炭水化物(糖質)の分類や種類と役割や働きを超簡単に解説してみた!

こんにちは!

私は平成生まれの管理栄養士です!

今回は栄養学入門編第2弾ということで、炭水化物(糖質)の分類や種類、そしてその役割や働きを見ていきたいと思います!

栄養学を学ぶ上で、ほとんどの大学がこの三大栄養素の分類などを勉強すると思います。

私が通っていた大学も、この炭水化物の分類や糖質にはどんな種類があるのかをまず最初に学びました。

できるだけ簡単に解説してみましたが、わかりにくいところがあったらすみません・・・。笑

では早速いきましょう!!

糖質はエネルギー源として体内で活躍する!

炭水化物は三大栄養素の一つですが、その働きは図を見てもわかるように、主にエネルギー源です。

脂質や、たんぱく質はその他の働きもありますが、炭水化物(糖質)はエネルギー源としてしか働きません。

もちろん細かく見ていけば、細胞膜を作る材料になったり、DNAなどの核酸を作る成分となります。

しかしここでは、炭水化物(糖質)の役割はエネルギー源のみ!!とここではザックリそう覚えてください。

 

炭水化物(糖質)は米、小麦などに代表される穀類、イモ類、砂糖などの主成分です。

これらの中でも最も摂取量が多いと言われているのが多糖類のでんぷんです。

私たちは炭水化物(糖質)を主にでんぷんとして体内に取り込んでいます。

このでんぷんという栄養素はご飯の主成分ですので納得ですね!!

炭水化物を構成する元素はたった3つだけ!?

炭水化物(糖質)は、炭素水素酸素の結合した化合物です。

逆に言ってしまえば、この3つの元素のみでできています。

この3つの元素のつながり方や形、量などによって性質が変わってくるのです!

そして、これらが体内で代謝されると、二酸化炭素と水に分解されるのです。

その分解される過程でエネルギーに変わります。

炭水化物(糖質)のエネルギー量は1g当たり4kcalです。

日本人の一日の摂取カロリーの60%は、この炭水化物(糖質)から摂っているのです。

炭水化物(糖質)の分類と種類

いきなりですが、もしかしてあなたはさっきから気になっていはいませんか?

この炭水化物(糖質)という書き方に・・・笑

これは今から説明する分類について関係してくることなのです!

実は栄養学では、糖質と食物繊維をまとめて炭水化物と呼びます。

よって炭水化物というのは、糖質+食物繊維のことを表していたのです。

糖質は体内の酵素(栄養素を分解するもの物質)というたんぱく質によって分解し吸収され代謝されていきます。

一方でこの食物繊維は、私たち人間がもっている酵素では分解することが出来ません。

なので食品中に入っていた姿かたちのまま小腸を通過し大腸へ運ばれます。

つまり、炭水化物は人間がもつ酵素によって分解し吸収できる糖質と、できない食物繊維の総称ということになります。

まずは炭水化物というのは、糖質と食物繊維をまとめて表したものと覚えましょう!!

次はその糖質や、食物繊維がどのように細分化されていくのか説明したいと思います!

糖質は単糖・少糖・多糖類に分類される

まず、食物繊維は少し置いといて・・・糖質から見ていきましょう!

糖質は大きく3つに分かれます。

  1. 単糖類
  2. 少糖類(二糖類)
  3. 多糖類

 

  1. 単糖類・・・読んで字のごとく!糖質としての最小単位
  2. 少糖類・・・単糖類が2~10個つながったもの
  3. 多糖類・・・単糖類がたくさんつながったもの

ざっとこんな感じで覚えてもらえれば大丈夫です!!

では今度はそれぞれ、具体的にどんな栄養素や成分がそれらにあるのか見ていきましょう!

こんな感じでそれぞれ主な糖質を紹介します。

あとで詳しく説明していきますね!!

食物繊維は水に溶けるか溶けないかで分類される

次に食物繊維をみていきましょう!

大まかに分類した図にも書いてあるように、食物繊維は次の二つに分かれます。

  1. 水溶性食物繊維
  2. 不溶性食物繊維

これは文字をみればなんとなくわかると思いますが、

水溶性食物繊維は、水に溶ける性質をもつ食物繊維です。

一方で不溶性食物繊維は、水に溶け無い(不溶)食物繊維です。

つまり、水に溶けるかどうかで分けられているということです!!

このように水溶性食物繊維と不溶性食物繊維にはそれぞれ様々な成分が属しているのです!

ここで食物繊維の豆知識!

食物繊維は先ほど、人の持つ酵素では分解することが出来ないと言いました。

小腸に存在する人間の持つ酵素では分解ができないのですが、大腸に存在する腸内の細菌によって発酵作用を受けるのです。

その腸内細菌の発酵力によって酪酸やプロピオン酸、短鎖脂肪酸、二酸化炭素、水、メタンなどに変えることが出来るのです。

その中の短鎖脂肪酸は吸収されエネルギー源として利用されます。

なので食物繊維はエネルギー量は実は0ではないのです!!

水溶性食物繊維で1g当たり2kcal、不溶性食物繊維で1g当たり1kcal程度のエネルギーをもつのです!

覚えてほしい主な単糖類

それでは、単糖類について今度は少しだけ詳しく見ていきましょう!

単糖類は糖質の中で最も小さい最小単位の糖であることを説明しました。

最小単位の糖と言うのは、「もうこれ以上分解すると糖質としての働きが失われてしまう!」ということです。

単糖類はいくつか種類があるのですが、基本的には甘味があるのが特徴です!

栄養学的に重要な単糖類は炭素数が6個の六炭糖と炭素数5個の五炭糖です。

この六炭糖という呼び名は、炭素が6つある糖なので六炭糖と言います!簡単ですね!

実は自然界には炭素数が3~7個の単糖が存在します。

炭素の数で名前がついているので三炭糖~七炭糖ですね!

しかし栄養学で良く出てくるのは五炭糖と六炭糖なのでここで紹介します!

グルコース(ブドウ糖)

グルコースは六炭糖の単糖類です。

このグルコースは、人間が最も多く取り入れる単糖類です。

ご飯に多く含まれているでんぷんも、このグルコースがたぁ~くさんつながったものですから納得できると思います。

よくTVや健康診断に行った際などに聞く、血糖値というものがあると思います。

これは血液中の糖の値という意味ですが、この糖とはグルコースを指しています。

なので血糖値は、血液中のグルコースの量を測っているのです!

これらが腸から吸収されて血液中に流れると、細胞にグルコースが取り込まれてエネルギー源になるのです!

フルクトース(果糖)

フルクトースは六炭糖の単糖類です。

果糖と言われるくらいですから、果実類に多く含まれているのは想像できるのではと思います。

このフルクトースは実際にフルーツに多く含まれています。

これ以外にも、はちみつや砂糖に含まれるショ糖とよばれる糖類の構成要素でもあります。

吸収後は肝臓に運ばれ、グルコースに変換されてエネルギー源になります。

ガラクトース

ガラクトースは六炭糖の単糖類です。

このガラクトースは乳などに多く含まれている乳糖という糖類の構成成分です。

これもフルクトース同様に肝臓に運ばれてグルコースに変換されてエネルギー源になるのです。

マンノース

マンノースは六炭糖の単糖類です。

このマンノースは、植物の細胞壁を作っているマンナンという多糖類があるのですが、そのマンナンの構成成分です。

動物の体内ではたんぱく質と結びついた糖たんぱく質という形で存在しています。

リボース・デオキシリボース

リボースやデオキシリボースは五炭糖の単糖類です。

このリボースやデオキシリボースは細胞内のRNAやDNの構成成分となっています。

ちなみにこのDNAの頭文字とは「デオキシリボ・ヌクレオチド・アッシド」の略です。

デオキシリボースが構成成分になっていることが分かりますね!!

特にこの3つの単糖類は非常に重要なのでこれだけでもいいので是非覚えてください!

単糖類の誘導体

単糖類はわかったけど、誘導体ってなに?

そんな風に思うと思います。

誘導体とは簡単に言うと、糖以外の何かと結びついて、そのもの単体で働きをもつものです。

例えば単糖類の誘導体としてはこんなものがあります。

  1. 糖アルコール・・・糖とアルコールが結びついたもので、虫歯予防の甘味料に使われている
  2. グルクロン酸・・・グルコースの形が少し変わったもので、体内の毒物を尿として排泄するはたらきがある
  3. アミノ糖・・・アミノ基というものが糖に結合したもので、グルコサミンやヒアルロン酸に含まれている

覚えてほしい主な少糖類(二糖類)

少糖類とは、単糖が2~10個結びついたものになります。

その単糖類が2つ結合すれば二糖類、3つ結合されれば三糖類となります。

栄養学的に大事なのはこの二糖類です!

マルトースや、スクロース、ラクトースなどがあります。

これらの代表的な二糖類は、体内で単糖類に分解されて吸収されエネルギーに変わります。

栄養学的には二糖類が重要と言いましたが、三糖類以上の少糖類が全く大事ではないと言うと、実はそうではありません。

これらの三糖類以上の少糖類は人間にはこれらを分解することがほとんどできません。

こういった消化が出来ないものを難消化性オリゴ糖と言ったりします。

マルトース

マルトースはグルコース(ブドウ糖)が2つくっついた二糖類です。

このマルトースははちみつなどに多く含まれます。

ごはんに多く含まれる多糖類の一種であるでんぷんが、アミラーゼという糖質を分解する酵素によって分解されるとこのマルトースになります。

スクロース(ショ糖)

スクロースはグルコース(ブドウ糖)1つとフルクトース(果糖)1つがくっついた二糖類です。

砂糖の主成分がこのスクロース(ショ糖)です。

ラクトース(乳糖)

ラクトースはグルコース(ブドウ糖)1つとガラクトース1つがくっついた二糖類です。

乳糖と言われるくらいですから、動物の母乳に多く含まれています。

赤ちゃんの主なエネルギー源ということです!

こんな感じで単糖が結合して、二糖類を構成しています!

この組み合わせによって糖として性質や甘さなどが変わってくるのです!!

難消化性オリゴ糖の4つのメリット

難消化性オリゴ糖は先ほど説明しましたが、実は多くの長所を持っています。

その長所を紹介します。

  1. 人の消化酵素では消化吸収されないため、エネルギーになりにくい
  2. 甘味があるので砂糖などの甘味料の代わりになる
  3. 虫歯の原因菌のえさにならないので虫歯になりにくい甘味料である
  4. 乳酸菌など腸内細菌の栄養源になるので腸内の環境を整えるお手伝いをしてくれる

覚えてほしい主な多糖類

多糖類とは、単糖または単糖類の誘導体がたくさん結びついたものです。

たくさんの単糖および、誘導体が結合しているため多糖類は非常に分子が大きくなります。

そして、多糖類の中でも一種類の単糖のみで構成された多糖類を単純多糖類と言います。

また、二種類以上の単糖で構成された多糖類を複合多糖類と言います。

  • 単純多糖類・・・一種類の単糖にて構成
  • 複合多糖類・・・二種類以上の単糖にて構成

この単純多糖類・複合多糖類という分類以外にも、違う分類の仕方があります。

それは消化性多糖類・難消化性多糖類という分類です。

消化性多糖類は、人の体内で消化可能な多糖類です。

一方で、消化できない多糖類を難消化性多糖類と呼びます。

難消化性多糖類には食物繊維が含まれます。

食物繊維は人間がもつ酵素では分解されない為、難消化性多糖類に分類されるのです。

  • 消化性多糖類・・・人間が体内で消化可能
  • 難消化性多糖類・・・人間が体内で消化不可能

栄養学的には、この消化性多糖類が重要なので主なものをいくつか紹介したいと思います。

グリコーゲン

グリコーゲンはグルコースがたくさんつながった多糖類です。

構成糖はグルコースのみなので単純多糖類であり、消化性多糖類でもあるということです。

グリコーゲンは、人や動物の筋肉や肝臓にエネルギー源の貯蔵庫として蓄えられている、多糖類です。

食事によって余ったグルコース(ブドウ糖)は、まずこのグリコーゲンとして肝臓や筋肉に蓄えられます。

そして体内でグルコース(ブドウ糖)が少なくなると、このエネルギー源の貯蔵庫であるグリコーゲンを分解してグルコースを作ります。

肝臓に蓄えられたグリコーゲンは主に血糖の供給源として利用されます。

一方で筋肉に蓄えられたグリコーゲンは、筋肉が収縮する際のエネルギー源として利用されるのです。

でんぷん

でんぷんはご飯に代表される穀物や、イモ類、豆類などの植物に多く含まれている多糖類です。

動物の体内ではグルコースはグリコーゲンとして蓄えられていました。

それに対して、植物ではグルコースはこのでんぷんとして蓄えられています。

グリコーゲンが動物版のグルコース貯蔵庫、でんぷんが植物版のグルコース貯蔵庫といった感じでしょうか!

ですから、このでんぷんもグルコースのみで構成されている単純多糖類ですし、消化されますので消化性多糖類ということです。

このでんぷんに含まれている多糖類にはアミロースという多糖類とアミロペクチンという多糖類があります。

この二つの違いは、グルコースがどのように結合されているかの違いです。

アミロースはグルコースが数百~数千個が直線状につながった形をしています。

アミロペクチンはグルコースが数千~数万個が、枝分かれしてつながっています。

大きさもアミロペクチンの方が大きいです。

グルコースはそれぞれの多糖類によって結合のしかたが違います!

特にグリコーゲンは多くの枝分かれがあることが分かりますね!

体内ではこれらの多糖類の鎖が酵素によってチョキチョキと切られ、分解され吸収されていくのです!

最後に炭水化物(糖質)のプロフィール

炭水化物が糖質と食物繊維に分類され、それぞれがさらに細かく種類分けされていくことはわかったと思います。

ということで、最後に炭水化物の主に糖質の生理作用について説明したいと思います。

生理作用と言うのは、どんな働きをするか?ということです。

糖質の生理作用

食べ物から摂った糖質は、そのほとんどが消化された後、最終的にはグルコース(ブドウ糖)に変わります。

そして小腸で吸収されて血液に乗って全身に運ばれていくのです。

全身の細胞に届けられたグルコースはエネルギー源として利用されます。

エネルギー源として利用される栄養素は、糖質の他にも脂質の中性脂肪などがありますが、糖質のエネルギー源は即効性があると言えます。

糖質の代謝のところで詳しく説明しますが、糖質というのは酸素がない状態でもエネルギーに変わることが出来るのです。

代謝されるスピードが早いと言えばイメージがつきやすいでしょうか?

一方で脂質の場合には必ず酸素がある状態でないとエネルギー源として利用できません。

有酸素運動(酸素が体内に十分にある状態での運動)をすると脂肪が燃焼すると言われているのはこのためです。

脂肪が燃えるためには酸素が絶対に必要ということです。

無酸素運動(酸素が体内に十分にない状態での運動)では脂肪は使えず、この糖質が主なエネルギーになります。

この辺の話は詳しく代謝のところで説明しますね!

糖質が過剰になるとどうなるの?

体内で過剰になった糖質は脂肪に作り変えられ、体脂肪として蓄えられます。

糖質は余ったらまずはグリコーゲンとして肝臓や筋肉に蓄えられるのですが、それでも余ったら最後は脂肪として蓄えられるのです。

なので糖質の摂りすぎは肥満を招くということはあなたもすでに知っていると思います。

その肥満もひどくなると、様々な病気にかかるリスクが高まってしまいます。

糖質が不足するとどうなるの?

糖質が過剰な時に脂肪に変わり、肥満になるのは知っている事だと思いますが、逆の場合はどうなるのでしょうか?

糖質が体内で不足すると、まず肝臓や筋肉に蓄えられていたグリコーゲンが分解されることで血糖を保ちます。

それも不足すると今度は体脂肪がエネルギー源になるために分解されたり、筋肉が分解されてそのたんぱく質からエネルギー源が補給されます。

こうして体内のたんぱく質がどんどん分解されて糖質に変化されすぎてしまうと、筋肉が細くなっていくのです。

まとめ

いかがでしたでしょうか?

今回は炭水化物(糖質)の分類を詳しく見てきました。

なんとなくでも覚えてくれたらうれしいです。

ということで今回のポイントをおさらいしていきましょう!

ポイント1 炭水化物は糖質と食物繊維の総称である!

糖質は人のもつ酵素によって分解し代謝できるが、食物繊維はできない!

 

ポイント2 糖質は次の3つに分けられる!

  1. 単糖類・・・最小単位の糖
  2. 少糖類・・・単糖が2~10個から構成されている
  3. 多糖類・・・単糖がたくさんつながっている

 

ポイント3 食物繊維は次の2つに分けられる!

  1. 水溶性食物繊維・・・水に溶ける
  2. 不溶性食物繊維・・・水に溶けない

 

ポイント4 単糖類は次の3つをまず覚えよう!

  1. グルコース・・・ブドウ糖と呼ばれ、血糖に関わる糖
  2. フルクトース・・・果糖と呼ばれ、フルーツに多い
  3. ガラクトース・・・乳糖を構成する糖

 

ポイント5 少糖類は次の3つを覚えよう!

  1. マルトース・・・グルコースが2つ結合した糖ではちみつなどに含まれる
  2. スクロース・・・グルコースとフルクトースが結合したもので、砂糖の主成分
  3. ラクトース・・・グルコースとガラクトースが結合したもので、乳に多く含まれる

 

ポイント6 多糖類は次の3つを覚えよう!

  1. グリコーゲン・・・グルコースが枝状に分かれていて、動物のグルコースの貯蔵庫
  2. アミロース・・・グルコースが直鎖状に結合されいて、植物のグルコースの貯蔵庫
  3. アミロペクチン・・・グルコースが枝状に分かれていて、植物のグルコースの貯蔵庫

 

長々とここまで読んでいただきありがとうございました!!

ということでまた次回乞うご期待!!