碳水化合物是世界各地的飲食主食。他們?cè)诿襟w上也受到很多負(fù)面關(guān)注。隨著新的時(shí)尚飲食的興起和過(guò)時(shí)，每種人都有不同的想法來(lái)攝取適量的碳水化合物。

盡管它曾經(jīng)被認(rèn)為是一種超級(jí)食品，但糖（最簡(jiǎn)單的碳水化合物）現(xiàn)在卻以反面的姿態(tài)出現(xiàn)。甚至有運(yùn)動(dòng)將糖重新分類(lèi)為危險(xiǎn)和令人上癮的藥物！多糖（人們通常認(rèn)為是“碳水化合物”）在幾年前就廣為流傳，但現(xiàn)在人們意見(jiàn)不一。

由于健康風(fēng)險(xiǎn)，生酮飲食（低碳水化合物，高蛋白質(zhì)和脂肪）已失寵，但是，關(guān)于碳水化合物是否對(duì)您有益仍然存在爭(zhēng)議。美運(yùn)動(dòng)員聲稱(chēng)它們對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和新陳代謝有益。營(yíng)養(yǎng)學(xué)家警告血糖升高和體重增加的風(fēng)險(xiǎn)。

從健康食品辯論的背景來(lái)看，并不總是確切地知道什么是碳水化合物。該術(shù)語(yǔ)往往被用作所有淀粉類(lèi)食品的統(tǒng)包。盡管淀粉是碳水化合物，但也有許多其他碳水化合物。碳水化合物是大量營(yíng)養(yǎng)素（需要大量消耗才能維持生命的分子）。

它們是地球上最豐富的生物分子，呈多種形式。糖，信號(hào)分子，部分或我們的免疫系統(tǒng)，核酸以及許多結(jié)構(gòu)成分都是由碳水化合物形成的。盡管淀粉是碳水化合物，但也有許多其他碳水化合物。碳水化合物是大量營(yíng)養(yǎng)素（需要大量消耗才能維持生命的分子）。

它們是地球上最豐富的生物分子，呈多種形式。糖，信號(hào)分子，部分或我們的免疫系統(tǒng)，核酸以及許多結(jié)構(gòu)成分都是由碳水化合物形成的。盡管淀粉是碳水化合物，但也有許多其他碳水化合物。

碳水化合物是大量營(yíng)養(yǎng)素（需要大量消耗才能維持生命的分子）。它們是地球上最豐富的生物分子，呈多種形式。糖，信號(hào)分子，部分或我們的免疫系統(tǒng)，核酸以及許多結(jié)構(gòu)成分都是由碳水化合物形成的。

碳水化合物的化學(xué)成分賦予它們多種特性，可幫助它們發(fā)揮許多不同的作用。最重要的是，它們由基本單元形成，然后可以像樂(lè)高積木一樣鏈接在一起以形成大而獨(dú)特的分子。在此方面唯一優(yōu)于碳水化合物的生物分子是蛋白質(zhì)。任何碳水化合物的常見(jiàn)分子式為

C?_n（H?₂?O）_n

這些分子的名稱(chēng)是從該比率得出的：每個(gè)碳原子（carbo-）都有相等量的水（-水合物）。由于碳，氫和氧的組合很容易被氧化，但往往不會(huì)自行分解。

因此碳水化合物具有很高的能量潛能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這使其成為促進(jìn)生化反應(yīng)的理想選擇。實(shí)際上，碳水化合物葡萄糖的氧化是為地球上所有生命提供動(dòng)力的基本化學(xué)反應(yīng)。

單糖

碳水化合物的最小官能團(tuán)是單糖。詞根“糖”源自希臘語(yǔ)中的“甜”一詞，因?yàn)檫@些單位具有獨(dú)特的甜味。單糖有時(shí)被稱(chēng)為單糖。

它們形成最簡(jiǎn)單的碳水化合物，是具有許多醇（-OH）官能團(tuán)的碳鏈和特殊的雙鍵氧（酮或醛糖），可以使鏈形成環(huán)。有許多簡(jiǎn)單的糖被消耗的例子。葡萄糖是一種通過(guò)血糖評(píng)估來(lái)衡量的分子，是整個(gè)生命中生物能量的關(guān)鍵來(lái)源。

果糖是植物中制成的一種糖。它是高果糖玉米糖漿中甜味的來(lái)源。

半乳糖是哺乳動(dòng)物產(chǎn)生的一種糖，可以與葡萄糖結(jié)合形成乳糖。

也有許多類(lèi)型的單糖無(wú)法消化以獲取能量。核糖是組成DNA和RNA的核苷酸中的主要結(jié)構(gòu)成分。甘露糖是存在于稱(chēng)為糖蛋白的信號(hào)傳導(dǎo)分子中的簡(jiǎn)單糖。

二糖

大多數(shù)人會(huì)熟悉的糖類(lèi)型是二糖，即通過(guò)特殊鍵連接在一起的兩個(gè)單糖。連接兩個(gè)單糖的鍵稱(chēng)為糖苷鍵。之所以會(huì)發(fā)生這種情況，是因?yàn)閱翁黔h(huán)中的特殊碳（異頭碳）可以與不同單糖上的-OH基團(tuán)結(jié)合而形成鍵加水。

二糖具有更大的雙環(huán)結(jié)構(gòu)，并具有基于連接單糖的各種特性以及糖苷鍵的位置和立體化學(xué)。許多天然存在的糖是葡萄糖的二糖和一些其他單糖。蔗糖（食用糖）由葡萄糖和果糖這兩種單糖組成。乳糖（牛奶糖）由葡萄糖和半乳糖的單糖組成。

多糖類(lèi)

大多數(shù)碳水化合物不以相對(duì)較小的單糖或二糖形式存在，而是形成通過(guò)糖苷鍵連接在一起的簡(jiǎn)單糖的大量鏈。這些結(jié)構(gòu)的形式和功能高度不同，但統(tǒng)稱(chēng)為多糖。從技術(shù)上講，碳水化合物一詞包括所有糖類(lèi)。

但是，用隨意的語(yǔ)言，人們用它來(lái)指淀粉。多糖往往不具有單糖和二糖的特征性甜味。它們的大小可以相差很大，范圍從僅幾個(gè)單糖單元到數(shù)百個(gè)單糖的龐大復(fù)合物。它們也可以具有不同的結(jié)構(gòu)。

糖苷鍵出現(xiàn)在每個(gè)單元的同一位置的多糖會(huì)形成長(zhǎng)鏈，這些長(zhǎng)鏈會(huì)圍繞自身纏繞而形成螺旋結(jié)構(gòu)?；蛘?，一些單元可以具有多個(gè)糖苷鍵，從而導(dǎo)致松散的分支結(jié)構(gòu)。最后，多糖可以完全由一個(gè)單糖單元（同質(zhì)多糖）組成，也可以具有兩種或三種不同單糖（雜多糖）的重復(fù)模式。

均多糖

用作能源的多糖傾向于是由葡萄糖組成的均多糖。在植物中，這種能源稱(chēng)為淀粉，有兩種。直鏈淀粉是直鏈淀粉。它形成緊密的螺旋狀，堆積成晶體結(jié)構(gòu)。由于直鏈淀粉包裝緊密，因此能量密度更高，但溶解性較差，難以消化。

支鏈淀粉是具有短分支鏈的淀粉。它易于消化，易溶于水，但能量密度較低，因?yàn)榉种ё柚沽司o密堆積。廚師使用淀粉作為能源和增稠劑。動(dòng)物和真菌具有類(lèi)似于淀粉的分子，稱(chēng)為糖原。

糖原不是形成像淀粉一樣的螺旋結(jié)構(gòu)，而是形成附著在中央蛋白質(zhì)上的葡萄糖高度分支鏈的顆粒。它在肝臟中制成，可作為肌肉組織的中期能量存儲(chǔ)。一罐垃圾郵件底部的透明果凍狀物質(zhì)主要是糖原。

均多糖也可以形成堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)材料，纖維素是一種堅(jiān)固的纖維材料，有助于在植物和微生物中形成細(xì)胞壁。它是由葡萄糖的線(xiàn)性鏈構(gòu)成的。但是，與直鏈淀粉不同，糖苷鍵的形狀使結(jié)構(gòu)不溶且難以消化。

纖維素在食品中被稱(chēng)為膳食纖維，由棉纖維，紙制品和木材構(gòu)成。幾丁質(zhì)是自然界中經(jīng)常發(fā)生的另一種結(jié)構(gòu)同多糖。它形成了昆蟲(chóng)的外骨骼和魚(yú)鱗。像纖維素一樣，幾丁質(zhì)在線(xiàn)性葡萄糖的不溶鏈上形成。然而，每個(gè)葡萄糖單元都被修飾為具有連接的胺基（-NH?₂）。

雜多糖

雜多糖以重復(fù)方式包含兩個(gè)或三個(gè)不同的單糖。這些碳水化合物通常與形成稱(chēng)為糖脂或糖蛋白的雜化結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)或蛋白質(zhì)緊密結(jié)合。這些分子廣泛存在于植物，動(dòng)物和微生物中。這些分子的組成和形狀具有極大的多樣性，許多分子的確切結(jié)構(gòu)仍然未知。

許多雜多糖與醫(yī)學(xué)有關(guān)。例子包括透明質(zhì)酸，其在軟骨，皮膚和神經(jīng)組織中用作高度親水的減震劑和潤(rùn)滑劑；肝素，一種天然存在于血液中的抗凝劑和免疫球蛋白（抗體），對(duì)主動(dòng)免疫系統(tǒng)至關(guān)重要。

結(jié)論

碳水化合物是一大類(lèi)生物分子，其功能的復(fù)雜性和多樣性可與蛋白質(zhì)相媲美。它們的大小可以從相對(duì)簡(jiǎn)單的單糖到廣泛的多糖復(fù)合物。它們具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高勢(shì)能的獨(dú)特組合，使其成為大分子中促進(jìn)新陳代謝的理想選擇。

但它們還具有許多其他功能，包括結(jié)構(gòu)和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。我們僅通過(guò)將碳水化合物視為面食和土豆來(lái)破壞碳水化合物。它們是地球上所有生命必不可少的獨(dú)特且高度多樣化的分子家族。

文章來(lái)源：有機(jī)化學(xué)資源