碳水化合物、脂肪和蛋白质是由什么组成的?

根据定义，营养是维持身体正常功能的食物成分。它们不仅为重要的代谢反应提供能量，而且还为正常的结构、生长和修复提供建筑材料。你的身体需要相对大量的碳水化合物、脂肪和蛋白质以达到最佳功能，因此它们被归类为常量营养素。它们可能含有相似的组成分子，但它们的基本结构和能量产率不同。

碳水化合物是自然界中最丰富的有机化合物。和脂肪一样，它们主要由碳、氧和氢分子组成，很少甚至没有氮。这些组成分子以不同的方式结合形成各种各样的糖类，糖类是所有碳水化合物的基本单位。你可能会遇到“saccharide”和“sugar”这两个词互换使用的情况。单糖是单糖，是最简单的碳水化合物形式。它们可以连接起来形成两个单位的糖，也称为双糖。低聚糖含有3到12个糖单位，而多糖可以有数百个糖单位长。

脂肪属于一个更广泛的化合物家族，称为脂类。它们的组成部分是脂肪酸，这是一个由碳、氢和氧分子组成的化合物家族。三种脂肪酸与糖醇甘油结合形成甘油三酯，这是所有脂肪的基本结构单位。“脂肪”一词通常是指在室温下为固体或半固体的甘油三酯，而油在室温下为液体甘油三酯。根据密歇根州立大学化学系的说法，脂肪主要存在于动物性食品中，尽管鱼类中的甘油三酯主要是油。

如果你注意食品上的营养标签，你可能已经注意到“饱和”和“不饱和”脂肪。这些术语只是指脂肪酸在脂肪中的空间排列。在饱和脂肪中，大多数脂肪酸含有尽可能多的氢原子，没有双键。这使它们具有堆叠的外观。相反，不饱和脂肪含有大部分含有双键的脂肪酸，使其具有一定的流动性。单不饱和脂肪含有主要有一个双键的脂肪酸，而多不饱和脂肪有多个双键。

反式脂肪有些特殊，因为尽管它们属于不饱和脂肪的化学分类，但它们在你体内的行为更像饱和脂肪。生物化学家Pamela C. Champe说，事实上，就像饱和脂肪一样，它们往往会提高血液中的有害胆固醇水平，增加患心脏病的风险。相反，不饱和脂肪往往对心脏更有益。虽然少量的反式脂肪自然存在于动物体内，但反式脂肪主要来自化学食品加工。

每个活细胞都需要蛋白质。除了在皮肤、头发、肌肉、关节和其他组织中扮演的结构角色外，蛋白质还扮演激素的角色，帮助分子运输，加速新陈代谢反应，让你继续前行。有许多天然存在的氨基酸，但其中20种是人类蛋白质的基本单位。氨基酸在碳、氢和氮分子的组合和空间排列上有所不同。根据密歇根州立大学的研究，蛋白质由15%到25%的氮和大约相同比例的氧组成。