导读:本篇文章《大量吃水果的危害》约字。
大量吃水果的危害
碳水化合物的简介
碳水化合物主要是由植物制造的。只有哺乳动物分泌的乳汁中的乳糖,才是唯一由动物产生的碳水化合物。碳水化合物是全人类目前的一种主要的能量来源,约占据了饮食总热量的一半左右,东亚、东南亚、南亚(中、印、日、韩、马来西亚、印度尼西亚、泰国、越南等)主食大米的国家,膳食碳水化合物的比例高达70%。
碳水化合物由碳、氢和氧按C:O:H2的比例组成。除了乳糖,其他所有类型的碳水化合物几乎完全都来自于植物性的食物。植物可以利用阳光的能量,通过光合作用利用空气中的二氧化碳和氧合成糖;动物却无法直接合成任何一种碳水化合物。在植物体内,糖又可以转化为淀粉或非淀粉多糖进行储存和利用,从而形成植物的主要结构成分,即植物纤维。
我们所说的膳食碳水化合物实际上是一个广泛的范畴,包括简单碳水化合物、复合碳水化合物和膳食纤维。简单碳水化合物,也就是我们常常称之为“糖”的那些东西,包括单糖葡萄糖、果糖和半乳糖,以及二糖麦芽糖、蔗糖和乳糖。我们应该注意到的是,所谓的二糖,实际上包含了两个单糖分子,麦芽糖(葡萄糖-葡萄糖)分解后会形成两个葡萄糖分子,因此麦芽糖也可以被视为单纯的葡萄糖结构,吃麦芽糖相当于吃葡萄糖;蔗糖(葡萄糖-果糖)是由一个葡萄糖和一个果糖组成的,我们所吃的水果含有的天然糖,就是蔗糖,所以绝大多数水果中既有葡萄糖,也有果糖,两者的比例各50%,吃水果必然吃果糖;乳糖(葡萄糖-半乳糖)则是一个葡萄糖和一个半乳糖结合在一起的,分解后葡萄糖和半乳糖各占50%,只有乳汁才含有乳糖,牛奶是人类乳糖的主要来源,人们往往终身都会摄入一定量的乳制品,并不是只有婴儿时期。
复合碳水化合物包括由三到十个单糖单元组成的低聚糖,以及含有十个以上单糖单元的多糖(多聚糖)。淀粉是最主要的膳食多糖,淀粉的基本构成单位是葡萄糖,所以淀粉不含果糖或乳糖,从淀粉分解后形成葡萄糖单糖这个角度来看,淀粉和麦芽糖一样,只参与体内的葡萄糖代谢。
膳食纤维通常被定义为植物多糖和木质素,所有的植物多糖和木质素都是人的消化酶不能够水解的。此外,还有一些被称之为糖醇的物质,如山梨醇和甘露醇,则分别是葡萄糖和果糖的醇的形式。作为可溶性膳食纤维的菊粉(Inulin)是一种果聚糖,是由果糖为基本单位组成的多糖。
碳水化合物是大多数人类饮食中的主要能量来源。当饮食中没有足够的碳水化合物来满足身体对葡萄糖的强制性需求时,它可以通过葡萄糖的异生过程来合成。糖异生主要是用氨基酸(尤其是丙氨酸和谷氨酰胺)、乳酸或甘油来生成葡萄糖,而不是从脂肪酸或酒精来合成碳水化合物,这一点需要减肥的朋友高度重视,在低碳水化合物饮食中,必须要保证足够量的饮食蛋白质,否则,身体会消耗体内的肌肉蛋白等重要的生命物质去满足糖异生。糖必然生成脂肪,而脂肪却不会异生为糖,所以,盲目的节食减肥很容易造成肌肉的丢失,而不是减掉脂肪。
碳水化合物(糖和淀粉)的主要作用只是为了给身体的细胞提供能量,特别是给大脑细胞提供能量,大脑是身体中唯一一个只用碳水化合物为能量的器官。目前中国、美国等对成人和儿童的碳水化合物推荐摄入量(RDA)为克/天,就是根据大脑平均使用的最低葡萄糖量确定的。
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简单碳水化合物的天然来源
如期所述,单糖在自然界中通常都不是以游离分子的形式存在的,而是作为构成双糖和多糖的基本成分。在自然界中发现的许多单糖中,只有一小部分能被人类吸收和利用。单糖可以由3到7个碳原子构成,但最重要的是6个碳原子构成的己糖,即葡萄糖、半乳糖和果糖。这些六碳己糖都有着相同的化学分子式,但它们之间在化学分子构成、立体结构上却有着很大的差别,其中的一些差异就是由于碳原子的立体构造的手性差别造成的。
对人类而言,最重要的单糖就是人们所熟悉的葡萄糖了。我们常常提到的血糖就是特指血浆中的葡萄糖。血液中别的什么糖,如果糖、乳糖,都不在血糖范围内,也就是说,果糖和乳糖基本上不受胰岛素的调控。因为大脑非常依赖于有规律的、可预测的葡萄糖供应,所以身体在长期的自然演变过程中就形成了高度适应的生理机制来维持体内有足够的血糖水平,即维持血液中相对稳定的葡萄糖水平。
蜂蜜是自然界中最浓缩的单糖(或糖)来源,蜂蜜含有约40%的果糖、30%的葡萄糖、7%的麦芽糖和1%的蔗糖(按重量计算)。甜菜和甘蔗分别含有20%和10%的蔗糖。水果的含糖量一般在4~12%之间,主要由果糖、葡萄糖和蔗糖组成,只含有微量的半乳糖和麦芽糖。牛奶是人们可以获得的天然乳糖的最为重要的饮食来源,按重量计算,牛奶含有约5%的乳糖。
一般来说,人们每天都可以从水果中摄取到一定的天然糖分,全球的人均水果消费量仅约能够达到推荐量的35%。然而,包括加拿大、意大利、希腊、挪威、加纳和伊朗在内的少数几个国家的水果消费量超过了全球平均水平的%以上,而美国的水果消费量也仅仅达到了推荐量的38%。
中国、希腊、伊朗和土耳其等国家的蔬菜消费量至少要比全球平均水平高出80%,中国人从蔬菜中获得的糖分至少在70千卡/天以上。而美国人每天只消耗了推荐量的63%的蔬菜,因此美国人只有30千卡/天的天然糖分来自于蔬菜,美国的蔬菜消费水平与全球平均水平非常接近。蔬菜消费量不到全球平均水平一半的国家包括哥伦比亚、巴西、南非、印度尼西亚和巴基斯坦。
膳食中乳糖的主要来源是牛奶,当牛奶被加工成奶酪、黄油和酸奶时,大部分或全部的乳糖都被去除了。不同国家的牛奶消费量差异是很大的,其中一些差异是由乳糖不耐受性造成的。肠道对乳糖的吸收要求双糖被乳糖酶水解成单糖。婴儿有高浓度的乳糖酶,然而,30%的白人和高达70%的非白人断奶后乳糖酶的合成是下降了的,这种乳糖酶的不持久性导致了肠道内乳糖的不完全消化,常常引起乳糖不耐受。乳糖不耐受的特点是腹痛,腹胀,过多的胀气和腹泻。美国人人均每年消耗大约75升牛奶,乳制品就为美国人提供了每天40千卡的乳糖。而中国、日本、墨西哥和印度的乳糖不耐受性非常高,他们消耗的乳糖还不到美国人的一半。爱尔兰、芬兰、英国和澳大利亚的白人多,消耗的乳糖也比世界平均水平多出了50%。
在美国人的饮食中,水果、蔬菜和牛奶中的天然糖分所消耗的总能量为千卡,不到每日总能量的5%。一般来说,除非一个人吃了大量的蜂蜜,否则很难从未经加工的食物中摄取过量的简单碳水化合物。一个中等身材的男性需要吃一个苹果、桃子、橘子、2个李子、3个杏、16个草莓、哈密瓜、1/8个西瓜和4片菠萝,才能消耗天然糖分作为25%的能量。中国人膳食中不是靠水果、蔬菜,而是依靠粮食,使膳食中的碳水化合物的总比例超过了70%,成为了能量的主要来源。
在今天这个信息全球共享的时代,无论是心血管疾病,还是2型糖尿病等等其他的老年性疾病,全世界各个国家都在进行基础和临床的研究,因此,在阅读文献、了解疾病的发生发展规律时,结合中国的饮食习惯对照西方国家的研究成果,才能真正把握中国人心血管疾病、老年疾病自身的发展规律。
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添加糖中的简单碳水化合物的来源
全世界使用的添加糖都是单糖,属于简单的碳水化合物,主要天然来源是蔗糖,分子结构属于果糖。蔗糖是从甘蔗和甜菜中提取和纯化的。
然而,在美国,人工生产出来的高果糖玉米糖浆(HFCS)提供了等量的添加糖能量。高果糖玉米糖浆是由生产葡萄糖糖浆的玉米淀粉水解而来的,然后对葡萄糖进行分子立体结构的异构化,就生产出了含有42%比例果糖的糖浆。这种糖浆中的果糖可以被提取出来,制成果糖含量高达90%的糖浆。对流行的加糖饮料的分析表明,生产出来供食品加工生产使用的高果糖玉米糖浆的平均果糖含量为59%(范围为47-65%),美国几个主要品牌的高果糖玉米糖浆的果糖含量为65%。美国人每天消耗的能量中加工糖比天然糖分多了三倍多,达到了千卡,其中含糖饮料占了33%,糖和糖果占16%,蛋糕和其他烘焙食品占13%,冰淇淋和乳制品甜点占9%。
消费者自行报告的食物摄入量数据显示,13%的美国人每天消耗添加的加工糖作为25%或更多的能量。在美国,糖的消费量居了世界首位,是世界平均水平的两倍多。巴西、澳大利亚、阿根廷和墨西哥的食糖消费量也接近美国水平,而中国和非洲的食糖消费量则比美国要低75%。根据《-美国膳食指南》的报告,美国大众平均每日消耗添加糖接近kcal,或高于每日能量供应的13%。指南建议“可用于其他用途的限制能量”是—kcal/天,而美国人在kcal的能量摄入组合中,添加糖这种“可用于其他用途的限制能量”实际上达到了kcal,远远高于膳食指南的建议量。所以指南进一步建议,“健康的饮食模式要求添加糖所提供的能量低于每日总能量的10%”,即低于每天kcal/天(相当于43克糖),一旦“当食品和饮料中的添加糖的量超过其能量供给的10%后,健康的饮食模式就很难实现了。”
《中国居民膳食指南》也要求控制添加糖的摄入量,每天的摄入不要超过50g,最好控制在25g以下。
目前人们饮食中用得最广泛的添加糖就是果糖。果糖是所有单糖中口感最甜的一种糖,饮料、精加工食品常常用到的高果糖玉米糖浆就非常甜,而且价格低廉,适合于大工业化生产。果糖虽然也是单糖,但是其代谢途径与代谢后果却与天然的葡萄糖有着很大的差别,要引起我们的高度重视。流行病学证据表明,高果糖饮食(包括从含糖饮料中摄入)可能导致肥胖和代谢综合征等其他健康状况。半乳糖和果糖都是通过肝脏细胞的糖代谢途径而在肝脏中进行代谢的,但是只有果糖这一种单糖可以绕过糖酵解途径中的一种主要的控制酶,所以肝脏细胞中的果糖代谢就可以不再受到肝脏能量需求的限制,因此肝脏的果糖代谢能够不受限制的、无限的进行下去,这是一个非常可怕的事情,因为我们目前的实验室化验手段只能检测到血糖(葡萄糖)水平,而不能检测到肝细胞内的果糖水平(因为无法取得肝细胞)。
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双糖和低聚糖
自然界中双糖的种类繁多,但人类营养中最重要的双糖却只有三种:蔗糖、乳糖和麦芽糖。这些天然的双糖是由两个单糖形成的,所以双糖在体内会被降解成两个单糖分子。降解后的双糖,至少会生成一个葡萄糖分子,因此,任何双糖也都会影响血糖。很多天然食物含有大量的蔗糖,因此蔗糖也就天经地义的被大多数人进行大量的消费,主要是通过水果而消费了蔗糖。转化糖也是一种天然形式的糖(未连接的葡萄糖和果糖的比例为1:1),由于有一个果糖分子,因为转化糖比同等浓度的蔗糖更甜,所以转化糖被广泛用于商业用途如糖果和冰糖的制备。蜂蜜就是一种转化糖。
乳糖几乎只存在于哺乳期动物的乳腺中。麦芽糖也很少存在于天然的食品中,但在消化过程中麦芽糖可以由淀粉聚合物水解而成,所以也被用作许多食品的添加剂。
低聚糖是小分子的单糖聚集分子,通常由3到10个单糖分子连接在一起,容易溶于水,通常是甜的。在肠道的刷状边缘发现的酶可以分裂双糖分子之间特定的化学键,使双糖降解为葡萄糖),但是却不容易消化具有不同链接方式的更大的大分子(大于10个单糖分子的单糖聚集分子、即膳食纤维)。
双糖降解后既可能形成两个葡萄糖单糖分子,也可能形成一个葡萄糖和一个果糖分子,所以,大量进食双糖食品,比如水果,就有可能同时造成肝细胞和全身细胞的胰岛素抵抗,这是需要注意的。
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全谷物和精制淀粉
10个以上单糖单位组成的碳水化合物就是多糖。淀粉也是多糖分子,淀粉由不到0个α-链接的葡萄糖单位组成,植物常常以淀粉颗粒的形式来储存碳水化合物。植物制造小分子的直链淀粉和大分子的支链淀粉。支链淀粉的体积较大,在食品中的含量较多,特别是在谷物和淀粉质块茎中。从玉米、箭根、大米、土豆、木薯和其他植物中提取的淀粉是具有相同化学成分的葡萄糖聚合物。它们独特的性质、味道、质地和吸收能力是由直链(淀粉酶)和支链结构(支链淀粉)中葡萄糖单位的相对数量和对消化酶的易接受性决定的。直链淀粉结构紧凑,溶解度低,不易消化。支链淀粉的消化速度更快,这可能是由于支链淀粉的结构越开放,酶的水解作用越有效。
无论是直链还是支链淀粉,重要的是组成淀粉的基本单糖分子是葡萄糖,而不是果糖。这意味着淀粉在体内分解后完全遵循葡萄糖的代谢规律,这和饮料中的果糖的代谢途径有着根本差别。果糖升高肝脏的糖、增加肝细胞的胰岛素抵抗;淀粉分解出的葡萄糖与血糖和全身细胞的胰岛素抵抗有关,而与肝细胞的糖代谢关系不大。
超过一半的碳水化合物都是以淀粉的形式消耗的。淀粉最集中的来源就是谷物,如小麦、燕麦、大麦、黑麦和大米。全麦小麦、燕麦、大麦和黑麦含有69-73%的淀粉、12-16%的蛋白质和10-16%的膳食纤维。精制淀粉也是由谷物制成的,这些谷物的天然成分发生了显着的变化,通常是通过去除麸皮和胚芽来实现的。以小麦为例,精制使淀粉的比例增加到了76%,使蛋白质的比例从14降到了10%,纤维的比例从12降到了2%。膳食纤维的损失尤其重要,因为大多数面粉都是精制谷物。假如每天消耗克小麦粉,如果百分之百的面粉都是以全谷物(含麸皮)的形式食用,那每天可以从面粉中摄取的纤维量为17克;然而,由于人们进食的是加工过的精制小麦粉,而不是全麦面粉,所以每天从克小麦粉中摄取的纤维量最多能有5克。假如饮食建议每0千卡要摄入14克纤维,那就相当于要进食克左右的精制面粉才可能获得14克纤维,但是克精制面粉的能量又远远大于0千卡了。
土豆、玉米和豆类,如平豆、黑豆、豌豆和大豆,都是淀粉的浓缩来源,通常被归类为蔬菜。全麦玉米粉和马铃薯粉含有7%的蛋白质和7%的纤维。豆类(成熟、干燥)很特别,豆类不仅提供一定比例的淀粉,而且还是蛋白质(19-24%)、纤维(15-25%)和微量营养素的重要来源。
由于动物主要利用碳水化合物来维持餐间的血糖浓度,为了确保葡萄糖的供应,肝脏和肌肉细胞会以糖原的形式来储存少量的碳水化合物。糖原是以水化的形式存在的,因此糖原是含水的,体积也因为水分而增大了,糖原因此显得很笨重,并不适合用作能量的长期储存形式。一个平均体重70公斤的男性只能够储存够用18个小时的糖原燃料,但是却可以储存能够使用两个月的脂肪能量。如果一个人所有的能量储存形式都采用糖原,那么这个人会因此而额外增加27.2公斤的体重。大约有克的糖原是储存在肌肉中的,通过体育锻炼可以将肌糖原的量增加五倍。但是储存在肌细胞里的肌糖原是不能直接参与血糖调节的,只有那些储存在人类肝脏中的肝糖原(大约90克),才能参与到血糖的激素调节过程中。
《中国居民膳食营养素参考摄入量》版建议的可消化碳水化合物含量在总热量的50%到65%之间,建议消费者选择水果、蔬菜和全谷物,以获得更高的纤维摄入量,同时减少添加糖的食物选择。这个建议和美国的膳食建议内容上看上去大体都差不多,但是方向是相反的,因为中国膳食背景是碳水化合物的消费量在70%左右,而且以精制碳水化合物为主,所以50-65%的饮食建议是希望人们适当往下减少一定的碳水化合物的摄入量;而美国的饮食结构中脂肪占比相对较高,所以美国的饮食建议希望把全谷物在饮食中的比例往上提高到50%左右,以此来平衡饮食中脂肪的高比例。
人工添加糖(果糖)对代谢的影响
果糖被广泛运用于食品工业生产过程,饮料、蛋糕等加工食品大量应用了果糖作为甜味添加剂。由于西方国家的饮食以高蛋白质、高脂肪为主,其脂肪摄入占到了总能量摄入的50%左右,谷物类碳水化合物并不是西方国家的主要能量来源,所以谷物对他们的影响是非常小的。反而,由玉米提取的高果糖糖浆,却在西方的加工食品中获得了广泛的应用,特别是在各种饮料中,基本上都是以高果糖糖浆作为甜味添加剂的,因为果糖的甜味超过了天然蔗糖、甜菜等双糖。所以,在西方国家,特别是大量使用果糖的美国,就特别