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碳水化合物

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       碳水化合物亦称糖类合物,是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。主要由碳、氢、氧所组成。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。

       基本介绍

     碳水化合物是由碳、氢和氧三种元素组成,由于它所含的氢氧的比例为二比一,和水一样,故称为碳水化合物。它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。食物中的碳水化合物分成两类:人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物如纤维素,是人体必须的物质。

  糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质,而且有些还具有特殊的生理活性。例如:肝脏中的肝素有抗凝血作用;血型中的糖与免疫活性有关。此外,核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此,糖类化合物对医学来说,具有更重要的意义。

  自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。可用通式Cx(H<sub>2</sub>O)y来表示。有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖,以及糖的衍生物。主要由绿色植物经光合作用而形成,是光合作用的初期产物。从化学结构特征来说,它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。例如葡萄糖,含有一个醛基、六个碳原子,叫己醛糖。果糖则含有一个酮基、六个碳原子,叫己酮糖。它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质,为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。是人类生存发展必不可少的重要物质之一。

       发现历史  

       在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前,碳水化合物已经得到很好的作用,如今含碳水化合物丰富的植物作为食物,利用其制成发酵饮料,作为动物的饲料等。一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后,碳水化合物研究才得到迅速发展。1812年,俄罗斯化学家报告,植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉,在稀酸中加热可水解为葡萄糖。1884年,另一科学家指出,碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素,其中H和O的比例恰好与水相同为2:1,好像碳和水的化合物,故称此类化合物为碳水化合物,这一名称,一直沿用至今。

       化学组成  

       糖类化合物由C(碳),H(氢),O(氧)三种元素组成,分子中H和O的比例通常为

2:1,与水分子中的比例一样,故称为碳水化合物。可用通式Cm(H2O )n表示。因此,曾把这类化合物称为碳水化合物。但是后来发现有些化合物按其构造和性质应属于糖类化合物,可是它们的组成并不符合Cm(H2O )n 通式,如鼠李糖(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4)等;而有些化合物如甲醛、乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)等,其组成虽符合通式Cm(H2O )n,但结构与性质却与糖类化合物完全不同。所以,碳水化合物这个名称并不确切,但因使用已久,迄今仍在沿用。(另外像碳酸(H2CO3)、碳酸盐(XXCO3)、碳单质(C)、碳的氧化物(CO2、CO)、水(H2O)都不属于有机物,也就是不属于碳水化合物。

  碳水化合物是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。食物中的碳水化合物分成两类:人可以吸收利用的有效碳水化合物,如:单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物,如:纤维素。

  碳水化合物一般的化学表达式为C6H12O6。

化学表达式

        一般作用  

       碳水化合物是生命细胞结构的主要成分及主要供能物质,并且有调节细胞活动的重要功能。机体中碳水化合物的存在形式主要有三种,葡萄糖、糖原和含糖的复合物,碳水化合物的生理功能与其摄入食物的碳水化合物种类和在机体内存在的形式有关。1.膳食碳水化合物是人类获取能量的最经济和最主要的来源;2.碳水化合物是构成机体组织的重要物质,并参与细胞的组成和多种活动;此外还有节约蛋白质、抗生酮、解毒和增强肠道功能的作用。

        正常需要  

       根据目前中国膳食碳水化合物的实际摄入量和世界卫生组织。联合国粮农组织的建议,与2000年重新修订了我国健康人群的碳水化合物供给量为总能量摄入的55%-65%。同时对碳水化合物的来源也作了要求,即应包括复合碳水化合物淀粉、不消化的抗性淀粉、非淀粉多糖和低聚糖等碳水化合物;限制纯能量食物如糖的摄入量,提倡摄入营养素/能量密度高的食物,以保障人体能量和营养素的需要及改善胃肠道环境和预防龋齿的需要。


 

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