หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต สำคัญอย่างไร

นอกจากไขมันและโปรตีนแล้ว คาร์โบไฮเดรตยังเป็นหนึ่งในสามธาตุอาหารหลักในอาหาร โดยมีหน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตในการให้พลังงานแก่ร่างกายเป็นหลัก เกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ เช่น น้ำตาลและใยอาหาร พบในแหล่งอาหารหลายชนิด เช่น ธัญพืชไม่ขัดสี ผักและผลไม้

คาร์โบไฮเดรต คืออะไร

โดยพื้นฐานแล้วสารอาหารคาร์โบไฮเดรตอยู่ในอาหารหลักหมู่ที่ 2 ของอาหารหลัก 5 หมู่ คาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญของน้ำตาล และสามารถจำแนกได้ตามจำนวนหน่วยน้ำตาลที่รวมกันในโมเลกุล ได้แก่ กลูโคส ฟรักโทส และกาแลคโตส เป็นตัวอย่างของน้ำตาลหนึ่งโมเลกุลหรือที่เรียกว่า “โมโนแซ็กคาไรด์”

น้ำตาลสองโมเลกุลหรือที่เรียกว่า “ไดแซ็กคาไรด์” ได้แก่ น้ำตาลซูโครส (น้ำตาลทราย) และแลคโตส (น้ำตาลพบในน้ำนม) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันอย่างดี โมโนแซ็กคาไรด์และไดแซ็กคาไรด์มักถูกเรียกว่าคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยว ส่วนโมเลกุลสายยาว เช่น แป้งและใยอาหาร มีชื่อเรียกว่าเรียกว่าคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน

ตารางตัวอย่างคาร์โบไฮเดรต ตามการจำแนกประเภทต่างๆ

ประเภทคาร์โบไฮเดรต	ตัวอย่าง
โมโนแซ็กคาไรด์	กลูโคส, ฟรักโทส, กาแลคโตส
ไดแซ็กคาไรด์	ซูโครส, แลคโตส, มอลโทส
โอลิโกแซ็กคาไรด์	ฟรุกโตโอลิโกแซ็กคาไรด์, มอลโทโอลิโกแซ็กคาไรด์
โพลิออล	ไอโซมอลต์, มอลทิทอล, ซอร์บิทอล, ไซลิทอล, อิริทริทอล
พอลิแซ็กคาไรด์ (แป้ง)	อะไมโลส, อะไมโลเพกทิน, มอลโทเดกซ์ทริน
พอลิแซ็กคาไรด์ที่ไม่ใช่แป้ง (ใยอาหาร)	เซลลูโลส, เพกทิน, เฮมิเซลลูโลส, อินูลิน, กัมจากยางพืช

คาร์โบไฮเดรตที่รู้เราจักกันในมีชื่อเรียกต่างๆ ซึ่งมักจะหมายถึงคาร์โบไฮเดรตเฉพาะกลุ่ม ดังต่อไปนี้

• น้ำตาล (sugars)
• คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวและเชิงซ้อนซ้อน (simple and complex carbohydrates)
• แป้งทนการย่อย (resistant starch)
• ใยอาหาร (fiber)
• พรีไบโอติก (prebiotics)
• น้ำตาลที่พบตามธรรมชาติในอาหาร (intrinsic sugar)
• น้ำตาลที่เติมในระหว่างการแปรรูปอาหาร (added sugars)

ชื่อต่างๆ มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าคาร์โบไฮเดรตถูกจำแนกตามโครงสร้างทางเคมี แต่ยังขึ้นอยู่กับบทบาทหรือแหล่งที่มาในอาหารด้วย

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต มีอะไรบ้าง

โมโนแซ็กคาไรด์ ไดแซ็กคาไรด์ และโพลิออล

คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยว คือ คาร์โบไฮเดรตที่มีหน่วยน้ำตาลหนึ่งหรือสองโมเลกุล เรียกง่ายๆ ว่าน้ำตาล ตัวอย่างคือ

• กลูโคสและฟรักโทส เป็นโมโนแซ็กคาไรด์พบในผลไม้ ผัก น้ำผึ้ง แต่ยังพบในผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น น้ำเชื่อมกลูโคส-ฟรักโทส
• น้ำตาลทราย (table sugar) มีชื่อเรียกว่าซูโครส เป็นไดแซ็กคาไรด์ของกลูโคสและฟรักโทส และเกิดขึ้นตามธรรมชาติพบในหัวบีท อ้อย และผลไม้
• แลคโตส ซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยกลูโคสและกาแลคโตส เป็นคาร์โบไฮเดรตหลักในนํ้านมและผลิตภัณฑ์จากนม
• มอลโตส เป็นกลูโคสไดแซ็กคาไรด์ที่พบในน้ำเชื่อมที่ได้จากมอลต์และแป้ง

โพลิออลหรือที่เรียกกันว่า น้ำตาลแอลกอฮอล์ก็มีรสหวานเช่นกัน สามารถนำไปใช้ในอาหารในเช่นเดียวกับน้ำตาล แต่มีปริมาณแคลอรี่ต่ำกว่า เมื่อเทียบกับน้ำตาลทราย โพลิออลเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่โพลิออลส่วนใหญ่ที่ใช้นั้นเกิดจากการเปลี่ยนรูปของน้ำตาล ซอร์บิทอลเป็นโพลิออลที่ใช้กันมากที่สุดในอาหารและเครื่องดื่ม ในขณะที่ไซลิทอลมักใช้ในหมากฝรั่ง ไอโซมอลต์เป็นโพลิออลที่ผลิตจากซูโครสมักใช้ในขนม โพลิออลสามารถมีฤทธิ์เป็นยาระบายได้เมื่อรับประทานในปริมาณมาก

โอลิโกแซ็กคาไรด์

โอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลน้ำตาล ตั้งแต่ 2 ถึง 10 โมเลกุล รู้จักกันดีที่สุดคือ โอลิโกฟรักโทส มีอีกชื่อเรียกว่า ฟรุกโตโอลิโกแซ็กคาไรด์ ซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลฟรักโทสน้อยกว่า 10 โมเลกุล และเกิดขึ้นตามธรรมชาติในผักที่มีความหวานต่ำ เช่น หัวหอม กระเทียม หน่อไม้ฝรั่ง กล้วย เป็นต้น แรฟฟิโนส (raffinose) กับสแตคีโอส (stachyose) เป็นอีกสองตัวอย่างหนึ่งของโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่พบในถั่ว ธัญพืช ผัก และน้ำผึ้ง โอลิโกแซ็กคาไรด์ส่วนใหญ่ไม่ถูกย่อยเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ โดยเอ็นไซม์นํ้าย่อยในร่างกาย แต่จะถูกย่อยโดยจุลินทรีย์ในลำไส้

พอลิแซ็กคาไรด์

มีโมเลกุลสิบหรือมากกว่านั้น และบางครั้งก็มากถึงหลายพันโมเลกุล เพื่อสร้างพอลิแซ็กคาไรด์ ซึ่งโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองประเภท

• พอลิแซ็กคาไรด์ (แป้ง) เป็นพลังงานหลักพบในผักจำพวกราก (root vegetables) เช่น หัวหอม แครอท มันฝรั่ง และธัญพืชไม่ขัดสี มีสายโซ่ยาวของกลูโคสที่แตกต่างกัน รูปร่างที่แตกต่างกันไปตามชนิดของพืชพืช พอลิแซ็กคาไรด์ในสัตว์เรียกว่าไกลโคเจน แป้งบางชนิดสามารถย่อยได้โดยจุลินทรีย์ในลำไส้เท่านั้น กลไกในร่างกายไม่สามารถย่อยได้ เรียกว่าแป้งทนการย่อย
• พอลิแซ็กคาไรด์ที่ไม่ใช่แป้ง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มใยอาหาร ได้แก่ เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และเพกติน แหล่งที่มาหลักของพอลิแซ็กคาไรด์เหล่านี้คือผักและผลไม้ รวมทั้งธัญพืชไม่ขัดสี ลักษณะเด่นของพอลิแซ็กคาไรด์ที่ไม่ใช่แป้งคือ เส้นใยอาหารทั้งหมดร่างกายไม่สามารถย่อยได้ ดังนั้นปริมาณพลังงานเฉลี่ยต่ำกว่าเมื่อเทียบกับคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม ใยอาหารบางชนิดสามารถเผาผลาญได้โดยแบคทีเรียในลำไส้ ทำให้เกิดสารประกอบที่เป็นประโยชน์ต่อร่างกาย เช่น กรดไขมันสายสั้น (short chain fatty acid) เหล่านี้มีบทบาทที่สำคัญต่อสุขภาพของลำไส้เป็นอย่างมาก

หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตในร่างกายของเรา

คาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนสำคัญในอาหาร 5 หมู่แต่ละมื้อที่รับประทาน เป็นสารอาหารที่จำเป็นหน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตที่สำคัญที่สุดคือ ช่วยให้พลังงานสำหรับการทำงานแก่ร่างกาย เช่น การเคลื่อนไหวหรือการคิด แต่ยังมีหน้าที่ช่วยอยู่เบื้องหลัง ซึ่งส่วนใหญ่ไม่สังเกตเห็นได้เลยในระหว่างการย่อยอาหาร

คาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยน้ำตาลมากกว่าหนึ่งชนิด จะถูกย่อยเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ด้วยเอนไซม์ย่อยอาหาร จากนั้นจะถูกดูดซึมโดยตรงทำให้เกิดการตอบสนองต่อระดับน้ำตาลในเลือด ร่างกายใช้กลูโคสโดยตรงเป็นแหล่งพลังงานในกล้ามเนื้อ สมอง และเซลล์อื่น ๆ

คาร์โบไฮเดรตบางชนิดไม่สามารถย่อยสลายได้ และถูกหมักโดยแบคทีเรียในลำไส้ หรือผ่านเข้าไปในลำไส้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง ที่น่าสนใจคือ คาร์โบไฮเดรตยังมีบทบาทสำคัญในโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะในร่างกาย

หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตมีดังต่อไปนี้

คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงาน

แหล่งพลังงานหลักที่ร่างกายต้องการเป็นหน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต ส่วนใหญ่ถูกย่อยสลายเป็นกลูโคส เนื่องจากเซลล์ในสมอง กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่ออื่นๆ ใช้โมโนแซ็กคาไรด์โดยตรงเพื่อเป็นพลังงาน

คาร์โบไฮเดรต 1 กรัมให้พลังงานในปริมาณที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทดังนี้

ประเภท	คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม ให้พลังงาน (กิโลแคลอรีต่อกรัม)
แป้งและน้ำตาล	4
โพลิออล	2.4
ใยอาหาร	2

โมโนแซ็กคาไรด์จะถูกลำไส้เล็กดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดโดยตรง ซึ่งจะถูกส่งไปยังเซลล์ที่ต้องการ ฮอร์โมนหลายชนิดรวมทั้งอินซูลินและกลูคากอน ก็เป็นส่วนหนึ่งของระบบย่อยอาหารเช่นกัน มีหน้าที่รักษาระดับน้ำตาลในเลือด โดยการกำจัดหรือเพิ่มกลูโคสในกระแสเลือดตามความจำเป็น

หากไม่ได้ใช้พลังงานจากคาร์โบไฮเดรต ร่างกายจะเปลี่ยนกลูโคสเป็นไกลโคเจน ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ ซึ่งเก็บไว้ในตับและกล้ามเนื้อเพื่อเป็นแหล่งพลังงานสำรองเมื่อจำเป็น เช่น ระหว่างมื้ออาหาร ตอนนอน ระหว่างการออกกำลังกายหรือในช่วงอดอาหารสั้น ๆ ร่างกายจะแปลงไกลโคเจนกลับเป็นกลูโคสเพื่อรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้คงที่

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมอง และเซลล์เม็ดเลือดแดงใช้กลูโคสเป็นแหล่งพลังงาน และสามารถใช้พลังงานรูปแบบอื่นจากไขมันในสถานการณ์ที่จำเป็น เช่น ในช่วงเวลาที่อดอาหารเป็นเวลานาน ด้วยเหตุนี้จึงต้องรักษาระดับน้ำตาลในเลือดของเราให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมอยู่เสมอ สำหรับผู้ใหญ่จำเป็นต้องใช้กลูโคสประมาณ 130 กรัมต่อวัน เพื่อให้เพียงพอต่อความต้องการพลังงานของสมอง

ตอบสนองต่อระดับน้ำตาลในเลือดและดัชนีน้ำตาล

เมื่อเรากินอาหารหน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตต่อระดับน้ำตาลในเลือด จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงนั้น ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการตอบสนองต่อน้ำตาลในเลือด สะท้อนถึงอัตราการย่อยอาหารและการดูดซึมกลูโคส รวมทั้งผลของอินซูลินในการทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดเป็นปกติ มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออัตรา และระยะเวลาของการตอบสนองต่อระดับน้ำตาลในเลือด ดังต่อนี้

จากอาหาร

• ประเภทของน้ำตาลที่สร้างคาร์โบไฮเดรต เช่น น้ำตาลฟรักโทสมีการตอบสนองระดับน้ำตาลในเลือดต่ำกว่าน้ำตาลกลูโคส และซูโครสมีการตอบสนองระดับน้ำตาลในเลือดต่ำกว่ามอลโตส
• โครงสร้างของโมเลกุล เช่น แป้งที่มีกิ่งก้านแตกแขนงหลายสาขา เอนไซม์ย่อยได้ง่ายกว่ากว่าแป้งชนิดอื่น
• ปริมาณสารอาหารอื่นๆ ในอาหาร เช่น ไขมัน โปรตีน และไฟเบอร์
• วิธีการปรุงและแปรรูปอาหาร

จากกระบวนการ (เมตาบอลิซึม) ในร่างกาย

• การบดเคี้ยว (การย่อยเชิงกล)
• อัตราการการย่อยในกระเพาะอาหาร
• ระยะเวลาอาหารที่ย่อยแล้วเคลื่อนย้ายผ่านลำไส้เล็ก
• การเผาผลาญในร่างกาย
• ระยะเวลาที่กินอาหาร

ผลกระทบของอาหารประเภทต่างๆ ต่อการตอบสนองของระดับน้ำตาลในเลือดนั้น ซึ่งมักจะเป็นขนมปังขาวหรือน้ำตาลกลูโคส ภายในสองชั่วโมงหลังรับประทานอาหาร การวัดนี้เรียกว่าดัชนีน้ำตาล (Glycemic Index : GI) ค่าดัชนีน้ำตาลที่ระดับ 70 หมายความว่า อาหารหรือเครื่องดื่มทำให้เกิดการตอบสนองของกลูโคสในเลือด 70% หลังรับประทานจะถูกย่อยและดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดได้เร็ว

ดังนั้นหากรับประทานอาหารที่มีค่าดัชนีน้ำตาลสูงเป็นประจำ จะทำให้ร่างกายเกิดภาวะดื้ออินซูลินอาจเป็นปัจจัยให้เกิดโรคเบาหวานได้ ส่วนใหญ่เวลารับประทานคาร์โบไฮเดรตมักมีส่วนผสมของโปรตีน และไขมันซึ่งทั้งหมดมีอิทธิพลต่อระดับดัชนีน้ำตาล

อาหารที่มีค่า GI สูงทำให้เกิดการตอบสนองของน้ำตาลในเลือดมากกว่าอาหารที่มีค่า GI ต่ำ ในขณะเดียวกัน อาหารที่มีค่า GI ต่ำจะถูกย่อยและดูดซึมได้ช้ากว่าอาหารที่มีค่า GI สูง ดังนั้นควรรับประทานอาหารที่มีค่า GI ต่ำซึ่งสัมพันธ์กับการลดความเสี่ยงในการเกิดโรคเมตาบอลิซึม เช่น โรคอ้วนและเบาหวาน

ตารางค่าดัชนีน้ำตาล (Glycemic Index : GI) ตัวอย่างของผลไม้บางชนิด

ค่าดัชนีน้ำตาล	ชื่อผลไม้
ระดับตํ่า มีค่า GI เท่ากับหรือน้อยกว่า 55	แอปเปิล, กล้วย (สีเขียวยังไม่สุก), เบอร์รี่, แคนตาลูป, แตงโมน้ำผึ้ง, มะม่วง, ส้ม, ลูกพีช, ลูกแพร์, พลัม,ทับทิม, ลูกพรุน
ระดับปานกลาง มีค่า GI ระหว่าง 56 ถึง 69	กล้วย (สีเหลืองสุก), เชอร์รี่, มะเดื่อ, องุ่น, กีวี่, ลิ้นจี่, สัปปะรด, ลูกเกด
ระดับสูง มีค่า GI เท่ากับหรือมากว่า 70	กล้วย (สีน้ำตาลสุกเกินไป), แตงโม

การทำงานของลำไส้และใยอาหาร

แม้ว่าลำไส้เล็กของเราไม่สามารถย่อยเส้นใยอาหารได้ แต่ไฟเบอร์ช่วยให้การทำงานของลำไส้ดี โดยการเพิ่มปริมาณทางกายภาพในลำไส้ และด้วยเหตุนี้จึงกระตุ้นการเคลื่อนที่ในลำไส้ เมื่อคาร์โบไฮเดรตที่ย่อยไม่ได้ผ่านเข้าไปในลำไส้ใหญ่ เส้นใยบางชนิด เช่น กัมจากยางพืช เพกตินและโอลิโกแซ็กคาไรด์จะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ สิ่งนี้จะเพิ่มมวลในลำไส้และมีผลดีต่อจุลินทรีย์ในลำไส้ นอกจากนี้ยังใยอาหารที่ถูกย่อยโดยจุลินทรีย์จะได้กรดไขมันสายสั้นซึ่งถูกปล่อยออกมาในลำไส้ใหญ่ โดยมีผลดีต่อสุขภาพของเรา

บทส่งท้าย

คาร์โบไฮเดรตเป็นหนึ่งในสามธาตุอาหารหลักในอาหารของเรา และหน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตนั้นสำคัญต่อร่างกาย มีโครงสร้างในรูปแบบต่างๆ ตั้งแต่น้ำตาลในแป้งไปจนถึงใยอาหาร และมีอยู่ในอาหารหลายชนิดที่เรารับประทาน