淀粉不同，它具有易溶于水、强烈保水及易于消化等特点，在食品工业中常被用来增稠、稳定或保水。

（3）糖原　糖原也称动物淀粉，在肝脏和肌肉中合成并贮存，是一种含有许多葡萄糖分子和支链的动物多糖。肝脏中贮存的糖原可以维持正常的血糖浓度，肌肉中的糖原可提供机体运动所需要的能量，尤其是高强度和持久运动时的能量需要。其较多的分支可提供较多的酶的作用位点，以便能快速地分解和提供较多的葡萄糖。食物中糖原含量很少，因此它不是有意义的碳水化合物的食物来源。

（4）纤维素、半纤维素、木质素　广泛存在于植物组织中，详细性状见本章第五节膳食纤维部分。

（5）果胶　果胶是植物细胞壁的成分之一，存在于相邻细胞壁的中胶层。按果蔬成熟度不同，分为原果胶、果胶和果胶酸三种。果胶是亲水性胶体物质，其水溶液在适当条件下形成凝胶，利用果胶这一特性，可将水果生产成果酱、果冻、果糕等制品。

4.糖的衍生物

糖醇是糖的衍生物，由单糖或多糖加氢而成，也有天然存在的。在食品工业中常用其代替蔗糖作为甜味剂使用，营养上也有其独特的作用。食品中的糖醇主要包括如下几种。

（1）山梨糖醇　工业上将葡萄糖氢化，使其醛基转化为醇基，其特点是代谢时可转化为果糖，而不变成葡萄糖，不受胰岛素控制，食后不升高血糖，因而适用于糖尿病患者使用。

（2）木糖醇　存在于多种水果、蔬菜中，其甜度及氧化功能与蔗糖相似，但代谢不受胰岛素调节，可被糖尿病患者食用。此外，木糖醇不能被口腔细菌发酵，因对牙齿无伤害，可用作无糖糖果中防止龋齿的甜味剂。

（3）麦芽糖醇　由麦芽糖氢化而来，在工业上是由淀粉酶解制得多组分“葡萄糖浆”后氢化制成的。麦芽糖醇被人体摄入后在小肠内的分解量是同量麦芽糖的1/40，是非能源物质，不升高血糖，也不增加胆固醇和中性脂肪的含量，是心血管疾病、糖尿病患者的甜味剂。也不能被微生物利用，故也能防止龋齿。

二、按照聚合度不同分类

联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）专家组将糖类按照其聚合度分为三类，见表3-1。