KARBOHYDRATKLASSIFISERING (MED BILDER) - ERNÆRING - 2026

Den klassifisering av karbohydrater kan gjøres i henhold til deres funksjon, i henhold til antallet av karbonatomer, i henhold til posisjonen til karbonyl-gruppen, i henhold til de enheter som gjør dem opp, i henhold til derivater og i henhold til matvarer.

Karbohydrater, karbohydrater eller sakkarider, er kjemiske forbindelser som består av karbon, hydrogen og oksygenatomer, hvis forbrenning resulterer i frigjøring av karbondioksid og ett eller flere vannmolekyler. De er molekyler som er vidt distribuert og er av grunnleggende betydning for levende vesener, både fra et strukturelt og metabolsk synspunkt.

Syklisk struktur av glukose, en heksose (Kilde: Edgar181, via Wikimedia Commons)

Vanligvis er den beste måten å representere formelen til et hvilket som helst karbohydrat Cx (H2O), og som i et nøtteskall betyr "hydrert karbon".

I planter produseres en stor del av karbohydrater under fotosyntesen fra karbondioksid og vann, hvoretter de kan lagres i komplekser med høy molekylvekt (stivelse, for eksempel) eller brukes til å gi struktur og støtte til planteceller (for eksempel cellulose).

Dyr produserer også karbohydrater (glykogen, glukose, fruktose, etc.), men de gjør det fra stoffer som fett og proteiner. Til tross for dette er den viktigste kilden til metaboliserbare karbohydrater for dyreorganismer den som kommer fra planter.

De viktigste naturlige kildene til karbohydrater for mennesker er generelt korn som hvete, mais, sorghum, havre og andre; knoller som poteter, kassava og bananer, for eksempel; samt mange frø av belgfrukter som linser, bønner, bønner osv.

Kjøttetende dyr, det vil si de som lever av andre dyr, er indirekte avhengige av karbohydrater for å overleve, ettersom byttedyrene deres, eller byttedyret deres, er planteetende dyr som er i stand til å dra nytte av de strukturelle og lagrende karbohydrater som finnes i urter. de inntar og omdanner dem til proteiner, muskler og annet kroppsvev.

Klassifisering i henhold til deres funksjon

Karbohydrater kan klassifiseres, i henhold til deres generelle funksjon, i to store klasser: strukturelle karbohydrater og universelt fordøyelige karbohydrater eller polysakkarider.

Strukturelle karbohydrater

Strukturelle karbohydrater er de som er en del av veggen i alle planteceller, så vel som av sekundære forekomster som kjennetegner vevene til forskjellige plantearter og som oppfyller en spesifikk funksjon av støtte og "stillas".

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

Blant disse er hovedplante-polysakkarid cellulose, men lignin, dekstraner, pentosaner, agar (i alger) og kitin (i sopp og mange leddyr) skiller seg også ut.

Fordøyelige karbohydrater

Fordøyelige karbohydrater er derimot de som heterotrofe organismer (annet enn autotrofer som "syntetiserer sin egen mat") kan skaffe seg fra planter og bruke dem til å gi næring til cellene sine gjennom forskjellige metabolske veier.

Det viktigste fordøyelige karbohydratet er stivelse, som finnes i knoller, frokostblandinger og mange andre lagringsstrukturer i planter. Dette består av to lignende typer polysakkarider, amylose og amylopectin.

Enklere sukkerarter som fruktose, for eksempel til stede i store mengder i fruktene til mange plantearter, er imidlertid også veldig viktige.

Honning, et stoff produsert av bier som har betydelig kommersiell verdi, er også en rik kilde til fordøyelige karbohydrater, men av animalsk opprinnelse.

Glykogen er et viktig reservepolysakkarid hos dyr (Kilde: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Glykogen, i mange tilfeller betraktet som "dyrestivelse", er et reserve-polysakkarid som er syntetisert av dyr og kan inngå i gruppen fordøyelige karbohydrater.

Klassifisering i henhold til antall karbonatomer

Avhengig av antall karbonatomer, kan karbohydrater være:

- Trioser , med tre karbonatomer (eksempel: glyseraldehyd)

- Tetrosas , med fire karbonatomer (eksempel: erytrose)

- Pentoser , med fem karbonatomer (eksempel: ribose)

- Sekskanter , med seks karbonatomer (eksempel: glukose)

- Heptoser , med syv karbonatomer (eksempel: sedoheptulose 1,7-bisfosfat)

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

Pentaser og heksoser, generelt, kan finnes i form av stabile ringer takket være dannelsen av en intern hemiacetal-gruppe, det vil si gjennom foreningen mellom en aldehydgruppe eller en ketongruppe med en alkohol.

Disse ringene kan ha 5 eller 6 "lenker", slik at de kan være av furan-typen eller av pyrantypen, tilsvarende, med hvilken furanose og pyranose er dannet.

Klassifisering i henhold til plasseringen av karbonylgruppen

Posisjonen til karbonylgruppen (C = O) i monosakkarider er også et tegn som brukes for deres klassifisering, fordi avhengig av dette kan molekylet være en ketose eller en aldose. Således er det for eksempel aldoheksoser og ketoheksoser, så vel som aldopentoser og ketopentoser.

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

Hvis karbonatomet som danner karbonylgruppen er i posisjon 1 (eller i den ene enden), er det en aldehyd. I stedet, hvis det er i posisjon 2 (eller et hvilket som helst annet internt karbonatom), er det en ketongruppe, så det blir en ketose.

Når vi tar et eksempel på triosene, tetrosene, pentosene og heksosene fra forrige seksjon, har vi at aldosene til disse enkle sukkerene er glyceraldehyd, erytrose, ribose og glukose, i mellomtiden er ketosene dihydroxyaceton, erythrulose, ribulose og henholdsvis fruktose.

Klassifisering i henhold til antall enheter som utgjør dem

I henhold til antall enheter som karbohydrater har, det vil si i henhold til antall sukkerarter som er resultatet av deres hydrolyse, kan de klassifiseres som:

monosakkarider

De er de enkleste sakkaridene eller sukkeretene, da de består av en enkelt "sukkerenhet". I denne gruppen er det sukker som er så metabolsk relevant som glukose, hvis metabolisme involverer produksjon av energi i form av ATP i cellene til praktisk talt alle levende organismer. Galaktose, mannose, fruktose, arabinose, xylose, ribose, sorbose og andre skiller seg også ut.

disakkarider

Disakkarider, som prefikset til navnet deres tilsier, er sakkarider som består av to sukkerenheter. Hovedeksemplene på disse molekylene er laktose, sukrose, maltose og isomaltose, cellobiose, gentiobiose, melibiose, trehalose og turanose.

Kjemisk struktur av maltose, et disakkarid (Kilde: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

oligosakkarider

De tilsvarer de karbohydratene som, når de hydrolyseres, frigjør mer enn to "sukkerenheter". Selv om de kanskje ikke er godt kjent, kan raffinose, stachyose og verbascosa i denne gruppen utpekes. Noen forfattere vurderer at disakkarider også er oligosakkarider.

polysakkarider

Polysakkarider består av mer enn 10 sukkerenheter og kan bestå av repeterende enheter av samme monosakkarid (homopolysakkarider) eller av relativt komplekse blandinger av forskjellige monosakkarider (heteropolysakkarider). Eksempler på polysakkarider er stivelse, cellulose, hemicellulose, pektiner og glykogen.

Vanligvis skjer foreningen mellom "sukkerenhetene" av disakkarider, oligosakkarider og polysakkarider gjennom en binding kjent som en glykosidbinding, som finner sted takket være tapet av et vannmolekyl.

Klassifisering av derivater

Akkurat som det gjelder mange molekyler av stor betydning i naturen, kan karbohydrater fungere som "byggesteiner" for andre forbindelser som kan utføre lignende eller radikalt forskjellige funksjoner. I henhold til dette kan slike derivater klassifiseres, i henhold til deres egenskaper, som følger:

Fosfatestere

De er generelt fosforylerte monosakkarider, hvor fosforylgruppen er bundet til sakkaridet gjennom en esterbinding. Dette er ekstremt viktige molekyler for en stor del av cellulære metabolske reaksjoner, siden de oppfører seg som "aktiverte forbindelser" hvis hydrolyse er termodynamisk gunstig.

Fremtredende eksempler inkluderer glyceraldehyd 3-fosfat, glukose 6-fosfat, glukose 1-fosfat og fruktose 6-fosfat.

Syrer og laktoner

De er produktet av oksidasjon av visse monosakkarider med spesielle oksydasjonsmidler. Aldonsyrer er et resultat av oksidasjon av glukose med alkalisk kobber, og disse er i oppløsning i likevekt med laktoner. Når oksidasjon styres av enzymatisk katalyse, kan laktoner og uronsyrer produseres.

Alditoler, polyoler eller sukkeralkoholer

De dannes ved oksidasjon av karbonylgruppen til noen monosakkarider; eksempler på disse er erytritol, mannitol og sorbitol eller glukitol.

Amino sukker

De er derivater av monosakkarider som en aminogruppe (NH2) er knyttet til, generelt ved karbon i posisjon 2 (spesielt i glukose). De mest fremtredende eksemplene er glukosamin, N-acetylglukosamin, muraminsyre og N-acetylmuraminsyre; det er også galaktosamin.

Glukosamin kjemisk struktur (Kilde: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Deoxysugars

De er derivater av monosakkarider som produseres når de mister et oksygenatom i en av hydroksylgruppene sine, og det er derfor de er kjent som “deoxy” eller “deoxysugars”.

Blant de viktigste er de som utgjør ryggraden i DNA, det vil si 2-deoxyribose, men det er også 6-deoxymanopyranose (rhamnose) og 6-deoxygalactofuranose (fucose).

glykosider

Disse forbindelsene er resultatet av eliminering av et vannmolekyl ved forening mellom den anomere hydroksylgruppen til et monosakkarid og en hydroksylgruppe av en annen hydroksylert forbindelse.

Klassiske eksempler er ouabain og amygdalin, to mye brukte forbindelser som er utvunnet fra en afrikansk busk og frøene av bitre mandler, tilsvarende.

Klassifisering i henhold til bruken i matlaging

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

Til slutt kan karbohydrater også klassifiseres i henhold til bruken som kan gis dem i løpet av tilberedningen av en kulinarisk rett. På denne måten er det søtende karbohydrater, slik som sukrose (et disakkarid), fruktose (et monosakkarid) og i mindre grad maltose (et annet disakkarid).

På samme måte er det tykende karbohydrater og gelerende karbohydrater, som tilfellet er for eksempel stivelse og pektiner.

referanser

1. Badui Dergal, S. (2016). Matkjemi. Mexico, Pearson Education.
2. Chow, KW, & Halver, JE (1980). Karbohydrater. ln: Fish Feed Technology. FAO FNs utviklingsprogram, FNs mat- og jordbruksorganisasjon, Roma, Italia, 104-108.
3. Cummings, JH, & Stephen, AM (2007). Karbohydratterminologi og klassifisering. Europeisk tidsskrift for klinisk ernæring, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Klassifisering og måling av kostholdige karbohydrater. Matkjemi, 57 (1), 15-21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biokjemi, red. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Harpers illustrerte biokjemi. McGraw-Hill.