較長鏈的醣不被視為糖,稱為低聚醣或多醣。澱粉是一種存在於植物中的葡萄糖聚合物,是人類食物中最豐富的能量來源。其他一些化學物質,如甘油和糖醇,可能有甜味,但不屬於醣類。
大多數植物的組織中都含有糖。蜂蜜和水果是單糖的豐富天然來源。蔗糖特別集中在甘蔗和甜菜中,使它們成為高效商業提取以製造精製糖的理想選擇。2016年,這兩種作物的世界總產量約為20億噸。麥芽糖可以通過麥芽穀物生產。乳糖是唯一不能從植物中提取的糖。它只能存在於牛奶中,包括母乳和一些乳製品中。糖的廉價來源是玉米糖漿,它是通過將玉米澱粉轉化為醣類(如麥芽糖、果糖和葡萄糖)而在工業上生產的。
蔗糖用於預製食品,如餅乾和蛋糕,有時會添加到市售的加工食品和飲料中,人們還可以將蔗糖用作食品,如吐司和麥片,和飲料,如咖啡和茶的甜味劑。平均每個人每年消耗約24公斤糖,北美和南美人消耗量高達50公斤,非洲人消耗量不到20公斤。
隨著20世紀後期糖消費量的增長,研究人員開始研究高糖飲食,尤其是精製糖,是否對人體健康有害。過量攝入糖會導致肥胖、糖尿病、心血管疾病和蛀牙。許多研究試圖闡明這些影響,但結果各不相同,這主要是因為很難找到食用很少或不食用糖的人群作為對照。2015年,世界衛生組織建議成人和兒童將糖的攝入量減少到10%以下,並鼓勵減少到總能量攝入量的5%以下。
從科學上講,糖泛指許多碳水化合物,例如單糖、雙醣或低聚醣。單糖中最重要的是葡萄糖。消化和吸收後,存在於血液和內部組織中的主要單糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖。單糖可以進一步轉化為結構多醣,如纖維素和果膠,用於構建細胞壁,或轉化為儲存多醣形式的能量儲備,如澱粉或菊糖。澱粉由兩種不同的葡萄糖聚合物組成,是細胞儲存的一種易於降解的化學能形式,可以轉化為其他類型的能量。
葡萄糖的另一種聚合物是纖維素,它是由數百或數千個葡萄糖單元組成的直鏈。它被植物用作細胞壁的結構成分。人類只能在非常有限的範圍內消化纖維素,儘管反芻動物可以在腸道中的共生細菌的幫助下做到這一點。
因為糖在接觸火焰時很容易燃燒,所以處理糖有粉塵爆炸的風險。當糖被研磨成超細質地時,爆炸的風險更高,例如用於口香糖。2008 年喬治亞州糖精煉廠爆炸,造成14人死亡,36人受傷,並摧毀了大部分煉油廠,這是由糖粉點燃引起的。
在烹飪用途中,糖加熱會導致焦糖化。隨著這個過程的進行,會釋放出雙乙酰等揮發性化學物質,從而產生特有的焦糖味。
果糖、半乳糖和葡萄糖都是單糖,通式為C6H12O6。果糖天然存在於水果、一些塊根類蔬菜、蔗糖和蜂蜜中,是醣類中最甜的。它是蔗糖或食糖的成分之一。它被用作高果糖糖漿,由水解的玉米澱粉製成,玉米澱粉經過加工製成玉米糖漿,然後添加酶將部分葡萄糖轉化為果糖。
半乳糖不如葡萄糖甜。它是決定血型的紅血球表面抗原的組成部分。
葡萄糖天然存在於水果和植物汁液中,是光合作用的主要產物。澱粉在消化過程中轉化為葡萄糖,而葡萄糖是在血液中在動物體內運輸的糖的形式。雖然原則上葡萄糖有兩種對映體,但天然存在的葡萄糖是D-葡萄糖。葡萄糖漿是葡萄糖的一種液體形式,廣泛用於食品製造。它可以通過酶水解澱粉製成。
雙醣乳糖、麥芽糖、蔗糖都是複合糖,雙醣,通式為C12H22O11。它們是由兩個單糖分子結合形成的,排除了一個水分子。
乳糖是牛奶中天然存在的糖。一個乳糖分子是由一個半乳糖分子和一個葡萄糖分子結合形成的。它在消化過程中被乳糖酶消耗成其組成部分時被分解。兒童有這種酶,但一些成年人不再形成這種酶,他們無法消化乳糖。
麥芽糖是在某些穀物的發芽過程中形成的,最著名的是大麥。一個麥芽糖分子是由兩個葡萄糖分子結合而成的。它的甜度低於葡萄糖、果糖或蔗糖。它在澱粉酶消化澱粉的過程中在體內形成,並在麥芽糖酶的消化過程中分解。
蔗糖存在於甘蔗的莖和甜菜的根中。它也與果糖和葡萄糖一起天然存在於其他植物中,特別是水果和一些根,如胡蘿蔔。這些食物中糖分的不同比例決定了食用它們時的甜度範圍。一個蔗糖分子是由一個葡萄糖分子和一個果糖分子結合而成的。食用後,蔗糖在被稱為蔗糖酶的多種酶的消化過程中分解成其組成部分。
世界衛生組織2003年的一份報告表明,大量攝入含糖飲料,包括果汁,會增加總體能量攝入,從而增加肥胖風險。就其本身而言,糖並不是導致肥胖和代謝症候群的一個因素,而是過度消費時,是不健康飲食行為的一個組成部分。含糖飲料的過度消費增加了成人和兒童患2型糖尿病和代謝症候群的風險。◇