【定義】炭水化物の化学式【食物繊維と糖質の違いとは?】

1.炭水化物とは

炭水化物は、文字通り「炭素」と「水」の化合物のことです。

それでは詳しくみていきましょう。

1.1炭水化物の化学式

炭水化物の定義

炭水化物(carbohydrate)は、化学式Cm(H2O)nからなる化合物です。

また、炭水化物は単糖あるいは単糖が多数結合したものです。

参考:日本人の食事摂取基準2015年版-炭水化物-

英語ではcarbohydrateです。

上記のとおり、炭素(Cm)と水(H2O)nの化合物なので「炭水化物」といいます。

1.2.炭水化物の本質は単糖です

炭水化物は、糖質と食物繊維に分けることもできます。

しかし、炭水化物の本質は単糖そのもの、あるいは単糖がたくさんくっついたもののことです。

 

これ以上でも、これ以下でもありません。

 

単糖とは

単糖は炭水化物の最小の単位で、化学式(CH2O)nで表されます。
nは3以上の数で、多くの場合は5~6です。

炭水化物というと、すぐに糖質と食物繊維に分けたがる人がいますが、本質はどちらも同じで、単糖で構成されています。

2.食物繊維とは

炭水化物とは、単糖、あるいは単糖の集まりのことです。

しかし、糖質や食物繊維といった分類も無視できません。

結論をいうと、食物繊維は以下のものをいいます。

食物繊維の定義

食物繊維とは、人の消化酵素で消化できない炭水化物のことです。

つまり、糖質や食物繊維といった分類は、化合物の構造によるものではなく、あくまで私たち人間にとって、消化できるか、できないかという視点にたった分類だということです。

ただし、食物繊維の定義は国によって少し違っています。

現時点で、食物繊維の定義はすべての研究者の間で合意がとられているわけではありません(1)。

しかし、少なくとも日本国内では、人の消化酵素で消化されない炭水化物のことを食物繊維だとする考えが一般的です。

炭水化物の分類(人の生理学的な特徴を重視)
  1. 人の消化酵素で消化できる炭水化物 → 糖質
  2. 人の消化酵素で消化できない炭水化物 → 食物繊維

3.糖質とは

食物繊維とは、炭水化物のうち人の消化酵素で消化できないもののことです。

そして糖質は、炭水化物から食物繊維をのぞいたもののことです。

つまり、以下の関係式が成立します。

炭水化物=糖質+食物繊維

糖質=炭水化物ー食物繊維

炭水化物を、糖質と食物繊維の2つに分類する分け方は、人の消化酵素で消化できるかどうかという視点にたった分類法です。

先ほどにもいいましたが、炭水化物(糖質、食物繊維)はあくまで、単糖そのもの、あるいは単糖がたくさんくっついたものにすぎません。

4.炭水化物(糖質+食物繊維)の種類

炭水化物(糖質+食物繊維)は、大きく分けて以下の4つに分けることができます。

  1. 単糖
  2. オリゴ糖
  3. 多糖
  4. 糖アルコール

ではそれぞれの炭水化物について簡単に紹介したいと思います。

4.1.単糖とは

単糖とは、炭水化物の最小の単位であり、化学式(CH2O)nで表される化合物です。

単糖は炭素数の違いによって分類されます。

  1. 炭素が5個の場合→五単糖
    例:リボース
  2. 炭素が6個の場合→六単糖
    例:グルコース、フルクトース、ガラクトース

特に重要な単糖は以下の3つです。

  • グルコース
  • ガラクトース
  • フルクトース

上記3つの化学式はすべてC6H12O6で同じなんですが、構造が異なっています。

4.2.オリゴ糖とは

オリゴ糖とは、単糖が2~10個くらい、くっついたものです。

オリゴ糖の特徴として、低カロリー、腸内細菌の栄養になる、虫歯になりにくいといった特徴があります

オリゴ糖は、くっついた単糖の数によって、以下のように分類されます。

  1. 二糖(単糖が2個くっついたもの)
    例(マルトース、スクロース(砂糖)、ラクトース(乳糖))
  2. 三糖(単糖が3個くっついたもの)
  3. 四糖(単糖が4個くっついたもの)

二糖について、もう少し詳しくみますと、以下のようになります。

  • マルトース:グルコースが2個くっついたもの。
  • スクロース(砂糖):グルコースとフルクトースが1個ずつくっついたもの
  • ラクトース(乳糖):グルコースとガラクトースが1個ずつくっついたもの

4.3.多糖とは

多糖は、単糖が数十から数千個くっついたもののことです。

1種類の単糖がくっつたものか、2種類以上の単糖がくっついたものかによって、以下のように分類されます。

  1. ホモ多糖(1種類の単糖が10個以上くっついたもの)
    例:でんぷん、セルロース、グリコーゲン、キチン、キトサン、難消化性デキストリン
  2. ヘテロ多糖(2種類以上の単糖が10個以上くっついたもの)
補足
ちなみに、でんぷん、セルロース、グリコーゲンは、すべてグルコースのみがたくさんくっついたものです。
キチンは、主にカニやエビの甲殻に含まれています。キトサンは、主に真菌類の接合菌類(ケカビの仲間)の細胞壁に含まれています。
難消化性デキストリンは、でんぷんの仲間で、トウモロコシのでんぷんを加工してつくられた人工的な食物繊維です。

4.4.糖アルコールとは

簡単にいうと、単糖にアルコールがくっついたもののことです。

植物や海藻など、自然界にも含まれていますが、一般的にはでんぷんから酵素反応などによって工業的につくられます。

原料は、トウモロコシや芋のでんぷんが原料です。

糖アルコールとして有名なものは、キシリトールやソルビトールです。

まとめ

今回は、『炭水化物』『食物繊維』『糖質』の語句の正確な意味と種類をまとめました。

この記事でもっとも重要なポイントは、炭水化物(食物繊維+糖質)というのは、単糖そのもの、あるいは単糖がたくさんくっついたものだということです。

  • 単糖の化学式:(CH2O)n

この「単糖そのもの、あるいは単糖が多数結合した炭水化物」を、人間の生理機能という点からみて、人の消化酵素で消化できるものを『糖質』、消化できないものを『食物繊維』と分類しているに過ぎません。

  • 糖質:人の消化酵素で消化できる炭水化物
  • 食物繊維:人の消化酵素で消化できない炭水化物
というわけで今回は以上となります。基本的な語句の意味を正確に把握して、よりよい糖質制限ライフをしていきましょう!

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