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糖学:你需要了解的简单对复杂的碳水化合物
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糖的科学:简单与复杂的碳水化合物
碳水化合物是人体的主要燃料来源,但它们仍然是人类饮食中最被误解的组成部分之一。 简单而复杂的碳水化合物的区别不仅仅是学术性的 — — 它直接影响到能量水平、代谢健康和长期疾病风险。 文章提供了对碳水化合物化学、消化和生理效应的详细循证检查,同时提出了优化摄入的可行策略。 通过理解糖和淀粉背后的科学,你可以做出知情的选择,支持稳定的血糖、持续能量和整体福祉。
几十年来,公共卫生信息在妖魔化所有碳化物与宣传这些碳化物之间摇摆一时。 现实在于细微的差别:碳水化合物的类型、结构和加工决定了它的影响远不止于它仅仅存在于饮食中。 精炼出来后所生产的糖和面粉与整个谷物、豆类和蔬菜的行为截然不同,尽管它们都含有碳水化合物。
碳水化合物是什么?化学概览
碳水化合物是由碳、氢和氧原子组成的有机巨分子,通常比例为1:2:1.,它们是三种宏观营养物质(蛋白质和脂肪并列)之一,是人体所偏好的一种能源。 摄取后,大多数碳水化合物被水解为单色沙克化合物——主要是葡萄糖——进入血液,或者立即用于能量,储存在肝和骨骼肌肉中作为甘油,或者当甘油储存饱和后转化为脂肪。
化学上,碳水化合物按所含有的saccharinide(糖)单位数分类: .
- Monosaccharides - 单糖分子:葡萄糖(血糖),果糖(果糖),乳糖(乳糖).
- Disacchalides -由甘油结合连接出两种单色甘油:苏克糖(葡萄糖+葡萄糖),乳糖(葡萄糖+葡萄糖),麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖).
- Oligosaccharides -短链为3-10个糖单位,分出于豆类,洋葱和整粒.
- Polysaccharides- 许多单色沙酰胺的长链:淀粉(可被消化),甘油(动物储存),纤维素/纤维(在人体内不可被消化).
简单的碳水化合物包括单沙酰胺和脱羧;复杂的碳水化合物包括寡糖和多沙酰胺。 链长直接影响到消化酶能如何快速地断裂结合,葡萄糖如何迅速进入血液。
简单的碳水化合物:结构、来源和元代后果
由于简单的碳水化合物由一两个糖分子组成,它们需要最小的酶分解,并被快速地通过肠道衬里吸收。 这导致血液中葡萄糖浓度的快速上升,通常在摄入后15至30分钟内。 胰腺通过分泌胰岛素来反应,这有利于糖分入细胞并抑制葡萄糖释放。
分类和共同来源
- 自然地发生简单的糖 :果实中为葡萄糖,乳制品中为乳糖,蜜糖和枫糖糖浆中为少量葡萄糖,这些糖被水,纤维(果实)和微量营养素包裹.
- 添加的糖 : 苏克糖(表糖),高糖玉米糖浆,取出花蜜,加入加工食品后取出蜂蜜,浓缩果汁甜剂和各种糖浆等,这些糖浆提供了能量,而无需附带营养,即所谓的“空热量 ” 。
血糖以外的生理影响
虽然葡萄糖的快速升降在剧烈的体育活动期间或之后(例如短跑、重抗训练)可能有利,但经常消费添加的简单糖-特别是液体形式的糖-会覆盖代谢。
- 后发性低血糖:胰岛素高血压可以过度发作,导致血糖在一至二小时内降到基线以下,导致疲劳,刺激,并需要更多的糖.
- 胰岛素抗药性:慢性高糖和胰岛素水平使细胞表面胰岛素受体脱敏,迫使胰岛素产生更高的胰岛素以达到同一种葡萄糖低效.
- 肝脂原:过量的葡萄糖主要被活化为肝脏,可以刺激去新脂原-将碳水化合物转化为脂肪-促进非酒精脂肪肝病(NAFLD)。
- 牙科小肠[:简单的糖能给病原口腔细菌提供食用,会助长牙衰.
2020–2025年美国饮食准则建议将添加的糖限制在每日总卡路里10%以下。 目前,美国平均摄入的糖量大约占加的卡路里(远远高于限额 ) 的 17%。 美国心脏协会建议更严格的限制:女性每天不超过25克(6个茶匙),而男性不超过36克(9个茶匙 ) 。
复杂的碳水化合物:结构、来源和系统效益
复杂的碳水化合物是由由α或β甘氨酸结合的单沙酰胺链所形成的。 其消化需要更多的时间和多种酶(如唾液和胰腺酰胺酶、刷接酶)的作用,这些酶将链水解为可吸收的单沙酰胺。 这导致葡萄糖逐渐持续地释放入血液 — — 通常在1至3个小时以上,取决于纤维和耐药淀粉含量。
两个子类别:星座和纤维
- Starch:由氨基糖(线性)和氨基甲酸乙酯(支脉)所组成的可消化的多糖氨酸酯. Amylose被比氨基糖氨酸更慢地消化,因此具有较高氨基糖-氨基苯比(如:basmati大米,一些豆类)的食物会产生较低的甘油反应. 烹饪过程中的地脂化使淀粉更容易被酶所取取取;冷却后再降解(如:在煮熟和冷却的土豆或面料中)会增加耐用淀粉含量.
- Fiber : 基本上完整地通过小肠的不消化多糖. Fiber可以溶解(溶于水,形成凝胶)或不溶解(促进散体). 这两种类型对于肠道健康和代谢调节都是必不可少的.
全粮来源
- 全粒:燕麦,棕米, ⁇ ,大麦,法罗,大麦,小米.
- 豆类:扁豆,鸡豆,黑豆,肾豆,豌豆.
- 非星花菜:花椰菜,菠菜,甘蓝,铃花花椒, ⁇ 菜.
- 星花蔬菜:甜薯,土豆(尤其是有皮),胡萝卜,玉米.
- 全果(有皮和花浆):苹果,浆果,柑橘,梨.
- 花果和种子:贡献出少量复杂的碳和纤维.
为何复合碳化物具有超高级性
复杂的碳水化合物不仅能提供能量。 其缓慢的消化能促进神经,有助于控制食欲,防止与简单的糖有关的能量崩溃。 高纤维含量支持健康的肠道微生——溶性纤维起到生物前的作用,为产生短链脂肪酸的有益细菌提供食物,如丁酸盐,减少炎症并增强胰岛素敏感性。 此外,全食复合碳具有丰富的维生素、铁、镁、锌等多种具有抗氧化性的植物化学物质。
关键是认识到加工会降低复杂的碳水化合物的好处。 把整粒谷物磨成细面粉会大大增加可用于酶作用的表面面积,加速消化并提升甘油反应。 比如,用细地面粉制成的全麦面包可以将血糖和白面包一样多地加入。 这就是为什么用最小的加工、完整而完整的谷物总是比“全麦”面粉更可取的原因。
键差: 格氏指数、格氏载重和文摘
格莱西米指数(GI)和格莱西米负载(GL)
甘油指数[ 将食物排入0-100的尺度,根据是50克可用碳水化合物与参考物(通常是纯葡萄糖)相比如何快速地提高血糖分量。简单的碳水化合物一般具有高的GI值,而许多复杂的碳水化合物是低的或中性的。 但是,例外是:白面包和即时燕麦(两种复杂的淀粉)具有与表糖相仿的GI值。加工、成熟和制备方法都影响到GI。
甘油()的活性负荷(GL)提供了更实用的计量,在典型的活性能中将甘油(GI)克相乘后再除以100. GL在质量和数量上都占了上风. 例如,西瓜具有高甘油(QQ)72,而低甘油(QX)7,因为它包含的水多而每活性能只有少量的碳水合物. 相反地,小烤土豆可能具有中度甘油,而高甘油则因其碳水合物含量密集而具有高甘油.
消化和吸收时间课程
简单的糖在消费后几分钟内就开始出现在血液中。 复杂的淀粉需要30-60分钟或更长的时间,特别是当结合纤维、蛋白质或脂肪时。 溶解纤维在肠道中形成粘性凝胶,使胃空出速度缓慢,并阻碍消化酶进入淀粉颗粒。 即使在同一餐中,脂肪或蛋白质的存在也能显著地使甘油反应受到阻断。
营养密度和加工效果
食品复合型碳水化合物是营养剂,能带维生素和矿物质。经过精炼的复合型碳水化合物——白米、白面包、由精炼面粉制成的面粉 — 在加工过程中失去了大部分纤维、维生素和矿物质。 许多国家都规定浓缩(添加回铁和B维生素),但浓缩不能恢复纤维或植物化学。实际上,精炼型的复合型碳水化合物在代谢上表现得像简单的糖。
橙汁与整个橙汁相比:8盎司橙汁含有21克糖和0克纤维;中橙汁含有12克糖和3克纤维。 果汁能传递没有纤维结构的简单糖,导致葡萄糖快速突起。 整个果汁的纤维钝化吸收速度缓慢,持续上升。
纤维在碳水化合物代谢物中的关键作用
尽管从技术上讲,纤维是一种碳水化合物,但人类缺乏打破其β-甘化物联系所需的酶。 相反,纤维会传入大肠,成为肠道微生的食物。 可溶性纤维发酵产生SCFA(乙酸盐 ) 、 丙酸盐和丁酸盐 — — 这对新陈代谢健康有着深远的影响。
纤维类型及其功能
- 可溶性纤维:溶于水以形成凝胶状的物质. 发现于燕麦,大麦, ⁇ ,苹果,柑橘水果,胡萝卜和豆类中. 它通过捆绑胆酸来降低LDL胆固醇,通过减慢碳水化合物吸收来改进甘油控制,并增强自律性.
- 不可溶解的纤维:不会溶于水中。在全麦面粉、小麦花、坚果、豆类和菜肴等蔬菜中发现。它增加了大块的凳子,加快了肠道转接,有助于防止便秘和分流疾病。
大多数植物食品都包含两种成分。国家科学、工程和医学院[建议成年妇女每天25克纤维总量和成年男子每天38克纤维总量,50岁以上者的目标略低,美国平均摄入量只有15克左右。增加纤维——同时确保适当的水分——可以防止出血和气体。
阻断星座:一个特殊案件
耐生淀粉是一类能从小肠中消化并到达结肠的淀粉,其功能与可发酵纤维类似。 它自然存在于生薯、绿色香蕉、豆类和整粒谷物中。 当淀粉食品被煮熟后,其含量会增加(比如土豆沙拉、冷面 ) 。 耐生淀粉喂食微生能产生SCFA, 增强胰岛素敏感性并可能降低膳食的甘油影响。 包括富于抗药性的淀粉食品是增强代谢健康的简单策略。
胰岛素动态、血糖调节和慢性病
高GI的反复消费,简单的碳水化合物迫使胰腺经常分泌大量的胰岛素。 数月多来,细胞对胰岛素信号的反应可能越来越弱 — — 一种称为]胰岛素抗药性的症状。 胰腺素通过产生更多的胰岛素来弥补,导致高血素贫血。 这种级联是先糖尿病和2型糖尿病的主要驱动力。
胰岛素抗药性还驱动着 甲状腺素综合征,这组疾病包括中枢肥胖、高血压、高三甘油脂、低高高胆固醇和禁食葡萄糖。 每种疾病都增加了心血管风险,但两者合在一起是协同的。 复杂的碳水化合物,特别是富含纤维和耐用淀粉的碳水化合物,促进胰岛素反应较低,有助于保持健康的血糖水平,并减少粘性脂肪的积累。
即使对于没有代谢疾病的个人来说,稳定的血糖也增强了认知功能、情绪稳定性和身体性能。 非糖尿病个人使用的连续葡萄糖监测器(CGM)一致显示,由全食复合碳水化合物组成的膳食与添加的糖和精炼淀粉的高餐相比,产生更少和较小的葡萄糖出行.
平衡碳水化合物摄入量的实用战略
将全过程排列为优先, 最小处理的源
选择保留天然纤维和结构的食物。 将钢切燕麦作为瞬间燕麦、将整粒(如法罗、大麦)作为面粉,将整粒水果作为果汁。 在购买包装产品时,请阅读成份清单:第一种成分应该是一整粒(如“100%的整粒面粉 ” ) , 而不是“浓缩面粉 ” , 或仅仅是“麦面粉 ” 。 寻找每罐至少3到5克纤维。
采用平板方法
想象一下你的晚餐盘:一半的蔬菜是非淀粉,四分之一的蛋白质是精细的,四分之一的食用复杂的碳水化合物(一粒谷物或淀粉蔬菜)。 添加健康的脂肪,如橄榄油、鳄梨或坚果等,进一步钝化了甘油反应,并改进了可溶于脂肪的维生素的吸收。
蛋白质和脂肪的对等碳化物
将碳水化合物与蛋白质或脂肪相混合会使胃分泌缓慢并降低血液中葡萄糖的出血率. 例子:苹果片用杏仁黄油,酸奶用浆果和坚果,奎诺阿沙拉用鸡和阿片卡多,全草克克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来克来
时间碳水化合物战略
胰岛素的敏感性在早晨和之后运动中最高,这使得这些最佳时机可以消耗更多的碳水化合物。 30-60分钟的后修窗是肌肉细胞最能接受甘油补充。 简单的碳水化合物在这里可以用来快速恢复。 在其他时候,特别是在晚上,优先使用复杂的碳水化合物并避免大量添加糖。
添加糖的营养标签
食品药品管理局最新营养事实小组中包含一条“添加糖”的单独线,这样就更容易用不必要的甜剂识别出产品。 但添加的糖有许多名称:高糖糖浆、蔗糖、脱脂糖、麦芽糖、取暖花蜜、蜂蜜、枫糖浆、果汁精等。 美国心脏协会建议检查每剂添加糖的总克,并瞄准每天25至36克。 还要注意成品大小;一种产品在糖中可能看起来很低,但每个容器有两到三份。
不要害怕水果和吃起的蔬菜
食用水果和蔬菜最多的人群慢性病发病率一直最低。 整个水果中的糖自然被纤维、水和众多保护性化合物所包裹。 以适当的部分吃入并配制不带过量脂肪或盐(如烤出或烤出而不是被炒出)的蔬菜,可成为健康饮食的一部分。 这些食品的合理配给的甘油负荷通常中等。
常见的神话和误解
神秘:所有的碳水化合物都不利于健康.
事实:全食碳水化合物为大脑和肌肉提供了必需的燃料,还有纤维,维生素,和植物化学等. 问题是加工出,低纤维碳水化合物产品和添加的糖的消耗过量.
传言:低碳的饮食对减重是必要的。
事实:总能量平衡决定了减重。 由全食物的45-65%的复合碳水化合物组成的饮食,只要能产生卡路里缺量,就可以对减重产生同样的效果。 此外,高碳的高纤维饮食往往会因心智的增强而提高坚持性。
剧情:水果不健康,因为它含有糖.
事实:由于纤维,多酚和能量密度降低,水果的代谢效果与添加的糖明显不同. 流行病学研究将水果消费与糖尿病,心脏病和所有原因的死亡风险降低联系起来.
剧情:蜂蜜和棕糖比白糖更健康.
事实:虽然蜂蜜含有微量抗氧化剂,而棕糖保留了少量的糖浆含量,但所有卡路里甜味剂的代谢反应都类似. 其甘油反应是相可比较的,过量摄入任何甜味剂都会导致体重增重和代谢功能障碍.
出自"糖"在孩子身上引起多活性.
事实:双盲,安慰剂控制的研究没有发现糖的消费和多活性行为之间的一贯因果关系. 感想很可能是由于父母的期待和糖类的治疗环境通常被消耗(如:方).
结论
糖和碳水化合物的科学揭示了一个明显的等级:简单而精炼的碳水化合物 — — 特别是添加的糖 — — 当消费过量时会破坏代谢健康,而复杂而富纤维的碳水化合物则能支持稳定的能量和长期福祉。 通过强调整粒谷物、豆类、蔬菜和完整的水果,并通过将添加的糖和精炼的面粉降到最低,你就可以优化饮食,以保持健康和性能。
关键不是害怕碳水化合物,而是明智地选择它们。理解消化的化学、纤维的作用以及加工的影响,可以让你做出与目标一致的决定。 你的身体被设计成在碳水化合物上运行,但碳水化合物的质量却具有深远的意义。 优先使用营养素密集、纤维丰富的来源,与蛋白质和脂肪配对,并注意添加的糖。 这种方法将支持稳定的血糖、健康的代谢和降低慢性病的风险。
进一步探讨,请参看世界卫生组织的碳水化合物准则、美国心脏协会关于碳水化合物的资源[、以及国家卫生研究所对饮食碳水化合物与健康的审查。