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杂说“糖” 精选

已有 6865 次阅读 2022-6-8 08:19 |个人分类:科学与生活|系统分类:科普集锦

杂说“糖”

糖,对于不少人来说,是爱得要命,怕得要死。

糖,甜甜的,当然好吃。天底下恐怕极少有人不喜欢甜味的。所以,人们用甜来表示美好的事物。好听的话称甜言蜜语,好说甜言蜜语的称嘴甜。日子过的好称甜蜜的生活,睡觉安稳称睡得很甜美。得到一点儿好处称尝到一点儿甜头。

不但人全都喜欢甜味,而且绝大多数动物也都喜欢甜味。狗熊偷吃蜂蜜,甚至不惜被蜇。地上有一点甜食,不一会儿就会爬满蚂蚁(如果周围有蚂蚁的话)。蚂蚁不但自己爱吃甜食,甚至还会饲养为它们提供甜食的蚜虫。

人和动物都有产生甜的味觉的基因。个别动物如猫科动物没有甜味的味觉是因它们只吃动物类食物,其中只含蛋白质和脂肪,没有糖类食物的摄入,引起了甜味觉基因的退化。

如果进一步再问一下,为什么人和动物都会有这样的产生甜味感觉的基因呢?那就是它们需要食物,而除了那些只以动物为食物的动物以外,它们的重要食物就是植物。而植物作为食物供给者,能够供给的最重要物质就是糖类。

植物生长的物质来源主要是大气中的二氧化碳和土壤中的水,由二氧化碳和水合成了组成植物细胞的主要物质,这个过程是吸能的,所需要的能量是阳光。由光合作用合成了组成植物细胞的主要化合物。而光合作用的产物首先是3个碳原子的磷酸甘油酸,然后合成葡萄糖等单糖,再合成各种多糖或转化为蛋白质、脂肪等其他化合物。淀粉就是由葡萄糖缩合而成的,纤维素也是由葡萄糖缩合而成的,只是缩合方式与淀粉不同。

所以,可以这样说,光合作用生成葡萄糖,这是对于地球生物圈最重要的化学反应。这是造成地球上存在众多植物和动物的基础。

植物在生长的时候,光合作用生成的葡萄糖等不断输送到各个部位,形成纤维素、木质素、果胶等,成为植物的各种组织。等到快要开花结果的时候,有些植物的花蜜里更是充满了葡萄糖、果糖等甜味很浓的糖类,吸引昆虫前来吸食,在这个过程中,为其授粉。花蜜更多的植株能够吸引到更多的昆虫,从而生成种子而留下后代的几率更大。

蜜蜂就是从花中采到了大量的含有果糖和葡萄糖的花蜜,带回蜂巢中扇动翅膀将花蜜中的水分除去以形成含水量很少而不容易腐败的蜂蜜。所谓蜂蜜,主要就是葡萄糖和果糖的混合物,另外还有一些蔗糖。

当植物需要留种的时候,它就会把葡萄糖缩水生成淀粉或转变为脂肪,这些淀粉或脂肪就成为将来种子发芽成长成为植株所需要的“初始能量”。种子发芽成为新植株所需要的物质和能量都由种子内的这些淀粉或脂肪供给。为什么植物要在种子里储存淀粉或脂肪而不是葡萄糖呢?原因也很简单,葡萄糖太容易溶解在水里了,化学性质也比淀粉或脂肪活泼得多,不容易保存到最有利于种子发芽的时间。种子只有在合适的条件下,才能够启动各种酶,使得种子发芽。这样才能够是新生的植株在有利的条件下生长。

具有六个碳原子的葡萄糖、果糖等都是单糖,这里的单糖并不是说它们所含的原子数少,而是说它们不能水解成两个更简单的糖了。实际上,含有碳原子数最少的糖是三个碳原子的甘油醛,然后是四个碳原子的赤藓糖和苏糖,五个碳原子的核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖,六个碳原子的除了葡萄糖、果糖外还有甘露糖、半乳糖等多种。这些都是单糖。而自然界最多也与人类关系最密切的单糖则是葡萄糖,此外还有果糖、核糖、半乳糖等。

二糖又称双糖,它是由两个单糖分子连接而成的糖,在连接时除去了一个水分子(这样的反应称为缩合反应,许多个分子通过缩合而聚合起来则称缩聚反应)。例如乳糖由葡萄糖和半乳糖组成,蔗糖由葡萄糖和果糖组成,麦芽糖由两个葡萄糖组成。

这些糖基本上都有甜味。

多个单糖可以缩聚起来。如果单体只有少数几个,缩聚的产物称为寡糖。如果单体的数目很多,则称多糖。

淀粉、纤维素就是由葡萄糖缩聚起来的多糖,它们都有几百几千甚至上万个葡萄糖单体。二者的区别仅在于聚合方式的不同。纤维素是地球上存量最多的糖类化合物。

多糖一般没有甜味,但是它们在一定的条件下,往往可以水解,产物就是那些低阶的糖,例如麦芽糖、蔗糖以至于葡萄糖。人们用糯米做甜酒酿,就是糯米中的淀粉水解的结果,酒酿含有大量的麦芽糖和葡萄糖,就是非常甜的。人们用麦子、玉米或其他粮食做麦芽糖也是如此。

麦芽糖大概是人类最早制造出来的糖了。古人称之为“饴”。“饴蜜”应当是人类最早的两种甜味品。蜜是天然的,由蜜蜂酿制的,而饴则是人工制造的。在现代制糖业开始之前的两千多年时间里,我国人们所食用的甜品,主要就是蜜和饴糖。

饴又称饧。饧如今读xing2,繁体字餳,本来读tang2,后来转写为餹,最后改写为糖。

无论是单糖、双糖、寡糖还是多糖,都基本上只有碳、氢和氧三种元素,而且氢原子与氧原子的比例几乎都是2:1,与水一样,所以糖也称碳水化合物。虽然碳水化合物只是一个名称,并不表示它是由碳元素与水直接合成的。

由于在人们的印象中,糖总是甜的,而实际上多糖并不甜,为此,化学家曾经造了一个“醣”字,企图以此专指碳水化合物。1950年代到60年代前期的化学教科书上都是这样用的(看看一系列含氧化合物的名称:醇、醚、醛、酮、酸、酯、酚、醌、酰等,都是酉字旁,都与发酵直接或间接有关)。但是,在文化被“革命”期间,人们写字也不那么讲究,糖和醣非常接近,而糖字大家都认识,所以许多人还是写糖。醣字终究没有被普及使用,最后成了糖的异体字而被淘汰。

糖类是大多数动物最重要的能量来源,而单糖、双糖,都是甜的。对于那些动物来说,在艰苦的自然竞争中,具有甜的味觉,是能够快而多得到能量的重要手段,所以,生存竞争的结果,就使得绝大多数动物包括我们人类,都具有甜的味觉,而且把甜味作为美食的标志,绝不是偶然的事情。

千万年来,我国的老百姓的生活都非常艰苦,获得充足的能量以维持生命并非易事。肥腴一直被认为的发福的表现,而瘦则与弱与病为伍。直到近二三十年前,大多数人才摆脱了能量摄入不足的困境。而长期的食物缺乏使人们形成了有好吃的就是最大的享受的观念,一旦能量摄入不再缺乏,大吃大喝会引起能量的过剩,这样又出现了大量的健康问题。

糖类摄入后,在胃肠道内被水解为葡萄糖等单糖被吸收。血液将葡萄糖输送到身体各组织以作为“燃料”。但是,食物的摄入并不是均匀的,人不能一天到晚慢慢地一小点一小点地总在吃,而是一日三顿。饭后,血液中的葡萄糖浓度升高,这时,需要把一部分葡萄糖缩聚成糖原而储存在细胞组织里(糖原是葡萄糖的缩聚物,其支链很多,容易聚合和水解),主要在骨骼肌和肝脏里,在需要大量能量时或血糖浓度降低时,糖原又水解为葡萄糖。也就是说,糖原是体内葡萄糖的小仓库。

如果糖原也很多了,“小仓库也满了”,葡萄糖就会在酶的作用下,转化成脂肪,储存于脂肪细胞。在必要的时候,再把脂肪细胞里的脂肪,转化成能量。换句话说,脂肪细胞就是能量的“大仓库”,但是大仓库的取存都不很方便。肥胖了,要想减肥,也不是说减就减得下来的。

上面所说的这些反应都需要在有关的细胞内进行,而要把血液中的葡萄糖输运到细胞内,换句话说,要降低血液中葡萄糖的浓度,就需要胰岛素的帮助。

胰岛素是人体内唯一可以降血糖的激素,它帮助把血液中的葡萄糖转运至细胞内,抑制糖原的水解,刺激糖原的合成,也抑制其他如乳酸、甘油、氨基酸等化合物转化为葡萄糖。也正是有了胰岛素,才能够避免血管内葡萄糖浓度过高,而血糖过高对心血管系统有很大的危害。

长期的高糖饮食和肥胖,可以使得胰岛素的作用效率降低(称胰岛素抵抗),这样,胰腺就不得不分泌更多的胰岛素来对付高血糖。长此以往,就会引起虽然血液中胰岛素水平很高,但是仍然表现为胰岛素的相对缺乏,不能把血糖降低到合适的水平,这就是所谓2型糖尿病。严重的2型糖尿病可以使得血管病变,引起心脏病、失明、肾衰竭等严重后果。

引起肥胖的原因虽然很多,但是总的说来,一定是能量的摄入大于消耗,而糖类食物的摄入过多,往往是能量摄入过多的主要因素。当然,这里的糖,并不一定是甜甜的蔗糖,也可能是淀粉类食品。

有些人说我多吃粗粮,不行吗?其实,粗粮中绝大多数成分仍然是淀粉,它的能量值并不少,当然吃粗粮是好的,但是也不能吃太多。吃多了,总能量超标,照样发胖。

当然,粗粮中有一些膳食纤维,它也属于多糖,但是我们体内没有水解它们的酶,所以它们不能被我们的消化系统吸收。它们却是某些肠道微生物的食物,肠道微生物的健康发育对于我们的身体健康极为有益。

还有一些类似于淀粉的“膳食纤维”,适当地食用,对于我们的身体也是有益的。例如,存在与魔芋中类似于淀粉的物质是葡甘聚糖。葡甘聚糖与淀粉的不同之处,就在于淀粉的组成部分(单体)是单一的葡萄糖,而葡甘聚糖的组成单体有两种,一种是葡萄糖,另一种是甘露糖。甘露糖是葡萄糖的异构体,它与葡萄糖缩聚后生成的葡甘聚糖无法被我们的消化酶所水解。所以所谓“魔芋淀粉”仅能吃饱肚子,而不能被消化吸收,对肠道微生物也有好处。这种葡甘聚糖所做成的食品,如粉丝、粉皮、凉粉等,与淀粉制品在外表上看不出有什么差别,口味也极为相似。这一类食品实在是当今想吃又怕胖的吃货们的好食材。

说了这么多的糖,有的甜有的不甜,有的容易消化吸收,从而增加能量摄入,有的则不消化更不吸收,吃了也不增加能量摄入。所以,说“糖是甜的”只是对那些简单的糖类例如蔗糖、果糖、葡萄糖麦芽糖等而言是正确的。说“吃糖会长胖”也不是所有的糖都如此。

虽然喜欢甜是我们的本性。但是我们不能依着这个本性无限制地吃,必须有所节制。因为我们是人,是有理智的人。为了我们的健康,我们不能过于肥胖。

正确的做法,还是六个字的常言:管住嘴迈开腿。这六个字,嘴说容易,真正做到也不容易呢!






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