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杂说“碳水”(1)最重要的能量来源 精选

已有 5154 次阅读 2024-8-11 07:23 |个人分类:科学与生活|系统分类:科普集锦

杂说“碳水”(1)最重要的能量来源

若干年前,我第一次见到媒体标题上“碳水”的字样时,还以为是商家又推出了一种什么样的水呢。看了内容才知道他们所说的碳水就是碳水化合物,也就是化学家所说的糖类。

为什么他们要说碳水不说碳水化合物呢?我想一个可能的原因是简单,少说一个字就少一个字,何况一下子就少了三个字;另一个原因可能人家忌讳化合物这三个字,化合物总会让人想起来化学、人工合成之类令某些人不愉快的字样。那么为什么不更直接一点说糖类呢?那大概是因为糖就会联想到甜,联想到胖。对于有些人,说胖似乎比提起犯法还要难受。

碳水化合物就是糖类。这是由碳C、氢H、氧O三种元素构成的有机化合物。由于早期发现糖类化合物中碳氢氧三种元素的比例都符合C:H:O = n:2m:m也就是说,似乎这种化合物是由碳和水合成的,所以称之为碳水化合物(carbohydrate)。

碳水化合物中最有名的物质是葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素等,而淀粉和纤维素又都能够水解成葡萄糖等单糖,所以碳水化合物又被称为糖或糖类(saccharide)。

碳水化合物(carbohydrate)和糖(saccharide)是意思等同的名称,它们主要包括单糖、低聚糖和多糖。

所谓单糖,就是“简单”的糖,它不能水解成更简单的糖了。葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、木糖等就是几种著名的单糖。其中葡萄糖、果糖、半乳糖的分子式都是C6H12O6,它们之间的差别只在于若干氧原子和氢原子的空间位置不相同,是化学上的所谓同分异构体。核糖和木糖的分子式都是C5H10O5,它们也是同分异构体。

两个葡萄糖分子能够因缩去一分子水而聚合在一起(称缩聚),生成麦芽糖分子。一个葡萄糖分子能够与一个果糖分子缩聚成蔗糖分子。一个葡萄糖分子能够与一个半乳糖分子缩聚成乳糖分子。麦芽糖、蔗糖、乳糖等由两个单糖缩聚成的糖称为双糖。

双糖与单糖能够继续缩聚,从而形成三聚糖、四聚糖等等。由2~10个(或20个)单糖缩聚形成的糖称为低聚糖。

由更多的单糖缩聚形成的糖则称多糖,也可以称高聚糖。像淀粉、纤维素、糖元、糊精、果胶、葡甘聚糖等都是多糖。

后来人们发现有不少糖类化合物并不符合所谓碳水化合物的元素比例即C:H:O = n:2m:m,如鼠李糖(分子式C6H12O5),脱氧核糖(分子式C5H10O4)等等。也有一些符合上述比例的化合物并不属于糖类,如醋酸(分子式C2H4O2)、乳酸(分子式C3H6O3)等。因此,碳水化合物这个名称,只是一个历史名称,它并不真的是如它的名称碳水化合物(carbohydrate)所示那样是碳的水合物。

但是,如果这些化合物不称碳水化合物而直接称糖,那么一般人(非化学工作者)则容易误解为只是平时所食用的蔗糖及甜味制品。

这样,现在的中文作品中,一般情况下仍然把这类化合物称为碳水化合物,在一些不容易使人误解的情况下,如有些化学专业的著作中,则称糖或糖类。

糖类是动植物最重要的营养元素之一,是生物体内最重要的能量来源。我们人体包括大脑在内的各个器官的运动都需要能量,而葡萄糖在体内氧化生成二氧化碳这个总的化学反应则是这些能量的主要来源。

千百年来,我国普通百姓的主要食品是谷物,被称为粮食。所有的谷物,无论是古代的小米还是后来的小麦、稻米,对于人类最主要的营养元素都是淀粉,其次才是少量的蛋白质和脂肪。粮食煮熟后,水分子进入淀粉颗粒,使得淀粉分子变得松弛,容易水解。米饭、饼馒进入消化道后,在淀粉酶的作用下,淀粉被逐渐水解生成葡萄糖,经小肠吸收进入体内。这是我国普通百姓能够活下来并从事各项活动的主要能量来源。

过去有俗语:人是铁,饭是钢,一顿不吃饿得慌。虽然把人比铁,饭比钢的比喻并不科学,不合逻辑,但是也说明了饭对于人的重要性。过去把饭与菜相对应,饭就是粮食,菜指菜肴(包括素菜与荤菜,一般情况下荤菜极少)。能够吃饱饭,是千百年来老百姓的最大愿望之一。这主要是碳水化合物的“功劳”。

如果饿得不行,往往头昏眼花,甚至昏厥,这就是体内血糖太低了。这时候需要喝一点糖水,严重的情况需要从静脉注射一点葡萄糖注射液,这样做往往能够“救人一命”。

碳水化合物是延续生命的最基本的必需品。对于成年人来说,有了碳水化合物,即使蛋白质的摄入很低,也还可以延续生命。所以,人能够吃上饭,是最重要的事情。

我们现在的食品非常丰富了。实际上很多人的能量摄入过多,已经引起了一系列健康方面的问题。对于这些人,确实应当控制糖类(碳水化合物)的摄入。但是,不能因此而否定糖类是最重要的营养元素这个基本道理。

实际上,现在全世界还是有很多人处在能量摄入不够的状态。2024年7月24日,联合国粮农组织发布了2024年《世界粮食安全和营养状况》报告。报告指出,2023年约有7.33亿人面临饥饿,相当于全球每11个人中就有1个人面临吃饭难问题,比2019年新增约1.52亿人。就饥饿人口比例而言,非洲最多,达20.4%;亚洲为8.1%,但因亚洲人口总数多,其饥饿人口仍然占全球半数以上;拉丁美洲取得一定进步,为6.2%。2022至2023年间,西亚、加勒比和非洲大多数次区域的饥饿形势呈现加剧趋势。

(未完待续)



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