醣類:
(1)由碳、氫、氧三個化學元素所組成,因氫和氧的比例與水相同,因此又稱碳水化合物。
(一)分類:
單醣:
存在於自然界中或消化產物中含有3~7個碳原子的醣,分別為三碳醣、四碳醣、五碳醣、六碳醣以及七碳醣等,以五碳醣、六碳醣最具有重要的生理意義。
五碳醣
六碳醣
寡醣:
由3~10個單醣分子聚合而成的碳水化合物。
如:麥芽三糖、水蘇四糖
雙醣:
由兩個單醣分子經縮合反應除去一個水分子而成的一種碳水化合物
麥芽糖:葡萄糖+葡萄糖
蔗糖:葡萄糖+果糖
乳糖:葡萄糖+半乳糖
▴蔗糖為植物韌皮部運送醣類至葉片行光合作用合成的主要形式
多醣:
由10個以上的單醣分子結合而成,依功能可分為結構性多醣(如:纖維素、幾丁質、黏多醣…)、儲存性多醣(如:澱粉、肝醣…)
儲存性多醣
澱粉
(1)為植物體儲存醣類的型態,由許多分子的葡萄糖連結而成。
(2)依構造分為直鏈澱粉及支鏈澱粉。
直鏈澱粉:葡萄糖以α-1,4糖苷鍵組成的大分子多醣
支鏈澱粉:葡萄糖以α-1,6糖苷鍵組成的大分子多醣
▴補充:
抗性澱粉(Resistant starch):不會被澱粉水解酵素(如:α-amylase、glucoamylase…)作用,造成澱粉不能被小腸所消化吸收的澱粉。食物中主要來源是種子、豆類、全穀物、根莖類…等,如:馬鈴薯、糙米
肝醣
(1)肝醣的構造和澱粉相似,但分枝更多。
(2)僅存於動物體中,又稱為動物性澱粉。
(3)主要存在於肝臟和肌肉中,為葡萄糖在人體內的儲藏型態。
(4)主要功能為動物和真菌的能量儲存物質,人體中肝糖主要由肝臟和肌肉細胞產生與儲存
結構性多醣
纖維素
(1)植物細胞壁的主要成分。
(2)以葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵組成的大分子多醣,故人體消化道內的酵素無法分解。
(3)纖維質也稱為非澱粉多醣類;在營養學上特稱為「膳食纖維」。
膳食纖維可依其水溶性和化學構造分為水溶性與非水溶性:
水溶性膳食纖維:果膠、樹膠、黏質…等,多存於水果、燕麥、大麥、豆類中。
非水溶性膳食纖維:多醣類的纖維素、半纖維素、非多醣類的木質素,多存於蔬菜、小麥、穀類中。
幾丁質
(1)為無脊椎動物外骨骼、藻類、蕈類、酵母菌的細胞壁主要成分
(2)由N-乙醯-D-胺基葡萄糖多醣體以β-1,4糖苷鍵鍵結
肽聚醣
(1)為真細菌中的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁主要成分
(2)由兩種糖衍生物:N-乙醯葡糖胺(GlcNAc)和N-乙醯胞壁酸(MurNAc)交替鍵結
(二)醣類的功能與食物來源
(1)供應熱量:醣類是身體熱量的主要來源,每公克能產生4仟卡(kcal)的熱量。
(2)蛋白質節省作用:體內會優先以醣類為熱量的來源,但醣類攝取不足時,飲食中的蛋白質,甚至體內蛋白質會經糖質新生作用分解,以產生熱量供給身體利用,醣類具有蛋白質節省作用,體內若有足夠的醣類存在,蛋白質可完全運用於建造或修復身體組織。
(3)調節脂質代謝:適量醣類存在可維持脂質的正常代謝運作,當身體處於飢餓、飲食中醣類攝取量不足或醣類代謝不正常時,會造成脂質加速氧化,促使大量酮體堆積。少量酮體可由血液送到肝臟以外,如肌肉、心臟、腎臟、腦等部位代謝以產生熱量。但酮體大量堆積時,身體無法在短時間內將酮體代謝掉,而造成酮酸中毒,引起鈉離子流失、脫水等酸鹼不平衡的問題。
(4)合成體內重要物質:醣類可參與體內許多生化反應、合成胺基酸、脂質以及遺傳物質,如去氧核糖核酸、核糖核酸等,為身體結締組織、神經細胞的重要成分。
(5)影響腸胃道生理:雙醣中的乳糖可促進腸內有益細菌的生長或發酵,而產生人體所需的維生素B群以及微量營養素。多醣類中的膳食纖維也能對腸胃道產生種種影響,以預防慢性病、幫助蠕動或促進排泄等。
(三)糖解作用(Glycolysis)
(1)把葡萄糖轉化成丙酮酸的代謝途徑,無論在有氧呼吸或無氧呼吸皆可在細胞的細胞質中進行以獲取能量
準備階段:ATP被消耗(需ATP),葡萄糖被磷醯酯化而裂解生成兩個三碳磷酸鹽單位。
放能階段:ATP被生產(產生ATP),甘油醛3-磷酸被轉變成為乳酸鹽(氧化還原反應)
(四)糖質新生作用(Gluconeogenesis)
(1)非碳水化合物轉變為葡萄糖的過程
(2)糖質新生的主要器官是肝臟,可使血糖處於正常水平