淀粉和纖維素都是由葡萄糖分子通過縮聚反應形成的多糖,但它們的縮聚方式有所不同。根據所形成的糖苷鍵的構型不同,縮聚方式主要有α和β兩種。
當大量葡萄糖分子以α方式縮聚時,就會形成淀粉分子。淀粉大量存在于植物的種子、塊莖等部位,主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。比如,在稻米、玉米、馬鈴薯中,直鏈淀粉的占比為10%~30%,其余為支鏈淀粉;但在糯米中,直鏈淀粉的含量極低,幾乎全是支鏈淀粉。在災荒年月、糧食不足的時候,人們常常會將樹皮根莖等作為食物來源,就是因為樹皮根莖中含有大量淀粉,它是人們賴以生存的重要營養來源。
淀粉是一種高分子化合物,只有經過水解并被分解成小分子葡萄糖后,才能被人體吸收。淀粉的水解過程從口腔開始,唾液中的淀粉酶能將少量淀粉水解成麥芽糖,但主要的水解過程還是發生在小腸中,由胰腺分泌的淀粉酶催化完成。在小腸中,葡萄糖被吸收,然后通過血液被輸送到各個器官中,在氧氣的參與下發生氧化反應,并釋放出能量,這些能量是人體維持各器官正常運轉所必需的能量。淀粉轉化為葡萄糖并被人體吸收后,人體的血糖濃度就會升高。此時,身體會將多余的葡萄糖轉化為糖原,儲存在肝臟和肌肉中。
當人體血糖濃度降低時,這些被儲存起來的糖原會被迅速水解為葡萄糖,供身體使用。當然,如果我們攝入過多食物,肝臟和肌肉存不下的糖原就會轉化為脂肪,儲存在皮下和器官周圍。所以,雖然淀粉是人體重要的營養物質之一,但如果攝入過量,同樣會對健康造成嚴重影響。比如,對于糖尿病患者來說,由于大米和白面屬于精制谷物,淀粉含量較高且易于消化吸收,攝入較多就會導致血糖快速升高,增加糖尿病并發癥的風險。為了更好地控制血糖水平,糖尿病患者應適當減少大米和白面的攝入量,增加粗糧和雜糧的攝入量。
當大量葡萄糖分子以β方式縮聚時,就會形成纖維素。纖維素能夠在β-葡萄糖苷酶的催化下水解成葡萄糖。作為一種碳水化合物,纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖,也是植物細胞壁的主要成分,幾乎所有植物都含有纖維素。
纖維素是膳食纖維的一種,膳食纖維包括纖維素、半纖維素、果膠、木質素等。膳食纖維是糖類聚合物,分為不可溶性纖維和可溶性纖維兩大類。不可溶性纖維主要來源于水果、蔬菜、全谷類、豆類等,可溶性纖維主要來源于果膠、藻膠、魔芋等。由于膳食纖維不能在人體胃腸道內被消化吸收,因此一度被認為是“無營養物質”。不過,隨著營養學和相關科學的深入發展,人們逐漸發現,雖然膳食纖維不能直接作為人體的能量來源,但它在維護腸道健康、調節血糖水平、降低膽固醇、保護心腦血管健康等方面一直發揮著重要作用。
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