ประเภทของคาร์โบไฮเดรต

มอโนแซ็กคาไรด์

โมโนแซคคาไรด์ (Monosaccharides) หรือน้ำตาลเดี่ยวหรือน้ำตาลเชิงเดี่ยว (Single sugar) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลเล็กที่สุด เมื่อผ่านกระบวนการย่อยอาหารของร่างกายแล้ว จะถูกดูดซึมได้ทันที โมโนแซคคาไรด์ที่มีความเกี่ยววข้องกับโภชนาการมนุษย์ ได้แก่ น้ำตาลกลูโคส น้ำตาลฟรุคโตส และน้ำตาลกาแลคโตส นอกจากนี้นังมีโนโนแซคคาไรด์ชนิดอื่นๆ และอนุพันธ์ของสารให้ความหวาน เช่นน้ำตาลเพนโทส น้ำตาลแอลกอฮอล์

(คณาจารย์ผู้สอนวิชามนุษยนิเวศศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมธิราช ,2554)

แอราบิโนส(Arabinose) เป็นน้ำตาลเพนโทสตัวหนึ่งที่พบในธรรมชาติ อยู่ในรูปของ L-แอราบิโนส ซึ่งเป็นน้ำตาลส่วนประกอบในเฮมิเซลลูโลส(hemicellulose) กัม(gum) และเพกทิน(pectin) ไม่ค่อยพบเป็นน้ำตาลอิสระในธรรมชาติ

ไรโบส(Ribose) เป็นน้ำตาลเพนโทสตัวหนึ่ง D-ไรโบสพบเป็นน้ำตาลในกรดไรโบนิวคลิอิกRNA โดยอยู่ในรูปของฟิวแรโนส ไม่พบเป็นน้ำตาลอิสระในธรรมชาติ ส่วน 2-ดีออกซิ-D-ไรโบส จะพบกรดดีออกซีไรโบนิวคลิอิก DNA

ไซโลส(Xylose) เป็นน้ำตาลเพนโทสตัวหนึ่ง D-ไซโลสเป็นน้ำตาลที่พบเป็นส่วนประกอบในเฮมิเซลลูโลส เช่น D-ไซโลกลูแคน(D-Xyloglucans) และ D-ไซแลน(D-Xylans) แต่จะไม่พพบเป็นน้ำตาลอิสระในธรรมชาติ

           ในกลุ่มแอลโดเฮกโซส น้ำตาลที่สำคัญและพบมากที่สุดคือ D-กลูโคส ส่วนตัวอื่นที่พบได้แก่ D-กาแลกโทส และ D-แมนโนส ซึ่งมักจะอยู่รวมกับน้ำตาลตัวอื่นๆ

(ไอแซค,ไมเคิล ที,จิตรลดา สิงห์คำ ,2553)

กลูโคส ในบรรดาโมโนแซคคาไรด์กลูโคสเป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวที่พบมากที่สุดในธรรมชาต พบได้ในผักและผลไม้ทั่วไป เช่น องุ่น ข้าวโพด ฯลฯ น้ำตาลกลูโคสเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า น้ำตาลเด็กซ์โทรส เป็นน้ำตาลที่มีบทบาทสำคัญทั้งในอาหารและในร่างกาย ในอาหาร น้ำตาลกลูโคสเป็นน้ำตาลที่มีรสหวานอ่อนๆ มักจะไม่ค่อยพบในรูปโมโนแซคคาไรด์ แต่จะรวมอยู่กับน้ำตาลชนิดอื่นๆ เช่น อยู่ในรูปของไดแซคคาไรด์ แป้ง หรือใยอาหาร กลูโคสเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญให้แก่เซลล์ ร่ายการจำเป็นต้องมีกลไกการควบคุมน้ำตาลกลูโคส ทำให้มีน้ำตาลกลูโครสในเลือดตลอดเวลา จึงเรียกน้ำตาลกลูโคสอี่กอย่างหนึ่งว่า น้ำตาลในเลือด

(คณาจารย์ผู้สอนวิชามนุษยนิเวศศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมธิราช ,2554)

D-กลูโคส ชื่อเรียกอื่นๆได้แก่ เดกซ์โทรส,น้ำตาลในเลือด,น้ำตาลในสตาร์ช โดยจัดเป็นน้ำตาลอิสระที่พบมากที่สุดในธรรมชาติทั้งในพืชและสัตว์ D-กลูโคสเป็นองค์ประกอบหลักของโครงสร้างสตาร์ช เซลลูโลสและไกลโคเจน  D-กลูโคส เมื่อนำมาละลายน้ำและทำการตกผลึกจะได้ α-D-กลูโคส ตกผลึกที่20-21 องศา มีค่าหมุนจำเพาะ [α]=+112.2 องศา และมีจุดหลอมเหลวที่ 146 องศา ส่วน β-D-กลูโคส จะตกผลึกที่สูงกว่า 98 องศา มีค่า[α]=+18.7 องศา และจุดหลอมเหลวที่150 องศา

น้ำตาลกลูโคสถือเป็นสารเคมีที่สำคัญที่สุด เพราะการทำงานของสมองอาจแปรปรวนได้หากได้รับน้ำตาลกลูโคสไม่เพียงพอ สมองต้องเผาผลาญน้ำตาลกลูโคสแล้วแปลงเป็นพลังงานที่สามารถนำไปใช้ได้อีกทีหนึ่ง เนื่องจากอาหารส่วนมากไม่มีส่วนประกอบของน้ำตาลกลูโคส ดังนั้นร่างกายของเราจะแปลงน้ำตาลกลูโคสจากสารอาหารประเภทคาร์โบไอเดรต (จากน้ำตาลและแป้ง)และจากไขมันที่แทรกมากับอาหารนั้นๆ

               ระบบย่อยอาหารของร่างกายทำหน้าที่สกัดน้ำตาลกลูโคสออกจากอาหารที่รับประทานเข้าไปและลำลียงต่อไปยังส่วนต่างๆ โดยผ่านทางกระแสเลือด ระดับน้ำตาลในเลือดนั้นจะถูกควบคุมโดยกลุ่มสารเคมีที่ซับซ้อน หนึ่งในสารเคมีที่เป็นที่รู้จักกันดีคือสารอินซูลินที่ผลิตมาจากตับอ่อน อินซูลินมีหน้าที่ควบคุมเส้นทางการลำเลียงน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์ หากไม่มีอินซูลินคอยควบคุม ระดับน้ำตาลในเลือดจะผันผวนอย่างรวดเร็ว ทำให้การทำงานของสมองบกพร่อง ในบางกรณีที่ร้ายแรงมากอาจทำให้เป็นอันตรายต่อเซลล์สมองด้วย

           ระดับน้ำตาลกลูโคสนี้มีผลอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์ หากลดต่ำลงมากจะเห็นผลอย่างชัดเจน เช่น ลองสังเกตเวลาที่หิวข้าว ระดับน้ำตาลกลูโคสลดต่ำลง ทำให้หงุดหงิดขี้รำคาญและเสียสมาธิได้ง่าย

            การเพิ่มระดับน้ำตาลกลูโคส เช่น รับประทานช็อกโกแลตหรือไอศกรีม ช่วยทำให้อารมณ์ดีได้ชั่วครู่ แต่ถ้าจะให้ระบบการทำงานโดยรวมเป็นไปได้ดีที่สุดจะต้องมีการควบคุมการรับประทานน้ำตาลกลูโคสและพลังงานที่ได้รับให้ดี นั่นคือเราจะต้องเลือกรับประทานอาหารที่เหมาะสม เพราะแหล่งอาหารที่ให้น้ำตาลกลูโคสนั้นต้องมีลักษณะแตกต่างกันไป เช่น น้ำตาลขัดขาว  น้ำผึ้งละน้ำเชื่อมจะเพิ่มระดับน้ำตาลกลูโคสได้อย่างรวดเร็ว น้ำตาลจากผลไม้(หรือน้ำตาลฟรักโทส) จะออกฤทธิ์ช้าแต่ยาวนานกว่า ส่วนน้ำตาลที่ได้จากอาหารประเภทแป้ง เช่น ขนมปังหรือพาสต้านั้น จะยิ่งออกฤทธิ์ช้ากว่ามาก

กาแลคโตส เป็นโมโนแซคคาไรด์ที่ไม่พบอิสระในธรรมชาติ ส่วนใหญ่มักจะพบในรูปแบบของแลคโตส ซึ่งเป็นโมเลกุลของกาแลคโตสที่เชื่อมต่อกับกลูโคส พบได้ในนม กาแลคโตสสามารถเปลี่ยนเป็นกลูโคสที่ตับเพื่อใช้เป็นพลังงานในร่างกาย

(คณาจารย์ผู้สอนวิชามนุษยนิเวศศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมธิราช ,2554)

              D-กาแลกโทสน้ำตาลตัวนี้พบเป็นน้ำตาลส่วนประกอบของแลกโทส(lactose) เป็นน้ำตาลในน้ำนมวัวและน้ำนมแม่ ในพอลิแซ็กคาไรด์จะพบD-กาแลกโทส ในโครงสร้างของเพกทินคาร์รากีแนน(carrageenan) และอะการ์ (agar) เป็นต้น ไม่ค่อยพบน้ำตาลตัวนี้ในรูปน้ำตาลอิสระในธรรมชาติทั้งพืชและสัตว์

(ไอแซค,ไมเคิล ที,จิตรลดา สิงห์คำ,2553)

D-แมนโนส น้ำตาลตัวนี้ไม่ค่อยพบเป็นน้ำตาลอิสระในธรรมชาติ แต่มักอยู่ในพอลิแซ็กคาไรด์กาแลกโทแมนแนน(Galactomannans)เช่น โลคัสต์บีนกัม(locust bean gum) กัวร์กัม(guar gum) เป็นต้น

ส่วนในกลุ่มคีโทเฮกโซส  น้ำตาลที่พบมากที่สุดคือ D-ฟรักโทส พบเป็นรูปน้ำตาลอิสระในธรรมชาติ เช่นผลไม้ น้ำผึ้ง รวมถึงน้ำตาลส่วนประกอบในน้ำตาลทราย(sucrose)ฤและในรูปพอลิแซ็กคาไรด์อินูลิน(Inuline)ซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตที่พืชสำรองไว้ที่ราก(roots)และหัว(tubers)ของพืชตระกูล Compositaeเช่น Jerusalem artichoke,dandelion,dahliaและ ผักกาดหอม(lettuce)เป็นต้น

            ชื่อเรียกอื่นๆของน้ำตาล D-ฟรักโทสได้แก่ น้ำตาลผลไม้ และเลวูโลส(laevulose)พบในน้ำผึ้งและผลไม้ต่างๆน้ำตาลที่สำคัญในผักผลไม้มี 3ชนิด คือ น้ำตาลกลูโคส น้ำตาลฟรักโทส และน้ำตาลซูโครส

(ไอแซค,ไมเคิล ที,จิตรลดา สิงห์คำ,2553)

ฟรุคโตส หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าน้ำตาลเลวูโลสหรือน้ำตาลผลไม้ เป็นน้ำตาลที่มีรสหวานที่สุดพบได้ทั้งในผลไม้และผัก ถึงแม้ว่า น้ำผึ้งจะมีส่วนประกอบเป็นน้ำตาลฟรุคโตสและน้ำตาลกลูโคสอย่างละครึ่งหนึ่ง แต่รสหวานหลักของน้ำผึ้ง คือ น้ำตาลฟรุคโตส จึงทำให้น้ำผึ้งมีรสหวานจัด ในอุตสาหกรรมอาหารมักจะใช้น้ำเชื่อมข้าวโพด ซึ่งมีฟรุคโตสสูงเป็นสารให้ความหวานในผลิตภัณฑ์ขนมหวานหลายชนิด รวมทั้งเครื่องดื่ม ขนม ลูกอม เยลลี่ และแยมฟรุคโตสจึงเป็นแหล่งพลังงานในอาหารที่นิยมบริโภคกันอย่างแพร่หลาย

(คณาจารย์ผู้สอนวิชามนุษยนิเวศศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมธิราช ,2554)

ไดแซคคาไรด์(Disaccharides)

ไดแซคคาไรด์(Disaccharides) ประกอบด้วยโมโนแซคคาไรด์2 ชนิด มาเชื่อมกันด้วยพันธะทางเคมีที่เรียกว่า พันธะโคเวเลนต์ ไดแซคคาไรด์ที่มีความสำคัญต่อมนุษย์มี 3 ชนิด ได้แก่ ซูโครส แลคโตส และมอลโตส

               ซูโครส เป็นน้ำตาลทรายที่รับประทานกันชีวิตประจำวัน จึงเรียกว่า table sugar ซูโครส ประกอบด้วยกลูโคสและฟรุคโตสอย่างละหนึ่งโมเลกุล ซูโครสในธรรมชาติมีอยู่ในแหล่งอาหารต่างๆ เช่น อ้อย ตาล มะพร้าว ข้าวโพด หัวบีท เป็นต้น ซูโครสที่บริโภคกันทุกวันนี้ คือ เป็นผลึกที่ได้จากน้ำอ้อย โรงงานอุตสาหากรรมมีกระบวนการสกัดซูโครสจากน้ำอ้อย แล้วทำให้บริสุทธิ์ กลายเป็นน้ำตาลทรายที่มีสีขาวที่นำมาบริโภคและใช้ประกอบอาหารประจำวัน น้ำตาลทรายที่ใช้บริโภคมีหลายเกรด ซึ่งใช้ความบริสุทธิ์ของน้ำตาลเป็นเกณฑ์การแบ่ง เรียงลำดับดังนี้ น้ำตาลทรายดิบ น้ำตาลทรายขาว น้ำตาลทรายแดง และน้ำตาลทรายบริสุทธิ์มากกว่าร้อยละ 99.7

               แลคโตสหรือน้ำตาลในนม โมเลกุลของน้ำตาลแลคโตสประกอบด้วยกลูโคสและกาแลคโตสอย่างละ 1 โมเลกุล แลคโตสเป็นน้ำตาลที่ทำให้น้ำนมและผลิตภัณฑ์จากนมมีรสหวานเล็กน้อย น้ำนมคนมีความเข้มข้นของแลคโตส ประมาณ 7 กรัมต่อนม 100 มิลลิลิตร สูงกว่าน้ำนมวัว ซึ่งมีความเข้มข้นของแลคโตส ประมาณ 4.5 กรัมต่อน้ำนม 100 มิลลิลิตร ดังนั้น น้ำนมคนจึงมีรสหวานกว่าน้ำนมวัว

               มอลโตส เป็นน้ำตาลที่ประกอบด้วยกลูโคส 2 โมเลกุล มอลโตสมักจะไม่ค่อยพบในธรรมชาติในอาหาร แต่จะพบในรูปของโมเลกุลของแป้งที่ถูกย่อย เอนไซม์ในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ในปากและลำไส้เล็กจะย่อยสลายโมเลกุลของแป้งเป็นน้ำตาลมอลโตส ดังนั้น เมื่อเราเคี้ยวข้าวหรือขนมปังช้าๆจะรู้สึกถึงรสหวานของมอลโตสในปากที่เกิดจากน้ำย่อยในน้ำลายย่อยข้าวหรือขนมปังนั้นให้มีโมเลกุลเล็กลงเป็นมอลโตส แป้งจะถูกย่อยเป็นมอลโตสในอีกรูแบบหนึ่ง คือ ในการผลิตเบียร์ ได้แก่กระบวนการต้มข้าวมอลต์ซึ่งมาจากข้าวบาร์เลย์ที่กำลังงอกกับน้ำด้วยไฟอ่อนๆ จะทำให้เอนไซม์ที่มีอยู่ในข้าวมอลต์เปลี่ยนแป้งให้เป็นมอลโตสมอลโตสที่เกิดขึ้นกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้ในการเจริญเติบโตของยีนส์ในกระบวนการผลิตเบียร์ขั้นต่อไป

คาร์ไฮเดรตเชิงซ้อน(Complex carbohydrates)

               คาร์ไฮเดรตเชิงซ้อน(Complex carbohydrates)เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยโมโนแซคคาไรด์ตั้งแต่ 3 โมเลกุลขึ้นไปมาเรียงตัวกันเป็นสายยาวจนถึงร้อยหรือพันโมเลกุล ได้แก่ โอลิโกแซคคาไรด์และพอลิแซคคาไรด์

               โอลิโกแซคคาไรด์(Oligosaccharides) หมายถึงคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยโมโนแซคคาไรด์ตั้งแต่ 3-10 โมเลกุล โอลิโกแซคคาไรด์ที่ประกอบด้วยโมโนแซคคาไรด์3 โมเลกุล เรียกกว่า น้ำตาลไตรแซคคาไรด์ และโอลิโกแซคคาไรด์ที่ประกอบด้วยโมโนแซคคาไรด์4 โมเลกุล เรียกว่า น้ำตาลเททราแซคคาไรด์

               พอลิแซคคาไรด์(Polysaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยโมเลกุลของโมโนแซคคาไรด์สายยาว ตั้งแต่ 10 ถึง 3 พันโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสมาเชื่อมต่อกัน พอลิแซคคาไรด์บางชนิดมีลักษณะยาวเป็นเส้นตรง บางชนิดแตกแขนงเป็นกิ่งกานทุกทิศทุกทาง พอลิแซคคาไรด์สำคัญ ได้แก่ แป้ง ไกลโคเจน และใยอาหาร แม้ว่าสารพอลิแซคคาไรด์เหล่านี้จะประกอบด้วยโมเลกุลของกลูโคสเหมือนกัน แต่ก็มีโครงสร้างของโมเลกุลแตกต่างกันโดยเฉพาะการเกาะเกี่ยวกันด้วยพันธะทางเคมีระหว่างโมเลกุลกลูโคส จึงทำให้คุณสมบัติทางกายภาพด้านการละลายน้ำ และการแปรสภาพเมื่อได้รับความร้อนต่างกัน

               แป้ง พืชสะสมพลังงานไว้ในรูปของแป้งในระหว่างการเจริญเติบโตและการขยายพันธุ์ แป้งมีคุณสมบัติการดูดซึมน้ำแล้วสามารถเปลี่ยนสภาพเป็นเจลเมื่อได้รับความร้อนดังจะเห็นได้จากการอบมันฝรั่ง จะทำให้เนื้อมันฝรั่งเปลี่ยนเป็นเนื้อที่ร่วยซุยและเกาะกันเหนียว

               ไกลโคเจน เนื่องจากเป็นรูปแบบของคาร์โบไฮเดรตที่สะสมในร่างกายสัตว์ หลังจากที่มีการฆ่าสัตว์ เนื้อเยื่อจะถูกย่อยด้วยเอนไซม์และกลายเป็นไกลโคเจนโดยส่วนใหญ่ ภายในเวลา 24 ชั่วโมง ไกลโคเจนมีบทบาทสำคัญกับร่างกายเป็นแหล่งสะสมกลูโคส

               ใยอาหาร เป็นส่วนโครงสร้างของผนังเซลล์ของพืช รวมทั้งส่วนที่พบภายในเซลล์ พืช พบได้ทั้งในธัญพืช ผัก ถั่ว และผลไม้ ใยอาหารไม่สามารถย่อยได้ในระบบทางเดินอาหาร และถูกขับถ่ายออกทางอุจจาระ เป็นกากอาหาร ใยอาหารจึงมีชื่อเรียกอื่นๆ เช่น แป้งที่ร่างกายย่อยไม่ได้ หรือพอลิแซคคาไรด์ที่ไม่แป้ง เป็นต้น

               แม้ใยอาหารจะมิใช่สารอาหาร แต่ในปัจจุบันก็เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า ใยอาหารเป็นสารที่จำเป็นต่อร่างกาย นอกจากใยอาหารจะช่วยในเรื่องการขับถ่ายซึ่งเป็นที่รับทราบกันมาช้านานแล้ว ปริมาณใยอาหารในพืชแต่ละชนิด หมายถึง ใยอาหารสองประเภท คือ ใยอาหารประเภทไดเอทารี และใยอาหารประเภทฟังก์ชันแนล ใยอาหารประเภทไดเอทารี(Dietary fiber) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยและดูดซึมในลำไส้เล็ก มักเป็นส่วนที่อยู่บริเวณผนังเซลล์และโครงสร้างของเซลล์ ส่วน ใยอาหารประเภทฟังก์ชันแนล(Functional fiber) เป็นใยอาหารที่สามารถสกัดหรือแยกออกมาได้ ใยอาหารทั้งสองประเภทล้วนเป็นประโยชน์ในร่างกายมนุษย์

 

           คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวเป็นน้ำตาลที่ร่างกายสามารถดูดซึมได้เมื่อรับประทานโดยไม่ต้องเสียเวลาในการย่อย แต่คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน เช่น ข้าวกล้อง ข้าโพด เผือกมัน จะต้องผ่านการย่อยให้เป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวเพื่อให้ร่างกายดูดซึมได้

อินโนซิทอล

          อินโนซิทอลเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวที่เกี่ยวข้องกับน้ำตาลกลูโคส ถึงแม้หน้าที่ของมันที่มีต่อสมองยังไม่ชัดเจนนัก แต่ก็มีส่วนในการสื่อสัญญาณสมองระหว่างเซลล์ประสาทและในเซลล์ประสาท นอกจากนั้นอาหารเสริมที่มีส่วนประกอบของอินโนซิทอล ยังช่วยบรรเทาอาการซึมเศร้า การตื่นตระหนก อาการย้ำคิด และโรคบูลิเมีย อินโนซิทอล พบได้มากในถั่วอบแห้ง ถั่งแดง แป้งถั่วเหลือง ไข่ ปลา ตับ ผลไม้รสเปรี้ยว  และถั่วเปลือกแข็ง

(วรรณาตุลยธัญ,2551)