碳水化合物（carbohydrate）是自然界最丰富的有机物，是人类最经济和最主要的能量来源。碳水化合物也称为糖类，因大多数糖类物质由碳、氢、氧组成，其结构式为(CHO₂)_n或C_n(H₂O)_m，其中H：O=2：1，与水分子中的比例相同，因此称为碳水化合物。但迄今发现某些糖如鼠李糖、脱氧核糖等并不具有这样的结构，而具有此结构的物质如甲醛、乙酸、乳酸等也非糖类物质，所以以“碳水化合物”命名这类物质并不十分恰当，但由于广泛使用，因此习惯上仍沿用“碳水化合物”这一名称。

一、碳水化合物分类

从化学上，根据碳水化合物的聚合度，可以将其分成单糖、双糖、寡糖和多糖四类。但从生理上，根据碳水化合物能否被人体消化吸收，碳水化合物可以被分成可消化吸收与不可消化吸收两类。

（一）可消化吸收的碳水化合物

可以消化吸收的碳水化合物是指能在人体肠道被分解成小分子成分，并透过肠粘膜细胞进入血液的糖类。包括：（1）所有单糖如葡萄糖、果糖、半乳糖等；（2）所有双糖如蔗糖、乳糖、麦芽糖等；（3）多糖中的淀粉、糖原及糊精等。

（二）不能消化吸收的碳水化合物

不能消化吸收的碳水化合物是指人类肠道中不含其水解酶，不能被消化成小分子物质，因而不能吸收的糖类。包括：（1）低聚糖如棉子糖，水苏糖等；（2）多糖如纤维素，半纤维素，果胶，木质素等，其中木质素连食草动物也不能消化吸收。

二、碳水化合物的生理功能

（一）可消化吸收的碳水化合物的生理功能

1、提供和贮存能量 碳水化合物是人类最经济和最主要的能量来源，碳水化合物主要以葡萄糖的方式进入血液，在机体的组织细胞特别是大脑、肝脏和肌肉等组织内，先分解为2个丙酮酸，然后脱羧形成乙酰辅酶A，最后进入三羧酸循环生成二氧化碳和水，同时释放大量热能，每克葡萄糖在体内进行生物氧化可产生16.8kJ (4kcal)的能量。一般情况下，大脑仅利用葡萄糖作为能量来源，大脑在活动时约消耗2/3的血糖。肝脏既可以利用葡萄糖分解产热，也可以利用葡萄糖合成糖原作为储备能源，与脂肪不同，糖原可迅速动员，补充血糖的不足。肌肉在葡萄糖不足时，可在糖原酶的作用下直接分解糖原产生能量。

2、构成体组织 糖是构成机体的重要物质，如糖与蛋白质结合形成的糖蛋白可以构成保护胃粘膜的粘液、构成软骨的主要成分硫酸软骨素，此外，糖蛋白还参与抗体、酶、激素、核酸的组成；糖和脂肪形成的糖脂是细胞膜的重要成分，参与细胞的标记和识别。

3、节约蛋白质 摄入充足的糖类，可以减少体内蛋白质分解供能，可节约蛋白质，同时减少因蛋白质分解而产生的含氮化合物的含量，减轻肾脏的负担。

4、抗生酮作用 糖类供能充足时，脂肪的消耗少，而血糖不足时，脂肪动员增加。脂肪动员的增加使脂肪酰辅酶A形成增多，通过β-氧化形成的乙酰辅酶A增多。但长链脂肪酰辅酶A可抑制柠檬酸合成酶的活性，使乙酰辅酶A不能与草酰乙酸结合成柠檬酸而进入三羧酸循环；同时长链脂肪酰辅酶A还可反馈性的抑制乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合成酶而抑制脂肪酸合成。其结果造成了乙酰辅酶A在线粒体内的堆积，聚合形成乙酰乙酸、γ-羟丁酸、丙酮酸等酮体。一般酮体在肝脏产生，随血液循环运送到肝外组织利用，当大量酮体产生超过机体的利用能力时，可造成体内酮体堆积。酮体具有酸的性质，过量可造成人体酸中毒，称为酮症酸中毒。

5、解毒作用  肝糖原充足可增强肝脏对某些有害物质如细菌毒素的解毒作用，糖原不足时机体对酒精、砷等有害物质的解毒作用减弱，葡萄糖醛酸直接参与肝脏解毒。

（二）膳食纤维的生理功能

1、降低血浆胆固醇的作用：人体和动物实验得到的一般结论为，大多数可溶性膳食纤维可降低人血浆胆固醇水平及动物血浆胆固醇和肝的胆固醇水平。这类纤维包括果胶、欧车前（psyllium）、魔芋葡甘聚糖以及各种树胶。富含水溶性纤维的食物如燕麦麸、大麦、荚豆类和蔬菜等，这些食物的膳食纤维摄入后，一般都可降低血浆总胆固醇（5%～10%），几乎一律都是降低低密度脂蛋白胆固醇，而高密度脂蛋白降低得很少或不降低。流行病学调查表明纤维摄入量高与冠心病死亡的危险性大幅度降低有关，曾发现血清胆固醇每下降1%可减少心血管疾病发生的危险率达2%。动物实验表明，果胶能防止鸡的动脉硬化，而动脉硬化程度与冠心病密切相关。

 2、改善血糖生成反应：许多研究表明，摄入某些可溶性纤维可降低餐后血糖升高的幅度并提高胰岛素的敏感性。补充各种纤维使餐后血葡萄糖曲线变平的作用与纤维的黏度有关，黏度可以延缓胃排空速率，延缓淀粉在小肠内的消化或减慢葡萄糖在小肠内的吸收。

3、改善大肠功能：膳食中的纤维影响大肠功能的作用包括：缩短消化残渣在大肠的通过时间、增加粪便体积和重量及排便次数、稀释大肠内容物以及为正常存在于大肠内的菌群提供可发酵的底物。膳食中纤维对粪便体积、重量和通过大肠时间长短的影响被公认为是对大肠功能的重要作用，这种对肠功能的作用起到了预防肠癌的作用。粪便量的增加以及膳食纤维在结肠的发酵作用从而加速肠内容物在结肠的转移和使粪便排出，起到了预防便秘的效果。

4、膳食纤维的其他生理功能：除上所述，膳食纤维还能增加胃部饱腹感，减少食物摄入量，具有预防肥胖症的作用；膳食纤维可减少胆汁酸的再吸收，改变食物消化速度和消化道激素的分泌量，可预防胆结石。另据报道，膳食纤维可能会减少血液中能诱导乳腺癌的雌性激素的比率，因而可能还有抗乳腺癌的作用。另外，膳食纤维的缺乏与间歇式疝、阑尾炎、静脉血管曲张、肾结石、膀胱结石、十二指肠溃疡、溃疡性结肠炎、胃食道逆流等均有很大的相关关系，摄入高纤维膳食可保护人类免遭这些疾病的侵害。

但许多的实验结果也表明，各种纤维均能抑制消化碳水化合物、脂质和蛋白质的酶的活性，影响了食物在小肠内的消化吸收，引起腹部不适，增加肠道产气和蠕动；纯的膳食纤维可能降低某些维生素和矿物质的吸收率。因此，过多摄入膳食纤维对人体健康有一定的副作用。

三、参考摄入量（DRIs）

一般情况下，人类膳食中不易出现碳水化合物的缺乏，在短期内也不会出现机体缺乏的症状，其适宜需要量尚未确定。许多国家把碳水化合物作为膳食的主体，常用其可提供能量的百分比来表示，推荐摄入量不少55%。根据我国膳食中碳水化合物的实际摄入量，参考国外对碳水化合物的推荐量，我国建议碳水化合物的适宜摄入量为，除2岁以下的婴幼儿外碳水化合物应提供55%～65%的膳食总能量，可消化利用的碳水化合物量至少 275g(占热55%)，另外，建议限制纯热能食物如糖的摄入量，提倡摄入营养素/能量密度比值高的食物，以保障人体能量充足和营养素的需要，改善胃肠道环境和预防龋齿的需要。

目前暂定的膳食纤维的推荐摄入量是根据中国营养学会1999年提出的中国居民膳食指南及平衡膳食宝塔为依据，由指南中推荐的各类食物摄入量及其所提供的膳食纤维含量计算出中国居民可以摄入的膳食纤维的量及范围。美国、英国及亚洲学者所提出的建议值为20～35g/d。

四、 食物来源的来源

膳食中主要可利用碳水化合物是淀粉类多糖，主要存在于植物性食品中。重要的食物来源是粮谷类（70%～75%），薯类（20%～25%），根茎类、豆类（20%～25%），水果中的坚果类（栗子等）含淀粉较高，一般蔬菜、水果含一定量的双糖、单糖，另外，含有纤维素和果胶类。

食用糖或纯糖制品被摄取后迅速吸收，但其营养密度较低，且易于以脂肪形式贮存，一般认为摄入量不易过多，占热能10%以下。而粮谷类、薯类、根茎类、除含淀粉外还含蛋白质、维生素、矿物质和较多的食物纤维，是碳水化合物良好的食物来源。

膳食纤维主要来源于谷、薯、豆类及蔬菜、水果等植物性食品中，植物的成熟度越高，其纤维含量也就越多。谷类加工越精细则所含的纤维越少。