炭水化物は体のエネルギー源となる糖質と人の消化酵素では分解できない食物繊維の総称である。またオリゴ糖の中にも一部この食物繊維に含まれるものがある。
■ 炭水化物の分類
【糖質について】
<単糖類>
単糖類は糖質の最小単位。腸管から生体内への吸収は、酵素にて単糖類まで消化されてから行われるが、二糖類までは吸収されることがあると考えられている。それ以上の多糖類は吸収されることはほとんどないと考えられている。
1：ブドウ糖(グルコース：Glucose)
単独で果物や蜂蜜に存在する単糖である。自然界に最も多く存在している。ブドウから発見されたためこの名前が付いている。糖尿病などで注目される、血糖として血液中に存在する量は、血糖値が100mg/dlとすると血液中には約5gから6gであり、体全体の0.1%程度にすぎない。
2：果糖(フルクトース：Fructose)
単独でも果物などに含まれており、ブドウ糖と結合してショ糖(二単糖で砂糖の主成分)を構成する。甘味が糖質中で最も強い特徴がある。
3：ガラクトース(Galactose)
自然界には単独では存在しない。ブドウ糖と結合して乳糖を構成する。乳汁中に多く含まれていることから、乳幼児のエネルギー源と考えられている。また、生体中では脳や神経の細胞膜に存在する糖脂質の構成成分として重要な役割を果たしている。
<二糖類>
1：ショ糖(スクロース：Sucrose)
砂糖の主成分で、ブドウ糖と果糖が結合したもの。甘味料として繁用されている。糖尿病患者では、低血糖発作時にブドウ糖を治療として補給するが、ショ糖は効果発現までに時間がかかるため推奨されない。一般に砂糖は高級菓子で使われている事が多いため、甘いものなら何でも良いと高級菓子を摂取する方がいるが、この点は注意が必要である。
2：麦芽糖(マルトース：Maltose)
発芽した麦や水飴に存在している。ブドウ糖が二つ結合したもの。生体ではデンプンが消化分解したときに生じる。
3：乳糖(ラクトース：Lactose)
母乳(約7%)や牛乳(約4.5%)に存在しているブドウ糖とガラクトースが結合した二単糖である。日本人には乳糖分解酵素(ラクターゼ)欠乏している人が約20%程度いると言われている。このような人は乳製品の摂取をすると乳糖を分解できず、下痢をしてしまう。このような病気を乳糖不耐症という。
【オリゴ糖について】
単糖類(ブドウ糖や果糖など)が2～10個程度結合した糖類で、消化管で分解・吸収されてエネルギーとなるものと、消化されずに腸内細菌に利用されるものがある。生理作用としては、虫歯予防・肥満防止・高脂血症改善・便秘改善・腸内細菌増殖作用などがある。
<多糖類>
1：でんぷん(starch)
人の主なエネルギー源(4Kcal/g)であり、ブドウ糖が多数結合したもの。結合の仕方によりアミロース(直鎖型：amylose)、とアミロペクチン(分枝鎖型：amylopectin)がある。うるち米は80:20の割合であり、もち米は100%アミロペクチンです。アミロースとアミロペクチンを比べると後者の方が味は甘いといわれている。
2：デキストリン(dextrin)
でんぷんが分解されている途中の産物をいう。生体では、唾液に含まれるアミラーゼという酵素で分解されるのだが、さらに分解が進むと麦芽糖そしてブドウ糖になる。
3：グリコーゲン(glycogen)
動物の肝臓および筋肉に存在しエネルギー源となる貯蔵多糖類である。構造的にはアミロペクチンに似た構造である。
【食物繊維】
生体内の消化酵素では消化されない動植物食品に含まれる成分を食物繊維と言う。難消化性多糖類を中心に粘質物・ガム質・海藻多糖類・オリゴ糖・動物性難消化成分・化学合成物・微生物合成されたものなど、多義にわたる。通常は水に溶けるもの(水溶性食物繊維)と水に溶けないもの(不溶性食物繊維)に分類される。両者は生体内での作用に違いがあることが知られている。食物繊維の効果は様々報告されている。主な効果としては、肥満予防(咀嚼増加・飽満感増加)・糖尿病予防(胃内停留時間の延長・耐糖性改善・インスリン分泌節約)・動脈硬化、胆石予防(コレステロール吸収低下・胆汁酸再吸収量の低下)・有害物質の毒性軽減・大腸癌予防・便秘予防などがあげられる。
<不溶性食物繊維>
1：セルロース(繊維素：cellulose)
植物細胞壁の主成分、便秘において便の嵩を増して腸を刺激し便通を良くすることが知られている。
2：ヘミセルロース(hemicellulose)
穀類の外皮に多く存在する植物細胞壁構成成分。
3：キチン(chitin)、キトサン(chitosan)
エビ・かになどの殻に含まれる動物性食物繊維をいう。コレステロール排泄作用や免疫力増強作用のほか、ビフィズス菌の増殖によって腸内環境を整える。
<水溶性食物繊維>
1：ペクチン(pectin)
果物に多く含まれている細胞をつなぐ役目をしている食物繊維。砂糖と一緒に加熱するとゼリー化してジャムになる。
2：グルコマンナン(glucomannan)
こんにゃくいもの主成分でコレステロールの上昇を抑制する働きがあると言われている。グルコマンナンを石灰で凝固したものがこんにゃくである。
3：アルギン酸(alginic acid)
昆布・わかめに含まれる表面のぬるぬるした成分。菓子やアイスクリームの安定剤などに利用されている。
4：アガロース(agarose)・アガロペクチン(agaropectin)
寒天の原料であるてんぐさに含まれる食物繊維。
5：カラギーナン(carrageenan)
海藻の一種に含まれる食物繊維でゼリーや嚥下困難な患者さんに使用するとろみ剤として利用されている。
6：ポリデキストロース(polydextrose)
化学合成された難消化性多糖類。菓子や飲料などの添加物として利用されている。
7：リグニン
細胞壁を強固にする働きを持つフェノール誘導体。木材実質の約30%を占めているがヒトの消化管内では全く消化・吸収が行われない。
8：ガム(Gum)
樹皮・果実から滲出して弾性の固まりを作り、水に触れるとゼリー状になる食物繊維であり、乳化剤として利用されている。
■ 炭水化物の消化と吸収
【炭水化物の消化】
ヒトが消化出来る炭水化物はでんぷんとその誘導体のみで、唾液や膵液中に含まれるαアミラーゼをはじめとした種々の酵素によってブドウ糖まで分解される。そして小腸に到達するときにはほとんどが2糖類か単糖類になっている。そして2糖類分解酵素の働きで最終的には単糖類に分解される。
【炭水化物の吸収】
小腸から吸収される単糖類はブドウ糖(グルコース)・果糖(フルクトース)・ガラクトースの3種類である。主に小腸上部(回腸)で吸収される。これらは小腸から吸収されると門脈を介して肝臓に運ばれる。食物繊維のセルロースは大腸で腸内細菌に分解されることがあるが、吸収される。果糖とガラクトースの大部分は肝臓でブドウ糖に変換される。
■ 炭水化物の分類
【糖質について】
<単糖類>
単糖類は糖質の最小単位。腸管から生体内への吸収は、酵素にて単糖類まで消化されてから行われるが、二糖類までは吸収されることがあると考えられている。それ以上の多糖類は吸収されることはほとんどないと考えられている。
1：ブドウ糖(グルコース：Glucose)
単独で果物や蜂蜜に存在する単糖である。自然界に最も多く存在している。ブドウから発見されたためこの名前が付いている。糖尿病などで注目される、血糖として血液中に存在する量は、血糖値が100mg/dlとすると血液中には約5gから6gであり、体全体の0.1%程度にすぎない。
2：果糖(フルクトース：Fructose)
単独でも果物などに含まれており、ブドウ糖と結合してショ糖(二単糖で砂糖の主成分)を構成する。甘味が糖質中で最も強い特徴がある。
3：ガラクトース(Galactose)
自然界には単独では存在しない。ブドウ糖と結合して乳糖を構成する。乳汁中に多く含まれていることから、乳幼児のエネルギー源と考えられている。また、生体中では脳や神経の細胞膜に存在する糖脂質の構成成分として重要な役割を果たしている。
<二糖類>
1：ショ糖(スクロース：Sucrose)
砂糖の主成分で、ブドウ糖と果糖が結合したもの。甘味料として繁用されている。糖尿病患者では、低血糖発作時にブドウ糖を治療として補給するが、ショ糖は効果発現までに時間がかかるため推奨されない。一般に砂糖は高級菓子で使われている事が多いため、甘いものなら何でも良いと高級菓子を摂取する方がいるが、この点は注意が必要である。
2：麦芽糖(マルトース：Maltose)
発芽した麦や水飴に存在している。ブドウ糖が二つ結合したもの。生体ではデンプンが消化分解したときに生じる。
3：乳糖(ラクトース：Lactose)
母乳(約7%)や牛乳(約4.5%)に存在しているブドウ糖とガラクトースが結合した二単糖である。日本人には乳糖分解酵素(ラクターゼ)欠乏している人が約20%程度いると言われている。このような人は乳製品の摂取をすると乳糖を分解できず、下痢をしてしまう。このような病気を乳糖不耐症という。
【オリゴ糖について】
単糖類(ブドウ糖や果糖など)が2～10個程度結合した糖類で、消化管で分解・吸収されてエネルギーとなるものと、消化されずに腸内細菌に利用されるものがある。生理作用としては、虫歯予防・肥満防止・高脂血症改善・便秘改善・腸内細菌増殖作用などがある。
<多糖類>
1：でんぷん(starch)
人の主なエネルギー源(4Kcal/g)であり、ブドウ糖が多数結合したもの。結合の仕方によりアミロース(直鎖型：amylose)、とアミロペクチン(分枝鎖型：amylopectin)がある。うるち米は80:20の割合であり、もち米は100%アミロペクチンです。アミロースとアミロペクチンを比べると後者の方が味は甘いといわれている。
2：デキストリン(dextrin)
でんぷんが分解されている途中の産物をいう。生体では、唾液に含まれるアミラーゼという酵素で分解されるのだが、さらに分解が進むと麦芽糖そしてブドウ糖になる。
3：グリコーゲン(glycogen)
動物の肝臓および筋肉に存在しエネルギー源となる貯蔵多糖類である。構造的にはアミロペクチンに似た構造である。
【食物繊維】
生体内の消化酵素では消化されない動植物食品に含まれる成分を食物繊維と言う。難消化性多糖類を中心に粘質物・ガム質・海藻多糖類・オリゴ糖・動物性難消化成分・化学合成物・微生物合成されたものなど、多義にわたる。通常は水に溶けるもの(水溶性食物繊維)と水に溶けないもの(不溶性食物繊維)に分類される。両者は生体内での作用に違いがあることが知られている。食物繊維の効果は様々報告されている。主な効果としては、肥満予防(咀嚼増加・飽満感増加)・糖尿病予防(胃内停留時間の延長・耐糖性改善・インスリン分泌節約)・動脈硬化、胆石予防(コレステロール吸収低下・胆汁酸再吸収量の低下)・有害物質の毒性軽減・大腸癌予防・便秘予防などがあげられる。
<不溶性食物繊維>
1：セルロース(繊維素：cellulose)
植物細胞壁の主成分、便秘において便の嵩を増して腸を刺激し便通を良くすることが知られている。
2：ヘミセルロース(hemicellulose)
穀類の外皮に多く存在する植物細胞壁構成成分。
3：キチン(chitin)、キトサン(chitosan)
エビ・かになどの殻に含まれる動物性食物繊維をいう。コレステロール排泄作用や免疫力増強作用のほか、ビフィズス菌の増殖によって腸内環境を整える。
<水溶性食物繊維>
1：ペクチン(pectin)
果物に多く含まれている細胞をつなぐ役目をしている食物繊維。砂糖と一緒に加熱するとゼリー化してジャムになる。
2：グルコマンナン(glucomannan)
こんにゃくいもの主成分でコレステロールの上昇を抑制する働きがあると言われている。グルコマンナンを石灰で凝固したものがこんにゃくである。
3：アルギン酸(alginic acid)
昆布・わかめに含まれる表面のぬるぬるした成分。菓子やアイスクリームの安定剤などに利用されている。
4：アガロース(agarose)・アガロペクチン(agaropectin)
寒天の原料であるてんぐさに含まれる食物繊維。
5：カラギーナン(carrageenan)
海藻の一種に含まれる食物繊維でゼリーや嚥下困難な患者さんに使用するとろみ剤として利用されている。
6：ポリデキストロース(polydextrose)
化学合成された難消化性多糖類。菓子や飲料などの添加物として利用されている。
7：リグニン
細胞壁を強固にする働きを持つフェノール誘導体。木材実質の約30%を占めているがヒトの消化管内では全く消化・吸収が行われない。
8：ガム(Gum)
樹皮・果実から滲出して弾性の固まりを作り、水に触れるとゼリー状になる食物繊維であり、乳化剤として利用されている。
■ 炭水化物の消化と吸収
【炭水化物の消化】
ヒトが消化出来る炭水化物はでんぷんとその誘導体のみで、唾液や膵液中に含まれるαアミラーゼをはじめとした種々の酵素によってブドウ糖まで分解される。そして小腸に到達するときにはほとんどが2糖類か単糖類になっている。そして2糖類分解酵素の働きで最終的には単糖類に分解される。
【炭水化物の吸収】
小腸から吸収される単糖類はブドウ糖(グルコース)・果糖(フルクトース)・ガラクトースの3種類である。主に小腸上部(回腸)で吸収される。これらは小腸から吸収されると門脈を介して肝臓に運ばれる。食物繊維のセルロースは大腸で腸内細菌に分解されることがあるが、吸収される。果糖とガラクトースの大部分は肝臓でブドウ糖に変換される。
