#生物學小講座 戒斷四天整個人都崩潰了:讓馬親王談之色變的“糖”究竟是什麼?_風聞
Raffaele- 2019-07-25 10:45
標題只是為了好玩,開門見山:這篇文章的主要內容是介紹三大營養物質之一的“糖類”。

一、無處不在的糖類
糖每個人都認識,但在日常生活中,糖都只是一類能帶來甜味的調味品的統稱。不管是廚房裏用的白砂糖,綿白糖,方糖鏡(劃掉),還是飲料中加入的果糖或葡聚糖漿,糖的意義似乎都只是為了刺激舌頭上的甜味受體,從而引起大腦中一定的欣快感,給我們帶來幸福的感覺。但是,在化學家和生物學家的眼裏,糖的意義遠遠不止那一點點的欣快感。

甜甜一笑
糖類分子在自然界中有着廣泛分佈。以結構最簡單的單糖為例,作為植物代謝產物的果糖是優質的甜味劑,在飲料添加劑中隨處可見。葡萄糖是細胞最重要最直接的能量來源,有些重病患者不能正常進食,直接吊一瓶葡萄糖就可以保證體力,比什麼人蔘雪蓮都管用。牛奶中的半乳糖是小腸吸收最快的單糖,牛奶也因此成為忙碌生活中眾多營養早餐食譜的必選。最為人所知的遺傳物質DNA,也需要脱氧核糖來作為分子鏈的骨架。

別被那些科幻風的圖唬住了,DNA也是一類普通分子,“含糖量”還挺高。注1
這些似乎已經大大超越了甜味劑的範疇,但糖類的魔力遠不止於此。如果將兩個或多個糖分子進行縮合反應,能夠形成雙糖、三糖甚至是多糖,這些由單糖縮合連接而來的分子同樣有着重要作用。由果糖和葡萄糖縮合形成的蔗糖是最常見的調味品,由半乳糖和葡萄糖縮合形成的乳糖則是牛奶中含量最高的糖類物質,由兩個葡萄糖縮合形成的麥芽糖很早就被中國人提煉出來,用於製作各種點心。而如果是幾十個幾百個甚至更多的葡萄糖分子進行縮合,就得到了另一種常見物質:澱粉。澱粉實際上是植物以糖的形式儲存的能量。

糖不但能單獨發揮作用,還能和蛋白質結合在一起,形成糖蛋白。蛋白質的糖基化是一個極為重要和廣泛存在的生理過程。很多明星分子都是糖蛋白,比如血細胞中的轉鐵蛋白,和血小板一起作用的凝血因子,引起移植器官排斥的主要組織相容性抗原,還有艾滋病毒表面的靶細胞結合蛋白等等,都是糖基化蛋白。
二、糖和碳水化合物的淵源
關注減肥健身的朋友可能經常會看到糖、碳水(化合物)等等概念,它們經常被混用,濫用,難以區分,這實際上是一個歷史遺留問題。早期的化學家在研究了眾多的糖類分子之後,發現了一個有趣的規律:糖類分子中氫氧原子的比例是固定不變的。無論是最簡單的單糖C6H12O6,還是分子量動輒成千上萬的澱粉,它們的分子中,氫氧的比例始終是2:1。由於水分子的氫氧原子比例也恰好是2:1,於是(自作)聰明的化學家們為它們總結了一個通用的分子式:Cm(H2O)n。乍一看,糖類分子似乎就是由不同比例的碳原子和水分子組合起來的一類化合物,於是這類化合物就被統稱為碳水化合物。英文中的糖Carbohydrates就是由碳的詞根Carbo和水的希臘語詞根Hydro(和九頭蛇沒…好吧,有關係)組合而來。
很顯然,這個通用分子式方便易懂,但是俗話説得好,規律就是用來打破的。隨着研究的深入,人們發現並不是所有的糖類都符合這個公式,比如鼠李糖(別問我為什麼會有這種奇葩名字)C6H12O5;另外,也有人提出某些恰好符合這個通式的分子表現出完全不同於其他糖類的性質,不能歸為一類,比如甲醛CH2O和肌醇(CH2O)6。因此,為了科學的嚴謹性,人們在統稱糖類物質時,逐步棄用了碳水化合物這個名字。但由於這個名字已經被廣泛運用,它還是在很多地方被保留了下來。

原來鼠李是這個鼠李:鼠李科植物棗
在中文世界裏,這個問題變得更為複雜。糖化學最初被引入時,自然是和甜味劑(最常見的蔗糖果糖葡萄糖等均呈甜味)聯繫在一起的,因此這類物質也就被統稱為糖類。雖然會有一定的不嚴謹性,但熟悉它們的科學家們還是能很輕易的對這些概念做出區分。然而到了今天,糖的嚴格定義已經不僅僅用於科研,還用於日常飲食生活中,很多不熟悉不瞭解糖化學的人就會把用作甜味劑的糖和更廣泛意義上的糖混淆在一起。
所以,簡而言之,碳水化合物是糖的舊稱,後者是一大類重要的化學分子總稱。而日常生活中所説的“糖”通常都是指用作甜味劑的某幾類分子,甚至特指蔗糖製品(白砂糖),它們只不過是糖類大家族中的少數幾個成員罷了。回到我們的標題,馬親王的糖戒斷,顯然是把整個糖類大家族都從食譜中劃去了,而不是説不吃帶有甜味糖的東西,他的經驗告訴我們,這樣做是減不了肥的。
三、戒斷糖類為什麼不能減肥?
其實這個問題也很簡單。糖戒斷的初衷是為了儘可能有效的減少熱量攝入,雖然廣義的糖攝入會帶來大量的熱量,導致肥胖,但由於1、木桶效應的存在,單單減少一類營養物質的攝入難以起到理想中的效果;2、廣義的糖還參與其他重要生理作用。所以糖戒斷不能減肥,只會引起生理功能紊亂。真正需要減少甚至戒斷的是遊離糖/添加糖的攝入。2015年,世衞組織發佈了有關成人和兒童糖攝入的指南,引入了遊離糖的概念。該指南推薦人們在整個生命週期內限制遊離糖的攝入,無論成人還是兒童,都建議把遊離糖的攝入量控制在每天總能量攝入的10%以下。
所謂的遊離糖是指單糖(葡萄糖、果糖)和雙糖(如蔗糖)以及天然存在於蜂蜜、糖漿、果汁和濃縮果汁中的糖。但是,遊離糖不包括新鮮的完整水果中天然存在的糖、奶類中的乳糖,也不包括薯類和薯類中的澱粉。這一類糖多由未破碎的生物膜結構保護着,消化吸收的速度會降低,有助於保持血糖水平的穩定性。更重要的是,新鮮水果、薯類、奶都是營養豐富均衡的健康食物,而遊離糖的攝入過多容易造成營養不均衡。世衞組織為什麼要勸大家減少遊離糖的攝入?因為現在的食品和飲料中為了通過欣快感吸引顧客,加入了太多的糖,多吃多喝不但容易變胖,長期糖攝入過多還容易引起各種代謝紊亂,最常見的就是2型糖尿病。
飲料中的含糖量有多少呢?以前的可口可樂用的是蔗糖,用量大約是10克每一百毫升,相當於30多克一聽飲料。一般人可能對這個數字沒什麼概念,但是如果知道用天平稱出來是滿滿一大勺(拳頭大的那種)不止,大多數人就會感到驚悚了。現在可口可樂已經改用果葡糖漿,這是一種由玉米澱粉水解而來的甜味添加劑,常用的F55含有55%的果糖,成分其實和蔗糖差不多,但由於消化吸收時比蔗糖還少了一個分解過程,所以危害比蔗糖還要嚴重。國內的飲料也好不到哪裏去,我自己買過某廠出的所謂冰糖雪梨,齁的讓人受不了,喝了不到半瓶就放棄治療了。

引自網絡
註釋
1 (右下)構成骨架的脱氧核糖(大的五邊形S)通過磷酸(p)連接成鏈,每一個脱氧核糖連接着四種鹼基(ATGC)之一,對應的鹼基按鹼基互補的規律結合。一分子磷酸+一分子脱氧核糖+一分子鹼基三種物質組合在一起,形成了DNA鏈的基本組成單位,被稱作核苷酸(圖中共有六個核苷酸分子)。核苷酸首尾相連,兩兩對接,形成長長的鏈條,就是我們常説的DNA。