糖,碳水化合物有哪些(糖的碳水化合物含量是多少)
糖是自然界中最丰富的有机化合物。碳水化合物主要以各种淀粉、糖、纤维素的形式存在于谷物、谷类、薯类、豆类、米面制品和蔬菜、水果中。在植物中,它约占干物质的80%。在动物性食品中,糖含量很少,约占其干物质的2%。
碳水化合物是多羟基(2个或多个)醛或酮,或水解后可成为上述两者之一的有机化合物。由于糖类化合物由碳、氢、氧元素组成,因此大多数糖类化合物都可以用通式Cn(H2O)n表示。化学式的表达类似于“碳”和“水”的聚合,所以过去人们一直认为糖是碳和水的化合物,称为碳水化合物。然而,有些糖如鼠李糖(C6H12O5)和脱氧核糖(C5H10O4)不符合碳水化合物的通式;另外,有些有机化合物分子中氢原子数与氧原子数之比恰好是2:1,如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2),符合碳水化合物的定义,但不是糖。因此,将糖称为碳水化合物并不恰当,但它已经使用了很长时间,并且至今仍有一些人使用它。
一、化学分类
糖类物质是多羟基醛或酮,可分为醛糖和酮糖。
糖按碳原子数还可分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。
最简单的糖是丙糖(甘油醛和二羟基丙酮)。
糖还可分为:按结构单元数量:
单糖
不能水解成较小分子的糖。常见的单糖有:
葡萄糖
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO,
果糖
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH,
核糖
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO,
脱氧核糖
CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO
低聚糖
又称寡糖:由2-10个单糖分子脱水缩合而成。具有营养意义的低聚糖是二糖。常见的二糖有:
蔗糖:广泛存在于植物的根、茎、叶、花、果实和种子中,尤以甘蔗、甜菜中尤多,故名。蔗糖分子是由一个葡萄糖分子和一个果糖分子缩合而成。
麦芽糖:又称麦芽糖,其甜度约为蔗糖的一半。麦芽糖分子由两个葡萄糖分子脱水缩合而成。
乳糖:因存在于哺乳动物的乳汁中而得名。乳糖分子由一个葡萄糖分子和一个半乳糖分子组成。
多糖
它是由数百甚至数万个单糖分子缩合而成,通式为(C6H10O5)n。最重要的是淀粉和纤维素。均质多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、甲壳素(chitin);
异质多糖:糖胺聚糖(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。
结合糖
复合糖、复合糖:糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。
没有甜味的糖
并不是所有的糖都是甜的。例如,牛奶中含有4%的乳糖,这是一种没有甜味的糖。另一方面,是不是所有甜的东西都是糖?这还不能说。例如,乙二醇和甘油虽然有甜味,但它们不是糖。最常见的无味糖是大米中的淀粉。
糖的衍生物
糖醇、糖酸、糖胺和糖苷的化学式为C6H12O6。
常见的糖
根据糖的精炼程度、来源、形态和颜色,大致可分为以下几类:
精制白糖:简称糖,为粒状晶体。根据晶体的大小,有粗砂、中砂、细砂三种。其特点是纯度高、水分低、杂质少。国产糖度高于99.45%,水分低于0.12%。根据标准分为优级、一级、二级三个等级,均适用于面包、糕点的制作。
粗糖:未精制的原糖,纯度低,杂质多,含水量高,颜色淡黄色,如国产二号糖和进口巴西糖、古巴糖等。
软白糖:晶体小而均匀,颜色洁白,质地松软,纯度不如白糖,含糖量98%左右,水分含量2%以下。由于成本较高,多用于高档食品。
红糖:颗粒状晶体,颜色棕色,杂质高,但可用于特殊用途。
红糖(片糖、红糖):一般采用当地压榨生产,杂质最多,纯度最低。但它在烘焙中有其独特的风味和快速上色的特点,也有一定的应用。
红糖粉:纯度比红糖高,而且容易称量,使用量比红糖大。
冰糖、生糖:称量不方便,成本高,很少使用,仅限于高档食品。
葡萄糖粉和葡萄糖浆:葡萄糖浆是由淀粉经酶催化或在酸存在下水解而得,然后喷雾干燥得到粉末状葡萄糖,一般含水8%。
麦芽块和麦芽糖浆:由大麦和小麦经麦芽糖酶和水作用而得。我国生产的成品一般称为麦芽糖。
转化糖浆:由蔗糖和水在盐酸存在下加热而得。其特点是粘度低、透明度好。是制作广式月饼的必备原料。
果葡糖浆(异构糖浆):转化糖浆中的部分葡萄糖在葡萄糖酶的作用下转化为果糖。工业生产的果葡糖浆的异构化转化率为42%,此时的甜度与蔗糖相当。如果进一步提高转化率,可以获得更高的甜度。
蜂蜜:植物蜜腺的分泌物,甜度较高。60%-80%为单糖,易被人体吸收,具有特殊风味。
糖蜜:糖厂制糖时,糖浆浓缩后留下的母液杂质最多。但它具有特殊的香气,常用于全麦面包的制作。
焦糖:是糖果的一种。焦糖是将白糖在接近或超过115的温度下煮沸至变成浅黄色、近棕色,并具有焦香味而得。一般在做布丁的时候会用到。吃太多有害。
二、糖的制法
作为甜味物质,人们经常食用白糖、红糖和冰糖。
制糖的方法并不复杂。将甘蔗或甜菜汁压出,滤去杂质,向滤液中加入适量石灰水,中和其中所含的酸,再次过滤,除去沉淀,向滤液中通入二氧化碳,制得石灰。水沉淀成碳酸钙,再次过滤,所得滤液即为蔗糖水溶液。当蔗糖水溶液减压蒸发、浓缩、真空冷却时,会析出红棕色稍粘稠的晶体,这就是红糖。
制作白糖,必须将红糖溶解在水中,加入适量的骨炭或活性炭,吸附红糖水中的有色物质,然后过滤、加热、浓缩、冷却滤液,即得白色晶体-将会出现白糖。白糖比红糖纯净得多,但仍含有一些水分。当白糖加热到适当的温度除去水分后,就会得到大的、无色透明的晶体——冰糖。可见冰糖的纯度最高,也是最甜的。
三、糖的性质
1.性状
小分子量:无色或白色晶体;甜头。
大分子量:非结晶白色固体。
糖衍生物,如糖醇,也多为无色或白色晶体,有甜味。
2.溶解性
糖是一种高极性物质。
单糖和低聚糖易溶于水,尤其是热水;溶于稀酒精;不溶于极性较小的溶剂。
水溶液中的糖通常由于过饱和而不会结晶,并且在浓缩时变成糖浆状。
3.旋光性
糖分子中有多个手性碳,因此具有光学活性。
天然存在的单糖有左旋和右旋两种,其中大多数是右旋。糖的旋光度与末端碳原子的相对构型有关。
4.糖的化学性质
氧化反应
单糖分子中含有醛(酮)基、伯醇基、仲醇基和邻二醇基结构单元。通常醛(酮)基团最容易被氧化,其次是伯醇。
羟基反应
糖和苷的羟基反应包括醚化、酯化、缩醛化以及与硼酸的络合反应。
羰基反应
糖的羰基也可由金属氢化物催化氢化或还原,产物称为糖醇。
四、糖的功能和用途
糖是人类生存的重要物质之一。糖是人体三大营养素之一,也是人体热能的主要来源。糖类向人体提供的热能约占人体所需总热能的60-70%。除纤维素外,所有糖类物质都是热能的来源。
糖的功能
糖的主要功能是提供热能。每克葡萄糖在人体内被氧化产生16.7千焦耳的能量。人体所需能量的70%左右是由糖提供的。此外,糖还是形成组织和保护肝功能的重要物质。
提供能量
糖可以为人体提供能量。当人们感到疲倦或饥饿时,吃一块糖果会使人感觉更有活力,有益于身体健康。
植物淀粉和动物糖原都是能量储存形式。
物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
细胞骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是原核细胞壁的主要成分。
细胞间识别和生物分子间识别。细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。有些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,它们构成细胞的天线,参与细胞通讯。红细胞表面的ABO血型决定簇含有岩藻糖。
分解代谢
葡萄糖分解代谢主要有3条途径,根据其反应条件、反应过程和最终产物分为三种类型:
不需要氧气时发生的无氧氧化(糖酵解);
需要氧气时有氧氧化;
生成磷酸戊糖和NADPH的磷酸戊糖途径。
人体吸收
糖包括蔗糖(红糖、白糖、砂糖、红糖)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、糊精和糖原棉花糖等。这些糖中,除葡萄糖、果糖和半乳糖外,还可以要想被人体直接吸收,其余的糖类必须在体内转化为碱性单糖才能被吸收利用。
糖的用途
糖的种类很多,因此其功能和作用也不同。例如
白糖具有生津润燥、止咳化痰、健脾疏肝气的作用。适量食用白糖有助于提高人体对钙的吸收,但过多则会阻碍钙的吸收。
葡萄糖可以对抗病毒,提高人体免疫力,延缓皮肤衰老;
麦芽糖具有补虚健脾、润肺止咳、滋补强身的功效,主要用于治疗胃寒、腹痛、气虚咳嗽;
冰糖滋阴生津,润肺止咳。对干咳、干咳无痰、痰中带血有很好的辅助治疗作用。
红糖虽然杂质较多,但其营养成分保留得较好。具有补气血、健脾暖胃、活血化瘀等功效。
它还具有散寒止痛的功效。因此,对于患有受寒体质虚弱或产后引起的痛经等症状的女性,经常喝一些红糖水有显着的效果。红糖对年老体弱者,尤其是大病初愈者,也有极好的滋补作用。另外,红糖还能对动脉硬化起到一定的预防作用,不易诱发龋齿等牙齿疾病。
糖可直接用于食品和制药行业。在印染、制革工业中用作还原剂。在制镜工业和保温瓶镀银工艺中,常用葡萄糖作为还原剂。在建筑工业中,糖被用作减水剂和缓凝剂。代理人。广泛用作水质稳定剂,具有优良的缓蚀、阻垢效果。用作钢材表面清洁剂。用于电镀、铝氧着色、薄膜制造等工业领域。
五、糖的食用研究
蔗糖、葡萄糖、麦芽糖是大家都熟悉的糖类,也是直接为人体提供能量的物质。蜂蜜含有果糖和葡萄糖。果糖是最甜的糖。经实验确定果糖、蔗糖、葡萄糖的甜度比为9:5:4。
益处
适量食用不影响健康
美国科学家对千余名中小学生进行实验发现,如果饭后吃点巧克力,只有2%的人在下午1-2节课时打瞌睡,而对照组的数字(不吃巧克力的人)高达11%。此外,对数百名司机的试验发现,当他们被要求每天下午2点吃巧克力、甜品或甜饮料时,他们发生的车祸要少得多。美国食品和药物管理局特别工作组对糖的研究得出的结论是,没有证据表明糖会导致除蛀牙之外的其他疾病。作为合理饮食的一部分,吃糖就像吃其他东西一样。只要适量食用,就不会损害健康。
许多研究人员证实,只要适量食用,并知道吃甜食的最佳时间,对人体是有益的。比如洗澡的时候需要大量出汗,消耗体能,所以需要补充水分和热量。吃糖可以防止虚脱;运动时需要消耗热能,而糖比其他食物能更快地提供热能;当你累了、饿了的时候,糖可以很快被吸收,提高血糖;当你感到头晕、恶心时,吃一些糖可以升高血糖,稳定情绪,有助于恢复正常。饭后吃一些含糖食物,可以使人在学习、工作时感到神清气爽、精力充沛。
吃糖不会引发肥胖
我国不少食品、营养和医学专家认为,单纯性肥胖是由于总热量摄入与消耗失去平衡造成的,肥胖不能归咎于糖。原因是:每汤匙糖含有67卡路里热量,而每汤匙黄油或其他脂肪食物含有418卡路里热量。因此,糖不会让人发胖。
瑞典几位医学家的研究进一步证实,吃糖不会导致人体内脂肪层的形成。根据医学家的观察,肥胖者食物中的脂肪总是比糖多,所以想要减肥的人首先应该减少脂肪类食物的摄入。欧洲领先的膳食营养学家瑞典的阿斯特鲁认为,如果不吃太多脂肪类食物,就可以安全地增加糖的摄入量,而不必担心肥胖。
糖的危害
但对于一些消费者,尤其是儿童来说,吃太多糖果会导致体内能量积聚,影响正常食欲。
糖不宜吃过多
空腹不宜大量食用
英国科学家研究发现,空腹吃大量的糖,会使血糖突然升高,破坏人体的酸碱平衡和体内各种有益微生物的平衡,对人体健康不利。
过多食用影响儿童发育
吃太多糖也会影响钙代谢。有学者认为,如果摄入的糖量达到食物摄入总量的16-18%,就会引起体内钙代谢紊乱,阻碍体内钙化。日本的一项调查显示,儿童骨折率有所增加。他们认为过多的糖是导致骨折的重要原因。
吃太多糖会让人产生饱腹感,降低食欲,影响食物摄入量,并导致各种营养素缺乏。儿童长期高糖饮食,直接影响儿童骨骼的生长发育,导致佝偻病。如果孩子吃糖多,又不注意口腔卫生,就会给口腔细菌的生长繁殖提供良好的条件,很容易引起龋齿和口腔溃疡。
为了避免龋齿、近视、佝偻病、消化道等疾病,世界卫生组织呼吁家长不要让孩子吃太多甜食。
过多食用易患相关疾病
有专家认为,糖对人体的危害比香烟和酒精饮料更大。世界卫生组织调查了23个国家的死亡原因,得出结论:糖瘾比吸烟危害更大。长期食用高糖食物会使人的寿命缩短20年。因此,1995年世界卫生组织提出了“全球禁糖”的新口号。
世界卫生组织的一项调查发现,摄入过多的糖会导致肥胖、心脏病、动脉硬化、高血压、脑出血、糖尿病、龋齿等疾病。
由于糖是酸性物质,吃太多糖会改变人体血液的酸碱度,使人体呈酸性,削弱人体白细胞抵抗外界病毒的能力,使人容易患各种疾病。
长期沉迷甜食的人容易患多种眼部疾病。有关专家还提出,老年性白内障也与过多吃甜食有关。他们调查了50名白内障患者,发现其中34%的人爱吃甜食,他们认为这与葡萄糖代谢紊乱有关。
另外,过多摄入含有添加糖的食物和饮料,会导致血糖迅速升高,导致血液中胰岛素增多。胰岛素会导致身体更有效地储存脂肪,导致肥胖并增加患心血管疾病等慢性疾病的风险。