KOLHYDRATKLASSIFICERING (MED BILLEDER) - ERNÆRING - 2025

Den klassifikation af kulhydrater kan ske i overensstemmelse med deres funktion, i forhold til antallet af carbonatomer, i overensstemmelse med positionen af carbonylgruppen ifølge de enheder, der gør dem op, ifølge derivater og ifølge fødevarer.

Kulhydrater, kulhydrater eller saccharider er kemiske forbindelser, der består af kulstof, brint og oxygenatomer, hvis forbrænding resulterer i frigivelse af kuldioxid og en eller flere vandmolekyler. De er molekyler, der er vidt distribueret i naturen og af grundlæggende betydning for levende væsener, både fra et strukturelt og metabolisk synspunkt.

Cyklisk struktur af glukose, en hexose (Kilde: Edgar181, via Wikimedia Commons)

Normalt er den bedste måde at repræsentere formlen for ethvert kulhydrat på Cx (H2O), og det betyder ganske enkelt "hydreret kulstof".

I planter produceres en stor del af kulhydrater under fotosyntesen fra kuldioxid og vand, hvorefter de kan opbevares i komplekser med høj molekylvægt (f.eks. Stivelse) eller bruges til at give struktur og støtte til planteceller (for eksempel cellulose).

Dyr producerer også kulhydrater (glykogen, glukose, fruktose osv.), Men de gør det fra stoffer som fedt og proteiner. På trods af dette er den vigtigste kilde til metaboliserbare kulhydrater for dyreorganismer den, der kommer fra planter.

De vigtigste naturlige kilder til kulhydrater for mennesker er generelt korn, som hvede, majs, sorghum, havre og andre; knolde såsom kartofler, cassava og bananer, for eksempel; såvel som mange frø af bælgplanter såsom linser, bønner, brede bønner osv.

Kødædende dyr, det vil sige dem, der lever af andre dyr, er indirekte afhængige af kulhydrater for at overleve, da deres bytte eller byttedyret er urteagtige dyr, der er i stand til at drage fordel af de strukturelle og opbevarende kulhydrater indeholdt i urter. de indtager og omdanner dem til protein, muskler og andet kropsvæv.

Klassificering efter deres funktion

Kolhydrater kan klassificeres i henhold til deres generelle funktion i to store klasser: strukturelle kulhydrater og universelt fordøjelige kulhydrater eller polysaccharider.

Strukturelle kulhydrater

Strukturelle kulhydrater er dem, der er en del af væggen i alle planteceller, såvel som af de sekundære aflejringer, der karakteriserer væv fra forskellige plantearter, og som udfylder en bestemt funktion af støtte og "stillads".

Generel struktur for cellulose (Kilde: Vicente Neto via Wikimedia Commons)

Blandt disse er hovedplantepolysaccharid cellulose, men lignin, dextraner, pentosaner, agar (i alger) og chitin (i svampe og mange leddyr) skiller sig også ud.

Fordøjelige kulhydrater

På den anden side er fordøjelige kulhydrater dem, som heterotrofiske organismer (bortset fra autotrofer, der "syntetiserer deres egen mad") kan få fra planter og bruge dem til at pleje deres celler gennem forskellige metabolske veje.

Det vigtigste fordøjelige kulhydrat er stivelse, som findes i knolde, kornfrø og mange andre opbevaringsstrukturer i planter. Dette består af to lignende typer polysaccharider, amylose og amylopectin.

Imidlertid er enklere sukkerarter, såsom fruktose, for eksempel til stede i store mængder i frugterne af mange plantearter, også meget vigtige.

Honning, et stof produceret af bier, der har en betydelig kommerciel værdi, er også en rig kilde til fordøjelige kulhydrater, men af ​​animalsk oprindelse.

Glykogen er et vigtigt reservepolysaccharid hos dyr (Kilde: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Glykogen, der i mange tilfælde betragtes som "animalsk stivelse", er et reserve-polysaccharid, der er syntetiseret af dyr og kan indgå i gruppen af ​​fordøjelige kulhydrater.

Klassificering efter antallet af carbonatomer

Afhængig af antallet af carbonatomer kan kulhydrater være:

- Trioser med tre kulhydrater (eksempel: glyceraldehyd)

- Tetrosas med fire kulhydrater (eksempel: erythrose)

- Pentoser med fem kulhydrater (eksempel: ribose)

- Hexoser, med seks kulhydrater (eksempel: glukose)

- Heptoser med syv carbonatomer (eksempel: sedoheptulose 1,7-bisphosphat)

Diagram over mulige hæmiacetalstrukturer for glukose og mannose (Kilde: Karlhahn via Wikimedia Commons)

Pentaser og hexoser kan generelt findes i form af stabile ringe takket være dannelsen af ​​en intern hæmiacetalgruppe, det vil sige gennem foreningen mellem en aldehydgruppe eller en ketongruppe med en alkohol.

Disse ringe kan have 5 eller 6 "forbindelser", så de kan være af furantypen eller af pyrantypen tilsvarende, hvormed furanose og pyranose er dannet.

Klassificering efter positionen af ​​carbonylgruppen

Positionen af ​​carbonylgruppen (C = O) i monosaccharider er også en karakter, der bruges til deres klassificering, fordi molekylet afhængigt af dette kan være en ketose eller en aldose. Der er således for eksempel aldohexoser og ketohexoser såvel som aldopentoser og ketopentoser.

Aldosas og Cetosas (Kilde: Pjvelasco, via Wikimedia Commons)

Hvis det carbonatom, der danner carbonylgruppen, er i position 1 (eller i en af ​​enderne), er det et aldehyd. I stedet for, hvis det er i position 2 (eller et andet internt carbonatom), er det en ketonegruppe, så det bliver en ketose.

Ser vi som et eksempel på trioser, tetroser, pentoser og hexoser fra det foregående afsnit, har vi, at aldoserne af disse enkle sukkerarter er glyceraldehyd, erythrose, ribose og glukose, i mellemtiden er ketoserne dihydroxyaceton, erythrulose, ribulose og henholdsvis fruktose.

Klassificering efter antallet af enheder, der udgør dem

I henhold til antallet af enheder, som kulhydrater har, dvs. ifølge antallet af sukkerarter, der er resultatet af deres hydrolyse, kan de klassificeres som:

monosaccharider

De er de enkleste saccharider eller sukkerarter, da de består af en enkelt "sukkerenhed". I denne gruppe findes sukkerarter, der er så metaboliske relevante som glukose, hvis stofskifte involverer produktion af energi i form af ATP i cellerne i praktisk talt alle levende organismer. Galactose, mannose, fruktose, arabinose, xylose, ribose, sorbose og andre skiller sig også ud.

disaccharider

Disaccharider, som præfikset for deres navn antyder, er saccharider, der består af to sukkerenheder. De vigtigste eksempler på disse molekyler er lactose, saccharose, maltose og isomaltose, cellobiose, gentiobiose, melibiose, trehalose og turanose.

Kemisk struktur af maltose, et disaccharid (Kilde: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

oligosaccharider

De svarer til de kulhydrater, der, når de hydrolyseres, frigiver mere end to "sukkerenheder". Selvom de måske ikke er velkendte, kan raffinose, stachyose og verbascosa i denne gruppe udpeges. Nogle forfattere mener, at disaccharider også er oligosaccharider.

polysaccharider

Polysaccharider består af mere end 10 sukkerenheder og kan bestå af gentagne enheder af det samme monosaccharid (homopolysaccharider) eller af relativt komplekse blandinger af forskellige monosaccharider (heteropolysaccharider). Eksempler på polysaccharider er stivelse, cellulose, hemicellulose, pectiner og glycogen.

Normalt sker foreningen mellem "sukkerenhederne" af disaccharider, oligosaccharider og polysaccharider gennem en binding, der er kendt som en glycosidbinding, der finder sted takket være tabet af et vandmolekyle.

Klassificering af dets derivater

Ligesom det gælder for mange molekyler af stor betydning i naturen, kan kulhydrater fungere som ”byggesten” for andre forbindelser, der kan udføre lignende eller radikalt forskellige funktioner. I henhold til dette kan sådanne derivater klassificeres efter deres egenskaber som følger:

Phosphatestere

De er generelt phosphorylerede monosaccharider, hvori phosphorylgruppen er bundet til saccharidet gennem en esterbinding. Disse er ekstremt vigtige molekyler for en stor del af cellulære metaboliske reaktioner, da de opfører sig som "aktiverede forbindelser", hvis hydrolyse er termodynamisk gunstig.

Fremtrædende eksempler inkluderer glyceraldehyd 3-phosphat, glucose 6-phosphat, glucose 1-phosphat og fruktose 6-phosphat.

Syrer og lactoner

De er produktet af oxidation af visse monosaccharider med bestemte oxidationsmidler. Aldonsyrer er resultatet af oxidation af glukose med alkalisk kobber, og disse er i opløsning i ligevægt med lactoner. Når oxidation styres af enzymatisk katalyse, kan der produceres lactoner og uronsyrer.

Alditoler, polyoler eller sukkeralkoholer

De dannes ved oxidation af carbonylgruppen i nogle monosaccharider; eksempler på disse er erythritol, mannitol og sorbitol eller glucitol.

Amino sukker

De er derivater af monosaccharider, hvortil en aminogruppe (NH2) er knyttet, generelt ved carbon i position 2 (især i glukose). De mest fremtrædende eksempler er glukosamin, N-acetylglukosamin, muraminsyre og N-acetylmuraminsyre; der er også galactosamin.

Glucosamin kemisk struktur (Kilde: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Deoxysugars

De er derivater af monosaccharider, der produceres, når de mister et iltatom i en af ​​deres hydroxylgrupper, hvorfor de er kendt som "deoxy" eller "deoxysugars".

Blandt de vigtigste er dem, der udgør DNA-rygraden, det vil sige 2-deoxyribose, men der er også 6-deoxymanopyranose (rhamnose) og 6-deoxygalactofuranose (fucose).

glycosider

Disse forbindelser er resultatet af eliminering af et vandmolekyle ved forbindelsen mellem den anomere hydroxylgruppe af et monosaccharid og en hydroxylgruppe af en anden hydroxyleret forbindelse.

Klassiske eksempler er ouabain og amygdalin, to vidt anvendte forbindelser, der er ekstraheret fra en afrikansk busk og frøene fra bitre mandler, tilsvarende.

Klassificering efter dens anvendelse i madlavning

Sukkerterninger (Kilde: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons)

Endelig kan kulhydrater også klassificeres efter den anvendelse, der kan gives dem i løbet af klargøring af en kulinarisk skål. I denne forstand er der sødende kulhydrater, såsom sucrose (et disaccharid), fruktose (et monosaccharid) og i mindre grad maltose (et andet disaccharid).

Ligeledes er der fortykning af kulhydrater og gelerende kulhydrater, som tilfældet er med f.eks. Stivelse og pektiner.

Referencer

1. Badui Dergal, S. (2016). Madkemi. Mexico, Pearson Education.
2. Chow, KW & Halver, JE (1980). Kulhydrater. ln: Fish Feed Technology. FAO FNs udviklingsprogram, De Forenede Nationers fødevare- og landbrugsorganisation, Rom, Italien, 104-108.
3. Cummings, JH, & Stephen, AM (2007). Kulhydratterminologi og klassificering. Europæisk tidsskrift for klinisk ernæring, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Klassificering og måling af diætkulhydrater. Fødevarekemi, 57 (1), 15-21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biokemi, red. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Harpers illustrerede biokemi. McGraw-Hill.