ประเภทของสารอาหาร

ประเภทของสารอาหาร

1.1 ประเภทของสารอาหาร

สารอาหาร คือ สารที่เป็นองค์ประกอบอยู่ในอาหาร ซึ่งหลักทางโภชนาการแบ่งได้เป็น 6 ประเภทด้วยกันคือ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน วิตามิน เกลือแร่ และน้ำ ซึ่งจัดรวมกลุ่มได้ ดังต่อไปนี้
1.1.1 กลุ่มสารอาหารที่ให้พลังงาน ซึ่งได้แก่ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน ให้พลังงานแก่ร่างกายเพื่อใช้ในการทำงานและสร้างความอบอุ่นแก่ร่างกาย ส่วนโปรตีนนอกจากจะให้พลังงานแล้วยังทำหน้าที่สำคัญเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอของเซลล์ต่างๆ
1.1.2 กลุ่มสารอาหารที่ไม่ให้พลังงาน ซึ่งได้แก่ วิตามิน เกลือแร่ และน้ำ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยให้กระบวนการต่างๆ ในร่างกายดำเนินอยู่ได้ แร่ธาตุบางชนิดเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของเนื้อเยื่อต่างๆ ในร่างกาย ส่วนน้ำซึ่งมีร้อยละ 70 ของร่างกาย ทำหน้าที่สำคัญในหลายกระบวนการ เช่น ช่วยให้ปฏิกิริยาต่างๆ ในร่างกายเกิดขึ้นได้ ช่วยในการย่อยอาหารและดูดซึมอาหารเข้าสู่เซลล์ ช่วยขจัดของเสียออกจากร่างกาย ช่วยควบคุมอุณหภูมิของร่างกายให้เป็นปกติ เป็นต้น

1.1.1 กลุ่มสารอาหารที่ให้พลังงาน

1. คาร์โบไฮเดรต เป็นส่วนประกอบอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิตทั่วไป ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ที่รู้จักกันทั่วไปจะอยู่ในรูปของน้ำตาล แป้ง เซลลูโลส และไกลโคเจน เป็นต้น

คาร์โบไฮเดรตสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดคือ
มอนอแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide) หรือน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ซึ่งในโมเลกุลอาจมี C ตั้งแต่ 3 – 8 อะตอม แต่มอแซ็กคาไรด์ที่สำคัญ ได้แก่ น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 หรือ 6 อะตอม อยู่ในโมเลกุล เช่น พวก เพนโตส (Pentose) มีสูตรโมเลกุลเป็น C5H10O5 ได้แก่ ไรโบส ไลโซส ไรบูโรส ฯลฯ ส่วนพวกเฮกโซส (Hexose) มีสูตรโมเลกุลเป็น C6H12O6 ได้แก่ ฟรุกโตส (Fructose) กลูโคส (Glucose) กาแลกโตส (Galactose) เป็นต้น

โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide) คือ คาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยมอนอแซ็กคาไรด์ตั้งแต่ 2 ถึง 10 โมเลกุล โอลิโกแซ็กคาไรด์ที่สำคัญ 1. ไดแซ็กคาไรด์หรือน้ำตาลโมเลกุลคู่ (Disaccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วย มอนอแซ็กคาไรด์สองโมเลกุลมีสูตรโมเลกุล C12H22O11 ตัวอย่างไดแซ็กคาไรด์ เช่น มอลโตส (Moltose) แลกโตส (Lactose) และซูโครส (Sucrose) ไดแซ็กคาไรด์อาจเกิดปฏิกิริยาการรวมระหว่างมอนอแซ็ก-คาไรด์สองโมเลกุล

2. ไตรแซ็กคาไรด์ (Trisaccharide) คือ คาร์โบไฮเดรต (น้ำตาล) ซึ่งประกอบด้วย มอนอ-แซ็กคาไรด์ (น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว) สามโมเลกุล หรือคาร์โบไฮเดรตที่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสแล้วได้มอนอแซ็กคาไรด์สามโมเลกุล ไตรแซ็กคาไรด์ที่พบในธรรมชาติ ได้แก่ ราฟฟิโนส (Raffinose) (ประกอบด้วยฟรุกโตส+กลูโคส+กาแลกโตส) พบในน้ำตาลจากหัวบีท และพืชชั้นสูงอื่นๆ อีกหลายชนิด เมเลไซโตส (Melezitose) (ประกอบด้วยกลูโคส+กลูโคส+ฟรุกโตส) พบในพืชจำพวกสน เป็นต้น

พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide) เป็นสารประกอบที่ซับซ้อนกว่าคาร์โบไฮเดรตอื่น พอลิแซ็กคาไรด์เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยมอนอแซ็กคาไรด์หลายๆ โมเลกุล รวมกันโดยเกิดพันธะระหว่างกันและกัน โดยมอนอแซ็กคาไรด์เป็นมอนอเมอร์ (Monomer) และเรียกกระบวนการที่มอนอเมอร์ (สารโมเลกุลเล็กๆ ) รวมตัวกันเป็นพอลิเมอร์แซ็กคาไรด์ซึ่งในกระบวนการนี้มีน้ำเกิดขึ้นด้วยจึงเรียกกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของการเกิดพอลิแซ็กคาไรด์ว่า กระบวนการคอนเดนเซชันพอลิเมอไรเซชัน (Condensation Polymerization) พอลิแซ็กคาไรด์ที่รู้จักกันดีได้แก่ แป้ง (Starch) ไกลโคเจน (Glycogen) และเซลลูโลส (Cellulose) ซึ่งทั้งแป้ง ไกลโคเจนและเซลลูโลสต่างก็เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากกลูโคส (มอนอเมอร์) หลายๆ โมเลกุลมารวมตัวกัน มีสูตรทั่วไปเป็น (C6H10O5)n เขียนสมการแสดงได้ดังนี้
nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O
กลูโคส พอลิแซ็กคาไรด์ (แป้ง น้ำ
ไกลโคเจน หรือเซลลูโลส)

1. แป้ง (Strarch) แป้งเป็นคาร์โบไฮเดรตที่สะสมอยู่ในพืช ซึ่งพบทั้งในใบ ลำต้น ราก ผล และเมล็ด แป้งมีมวลโมเลกุล ตั้งแต่ 10,000 ถึง 1,000,000 มีสูตรทั่วไปเป็น (C6H10O5)n นอกจากนั้นยังพบว่าแป้งประกอบด้วย พอลิแซ็กคาไรด์ 2 ชนิด และทั้งสองชนิดเป็นพอลิเมอร์ของกลูโคส แต่มีมวลโมเลกุลและโครงสร้างต่างกัน พอลิแซ็กคาไรด์ทั้งสองชนิดในแป้ง ได้แก่ อะไมโลส (Amylose) และอะไมโลเปกติน (Amylopectin) โดยปกติในแป้งมีอะไมโลสประมาณ 20-28% นอกจากนั้นเป็นอะไมโลเปคติน อะไมโลส ประกอบด้วยกลูโคส 250-300 โมเลกุลซึ่งต่อกันเป็นโซ่ยาวแบบไม่มีกิ่ง แต่โซ่ของอะไมเลสขดเป็นเกลียวแบบเฮลิกซ์ (Helix) ส่วนอไมโลเปคตินบางครั้งพบว่ามีกลูโคสถึง 1,000 โมเลกุล มีโครงสร้างต่างจากอะไมเลส คือ นอกจากกลูโคสต่อเป็นโซ่ยาวแล้วยังต่อแบบเป็นกิ่งด้วย
2. ไกลโคเจน (Glycogen) หรืออาจเรียกว่าแป้งในสัตว์ (Animal Strach) มีมวลโมเลกุล
1,000,000 ถึง 4,000,000 เป็นพอลิเมอร์ซึ่งเกิดจากกลูโคสหลายๆ โมเลกุลมารวมตัวกันเช่นเดียวกับแป้ง แต่มีโครงสร้างต่างกับแป้งคือ กลูโคสในไกลโคเจนต่อกันเป็นกิ่ง หรือสาขาคล้ายกับอะไมโลเปคติน แต่มีการแตกแขนงมากกว่า อะไมโลเปคติน กล่าวคือ อะไมโลเปคตินมีการแตกกิ่งหรือสาขาทุกๆ 12 หน่วยของกลูโคส แต่ไกลโคเจนจะมีการแตกกิ่งหรือสาขาทุกๆ 8-10 หน่วยของกลูโคส
ไกลโคเจนเป็นคาร์โบไฮเดรตที่สะสมพบมากในตับ และกล้ามเนื้อของคนและสัตว์ ใช้เป็นแหล่งของพลังงาน เพราะเมื่อร่างกายต้องการก็สามารถเปลี่ยนกลับเป็นกลูโคสได้อีก นอกจากนั้นไกลโคเจนในตับยังมีประโยชน์ในการมีไว้เพื่อปรับระดับกลูโคสในเลือดให้คงที่ ไกลโคเจนที่อยู่ในตับหรือกล้ามเนื้อสามารถแยกออกได้โดยการต้มกับเบสแก่ เช่น โปแตสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
3. เซลลูโลส (Cellulose) เป็นคาร์โบไฮเดรตชนิดหนึ่งที่เป็นพอลิเมอร์ของกลูโคส แต่มีโครงสร้างต่างจากแป้งและไกลโคเจน คือ โมเลกุลของกลูโคสต่อกันเป็นโซ่ยาวแบบไม่มีกิ่งก้านสาขาแต่ลักษณะการต่อกัน (เกิดพันธะ) ระหว่างกลูโคสแต่ละคู่ต่างจากในแป้งและไกลโคเจน เซลลูโลส มีมวลโมเลกุล ประมาณ 200,000 ถึง 400,000 เซลลูโลสเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของผนังเซลล์ของพืช เซลลูโลสซึ่งพบในพืช เช่น เนื้อไม้ สำลี และฝ้าย เป็นต้น (สำลีมีเซลลูโลสประมาณ 90%)

ความสำคัญของคาร์โบไฮเดรตต่อร่างกาย

เมื่อเรารับประทานอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรตเข้าไป จะถูกย่อยในปากโดยเอ็นไซม์อะไมเลสในน้ำลาย และจะย่อยอย่างสมบูรณ์ภายในลำไส้เล็กโดยเอ็นไซม์อะไมเลส และเอ็นไซม์อื่นๆ เช่น มอลเตส ซูเครส เป็นต้น ดังนั้นภายในลำไส้เล็ก คาร์โบไฮเดรตถูกย่อยจนกระทั่งเป็นมอนอแซ็กคาไรด์และถูกดูดซึมผ่านลำไส้เล็กสู่กระแสเลือด เพื่อขนส่งไปยังเซลล์ต่างๆ และตับ กลูโคสที่ถูกส่งไปยังเซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกายจะเกิดสันดาปกับออกซิเจนภายในเซลล์ได้พลังงาน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ส่วนกลูโคสที่เหลือใช้จะถูกเปลี่ยนเป็นไกลโคเจนที่ตับ เพื่อนำออกมาใช้เป็นการเปลี่ยนกลับเป็นกลูโคสอย่างเดิมเมื่อร่างกายต้องการ สำหรับมอนอแซ็กคาไรด์อื่นๆ ที่ไม่ใช่กลูโคสจะถูกลำเลียงไปยังตับเปลี่ยนเป็นกลูโคส
คนปกติมีกลูโคส 1 มิลลิกรัม ต่อ 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร ผู้ที่เป็นเบาหวานจะมีกลูโคสสะสมในเลือดสูง ซึ่งถ้ามากกว่า 160 มิลลิกรัมต่อเลือด 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรขึ้นไป ร่างกายจะขับถ่ายกลูโคสออกมาทางปัสสาวะ
ในวันหนึ่งๆ ร่างกายควรได้รับประทาน 55-60% ของพลังงานทั้งหมดหรือ 4 – 6 กรัมต่อน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัม ผลจากการรับประทานคาร์โบไฮเดรตน้อยไป คือ น้อยกว่าวันละ 100 กรัม อาจทำให้เกิดการเผาไหม้ไขมันไม่สมบูรณ์ จะเกิดสารประเภทคีโตน (Ketone) ซึ่งมีปฏิกิริยาเป็นกรดในร่างกาย ซึ่งอาจกระทบกระเทือนต่อระบบประสาท เป็นอันตรายต่อร่างกายได้ การบริโภคคาร์โบไฮเดรตน้อยไป อาจทำให้อยู่ในภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ ทำให้เหนื่อยง่าย วิงเวียน หรืออาจถึงขั้นเป็นลม
แต่อย่างไรก็ตาม ถ้ารับประทานคาร์โบไฮเดรตมากเกินไป อาจทำให้อ้วน เป็นโรคอ้วนได้ เพราะส่วนเกินของคาร์โบไฮเดรตจะสะสมอยู่ในร่างกายในรูปของไขมัน ปัญหาใหญ่ของคนไทยในเมืองคือ มีคนอ้วนเดินไปเดินมามากเกินไปเป็นภาพที่ไม่น่าดู ประการหนึ่ง อีกประการหนึ่งที่สำคัญที่สุดคือ ความอ้วนอาจเกิดโรคแทรกซ้อนได้ง่าย เช่น โรคหัวใจและหลอดโลหิต โรคไต โรคเบาหวาน โรคความดันโลหิตสูง เก๊าต์ ซึ่งมักเป็นอันตรายต่อสุขภาพ และการรับประทานอาหารคาร์โบไฮเดรตมากไปทำให้รับประทานอาหารอย่างอื่นได้น้อยลง ทำให้ขาดสารอาหารอื่นๆ ได้ง่าย
โรคอ้วน ภาวะที่ร่างกายมีเนื้อเยื่อไขมันสะสมไว้ในร่างกายมากกว่าปกติ จนทำให้เกิดโรคมากกว่าและมีอายุสั้นกว่าคนปกติ จากสถิติพบว่าสำหรับคนที่มีอายุมากกว่า 45 ปีขึ้นไป และมีน้ำหนักเกินกว่า 5 กิโลกรัม โอกาสที่จะมีชีวิตต่อไปจะลดลงประมาณร้อยละ 8 และทุกๆ 1 กิโลกรัมที่เป็นส่วนเกินจะมีความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรประมาณร้อยละ 2 กล่าวคือ โรคอ้วนเกินขนาดทำให้การมีชีวิตสั้นลงได้