認識碳水化合物

醣類，為一專有名詞，用以描述由碳、氫和氧組成的有機化合物，其化學通式為 C_m(H₂O)_n，因氫、氧比例和水（H₂O）相同，故又稱碳水化合物。

碳水化合物，為植物中能量來源的主要成分，包括澱粉和糖等，佔植物乾物質重量的 60 ～ 90%。

碳水化合物，主要作為能量來源，被氧化、分解後會產生二氧化碳和水，並釋放能量。超過貓犬身體能量需求的多餘碳水化合物，如簡單醣類和澱粉等，會被轉化為脂肪或肝糖並被儲存於貓犬體內，並於將來需要時被分解為脂肪酸或葡萄糖以供細胞使用，但無法再被轉化回初始的碳水化合物。

此外，碳水化合物，還為貓犬體內組織或細胞的重要組成成分，為許多重要生物分子合成的起始原料。例如，部分碳水化合物和蛋白質或脂質結合形成醣脂、醣蛋白和蛋白多醣等結構分子，為細胞膜、細胞器膜、細胞質和細胞間質等細胞內結構提供結構支持和保護功能；而碳水化合物代謝產物可用於合成核苷酸——為 DNA 和 RNA 等遺傳物質分子的重要組成成分。

碳水化合物的種類

碳水化合物主要分為「單醣」、「雙醣」、「寡醣」和「多醣」。

單醣和雙醣，分別由一和兩個單醣分子組成，其分子結構較簡單，被稱為「簡單醣類」，而寡醣和多醣，則由數個單醣分子組成，因此，被稱為「複雜醣類」。

---

單醣

單醣，為醣類的最基本單元，存在多種類型，通常根據所含的碳原子數量分類。一般而言，單醣具有三至七個碳原子。

換句話說，單醣為碳水化合物的最簡形式。相同或不同類型的單醣分子間可以互相鍵結，形成具有上至數千個單醣分子的聚合物，包括雙醣、寡醣和多醣。

其中，六碳醣，可說是最常見且最重要的單醣，包括葡萄糖、果糖和半乳糖。

葡萄糖（Glucose）：為自然界中分布最廣且甜度適中的一種單醣。常見於葡萄和莓果等甜的水果中，另外，也常見於商業玉米糖漿中。

對於所有生物而言，葡萄糖可說是最重要的單醣之一。葡萄糖，為植物澱粉和動物肝糖消化或水解的主要終產物，同時，為容易進入血液中循環的碳水化合物形式，不僅為貓犬血糖的主要成分之一，還為貓犬體內細胞的主要能量來源。

果糖（Fructose）：為甜度相當高的一種單醣。存在於蜂蜜、成熟水果和部分蔬菜（如根類蔬菜）中，另外，也可通過雙醣蔗糖消化或水解而得。

半乳糖（Galactose）：不單獨存在於食物中，而會和葡萄糖分子組成雙醣乳糖（佔 50%），並存在於所有哺乳動物的乳汁中。

---

雙醣

雙醣，由兩個單醣分子鍵結而成。

常見的雙醣，包括乳糖、蔗糖和麥芽糖。

乳糖（Lactose）：由一個葡萄糖分子和一個半乳糖分子組成，存在於所有哺乳動物的乳汁中，為一重要的動物性碳水化合物。

蔗糖（Sucrose）：由一個葡萄糖分子和一個果糖分子組成，廣泛分布於植物中，如甘蔗、甜菜和水果等。

麥芽糖（Maltose）：由兩個葡萄糖分子組成，常見於發芽穀物中。

小腸為貓犬消化和吸收碳水化合物的主要器官。幼年貓犬體內通常具有足夠的乳糖酶，使小腸能夠有效分解並吸收乳汁中的乳糖，然而，隨貓犬生命階段的變化，部分貓犬可能逐漸失去此特定酶，因此，乳糖不耐症（Lactose Intolerance）常見於成年貓犬。

乳糖不耐症，為一消化系統疾病，因貓犬體內缺乏乳糖酶（即 β-半乳糖苷酶）導致。缺乏此特定酶會導致貓犬的小腸無法有效消化和吸收乳糖，未被消化的乳糖會於大腸中被細菌酵解，產生氫氣、二氧化碳和甲烷等氣體，以及其他代謝產物，可能引發腹瀉、腹脹和其他消化不良症狀。

---

寡醣

寡醣，由三至十個相同或不同類型的單醣分子組成。

部分寡糖，具有調節腸道菌群平衡和促進腸道健康的功能，因此，被歸類為益生質（Prebiotics），又稱益生元。

其中，果寡醣（Fructooligosaccharides，簡稱 FOSs）——為含有果糖的寡醣，廣泛分布於蔬菜和水果中。為一常見的益生質，被廣泛運用於改善腸道菌群上，同時，還為一天然甜味劑或代糖，熱量僅為蔗糖的一半。

一般而言，由於貓犬體內缺乏特定酶，因此，不易消化和吸收具有益生質性質的寡醣，未被消化的寡醣會於大腸中被細菌酵解，然而，不同於乳糖，具有益生質性質的寡醣被酵解會產生乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸，為腸道細胞的主要能量來源，因此，有助於調節腸道菌群平衡，進而改善糞便質量並減少糞便氣味，同時，具有益生質性質的寡醣還能增加腸道內消化物的體積和黏性，進而促進腸道蠕動，使消化物更容易通過腸道，從而維持腸道健康。

此外，部分寡醣還能增加腸道菌群對蛋白質的代謝效率，有助於促進消化和吸收蛋白質中的氮，進而提升貓犬身體保留氮。

儘管具有益生質性質的寡醣對腸道健康有益，然而，須留意，並非所有類型的寡糖都被歸類為益生質，因此，若貓犬攝入大量寡醣，如攝入大量植物性食物，仍可能導致胃腸功能紊亂或腸胃脹氣。

---

多醣

多醣，由數百至數千個單醣分子組成。

因結構（如直鏈或有分支）、單醣分子組成（如相同或不同類型）和單醣分子間鍵結方式（如 α- 或 β- 糖苷鍵）不同而存在許多類型。

常見的多醣，包括肝糖、澱粉和纖維素等由大量葡萄糖分子組成的均一多醣（即由同一種單醣分子組成的多醣），以及膳食纖維等由數種單醣分子或多醣分子組成的不均一多醣。

多醣，廣泛分布於植物中，具能量儲存和結構支持兩個主要功能。

肝糖（Glycogen）和澱粉（Starch），分別為動、植物的能量儲存形式，動物和真菌以肝糖儲存能量，植物則以澱粉儲存能量。寵物食品中常見的澱粉來源，包括玉米、小麥、高粱、大麥和大米等穀物。

纖維素（Cellulose），為植物和藻類細胞壁的重要組成成分，其直鏈結構為植物細胞壁提供了堅韌的結構支持和保護功能。

膳食纖維（Dietary Fiber），為無法被體內消化酶分解的植物性碳水化合物，換句話說，為澱粉以外的植物性碳水化合物。由纖維素、半纖維素、果膠和樹膠等數種非澱粉多醣，以及木質素和植物蠟等非多醣成分組成。主要存在於蔬菜、水果、穀物和豆類等食物中。

膳食纖維可分為「可溶性（水溶性）纖維」和「不可溶性（非水溶性）纖維」，兩種類型纖維的保水性和功能不同。一般而言，膳食纖維的食物來源，均同時含有此兩種類型的纖維，但相對含量不同。

不可溶性纖維，通常來自於穀物，包括纖維素和半纖維素（Hemicellulose）等；可溶性纖維，則主要來自於水果和膠類，包括果膠（Pectin）、植物膠（Plant Gums）和黏質（Mucilage）等。其中，膠類為一常見的寵物食品添加物，常用於改善罐頭的質地。

不同於肝糖和澱粉以 α-糖苷鍵 鍵結而成，膳食纖維以 β-糖苷鍵 鍵結而成，此鍵結方式使膳食纖維不易被小腸中的胃腸道酶消化和吸收，值得注意的是，儘管貓犬無法自行分解纖維，但貓犬大腸中的特定微生物能在不同程度上酵解纖維。

因此，部分可溶性纖維，為可發酵纖維（Fermentable Fibers），也被歸類為益生質，會於腸道內被微生物酵解，並產生乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸和其他終產物，為腸上皮細胞和結腸上皮細胞等腸道細胞的主要能量來源。

常見的膳食纖維補充品，實際上，同時含有可溶性和不可溶性兩種類型的纖維，然而，為了滿足特定的生理功能需求，以補充具有益生質性質的可溶性纖維為主。

糖胺聚醣（Glycosaminoglycans），為一和蛋白質相關的複雜多醣——為蛋白聚醣分子中聚醣部分的總稱。不同的糖胺聚醣和蛋白質結合形成許多貓犬體內重要的組織，包括間質液、軟骨、皮膚和肌腱等。常見的糖胺聚醣，包括硫酸軟骨素（Chondroitin Sulfate）和透明質酸（Hyaluronic Acid，又稱玻尿酸）等。

碳水化合物對貓犬健康的影響

實際上，對於貓犬而言，碳水化合物並非必需營養素！

貓犬均能通過糖質新生（Gluconeogenesis）此一過程，在肝臟中將蛋白質或脂肪等非碳水化合物轉化為葡萄糖，以維持穩定的血糖濃度。換句話說，即便攝入低碳水化合物飲食，若貓犬攝入足夠的非碳水化合物，仍可以滿足身體能量需求並維持正常生理機能。

儘管如此，碳水化合物，除了作為貓犬的能量來源外，還在貓犬的生命活動中扮演著重要的角色，對促進貓犬健康方面提供許多肉類難以替代的功能。

無庸置疑地，對於貓犬而言，繼水和氧氣後，葡萄糖可說是最重要的營養素。

葡萄糖為維持大腦正常功能所需——大腦的葡萄糖供應可說是維持貓犬正常生理機能的基礎。大腦有極高的能量需求，但不同於其他組織、器官，大腦無法有效利用脂肪等其他能量來源，因此，大腦需要一定水平且穩定的葡萄糖供應作為其能量來源。一般而言，貓犬通過攝入植物澱粉，如種子或葉子等獲取葡萄糖。

葡萄糖供應過多或不足會觸發多種激素反應，如胰島素和升糖素等激素以維持穩定的血糖濃度，然而，卻可能導致肌肉和脂肪代謝發生重大變化，例如，當貓犬身體通過糖質新生，分解肌肉和脂肪以合成葡萄糖供大腦使用，可能過度分解肌肉和脂肪，導致貓犬身體組織損傷，造成腦細胞功能受損，引發頭暈、心悸、出冷汗，甚至昏迷。

也因此，可消化碳水化合物所具有的節省蛋白質作用至關重要——當碳水化合物攝入不足以滿足身體能量需求時，將刺激糖質新生並分解蛋白質以提供能量，然而，也減少了蛋白質在生長和修補組織等重要功能上的運用，因此，通過攝入足夠滿足身體能量需求的碳水化合物，能減少僅作為能量來源的蛋白質消耗，同時，使蛋白質能夠更好地發揮其他重要功能。

碳水化合物中的膳食纖維，對於貓犬胃腸道功能和健康至關重要。寵物食品中的纖維含量通常以粗纖維表示。

如前所述，膳食纖維可分為「可溶性（水溶性）纖維」和「不可溶性（非水溶性）纖維」，兩種類型纖維的保水性和功能不同。

可溶性（水溶性）纖維，具保水功能，吸收水分後會形成凝膠狀黏稠物，有助於軟化糞便，並起潤滑作用，減少糞便通過腸道的摩擦，使其更容易通過腸道，進而減輕腸道內壓力，同時，有助於形狀、質地一致的糞便成形。此外，可溶性纖維會和膽固醇代謝產物（即膽酸）結合，並排出體外，而為了彌補短缺的膽酸，肝臟將加速代謝膽固醇，進而降低血膽固醇濃度，對於脂質代謝、調節血膽固醇濃度，以及維持腸道健康等方面尤為重要。

不可溶性（非水溶性）纖維，不具明顯的保水功能，但其結構特性使其吸收水分後會膨脹，有助於增加糞便體積，進而刺激胃腸蠕動並促進排便，因減少糞便停滯於腸道內時間，同樣有助於減輕腸道內壓力。

膳食纖維無法被體內消化酶分解，因此，無法提供能量，但也因此，膳食纖維有助於降低飲食的能量密度，同時，膳食纖維吸收水分後會形成凝膠狀黏稠物，不僅會增加食物體積，從而增加貓犬的飽足感，還延長了食物在胃中停留時間，即延緩胃排空。膳食纖維對於控制過重貓犬的能量攝入方面不可或缺。

總地來說，碳水化合物，主要作為能量來源，同時也在貓犬的生命活動中扮演數個重要的角色。不僅提供維持大腦正常功能所需的葡萄糖，從而維持貓犬正常生理機能，還具有節省蛋白質的作用，另外，還為貓犬體內組織或細胞的重要組成成分。而膳食纖維，具有改善胃腸道內環境、促進胃腸道功能、增強免疫功能、延緩胃排空、控制過重貓犬的能量攝入、調節血糖濃度、防止血糖急劇上升和降低血膽固醇濃度等重要功能。