Karbohydratklassifisering (med bilder)

5040
Anthony Golden
Karbohydratklassifisering (med bilder)

De klassifisering av karbohydrater Det kan gjøres i henhold til deres funksjon, i henhold til antall karbonatomer, i henhold til karbonylgruppens posisjon, i henhold til enhetene som utgjør dem, i henhold til derivater og i henhold til matvarer.

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

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

Vanligvis er den beste måten å representere formelen for ethvert karbohydrat på Cx (H2O), og som i et nøtteskall betyr "hydratisert karbon".

I planter produseres en stor del av karbohydrater under fotosyntese fra karbondioksid og vann, hvoretter de kan lagres i høymolekylære komplekser (for eksempel stivelse) 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; i tillegg til mange frø av belgfrukter som linser, bønner, bønner, etc..

Kjøttetende dyr, det vil si de som spiser på andre dyr, er indirekte avhengige av karbohydrater for å overleve, siden byttedyret eller byttet til byttedyret deres er planteetende dyr som er i stand til å dra nytte av de strukturelle karbonhydratene og lagringen i urter. og konverter dem til protein, muskler og annet kroppsvev.

Artikkelindeks

  • 1 Klassifisering i henhold til deres funksjon
    • 1.1 Strukturelle karbohydrater
    • 1.2 Fordøyelige karbohydrater
  • 2 Klassifisering etter antall karbonatomer
  • 3 Klassifisering etter posisjonen til karbonylgruppen
  • 4 Klassifisering etter antall enheter som utgjør dem
    • 4.1 Monosakkarider
    • 4.2 Disakkarider
    • 4.3 Oligosakkarider
    • 4.4 Polysakkarider
  • 5 Klassifisering av derivatene
    • 5.1 Fosfatestere
    • 5.2 Syrer og laktoner
    • 5.3 Alditoler, polyoler eller sukkeralkoholer
    • 5.4 Aminosukker
    • 5.5 Deoksysukker
    • 5.6 Glykosider
  • 6 Klassifisering etter bruk i matlaging
  • 7 Referanser

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 til alle planteceller, samt sekundære avleiringer som kjennetegner vevet til forskjellige plantearter og som oppfyller en spesifikk funksjon av støtte og "stillas".

Generell struktur av cellulose (Kilde: Vicente Neto [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

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

Fordøyelige karbohydrater

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

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

Imidlertid er enklere sukker som fruktose, for eksempel i store mengder i frukten av mange plantearter, også veldig viktig..

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

Glykogen er et viktig polysakkaridreserve hos dyr (Kilde: Alejandro Porto [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Glykogen, i mange tilfeller betraktet som "animalsk stivelse", er et reservepolysakkarid syntetisert av dyr og kan inkluderes i gruppen fordøyelige karbohydrater.

Klassifisering i henhold til antall karbonatomer

Avhengig av antall karbonatomer, kan karbohydrater være:

- Trioer, med tre karbonatomer (eksempel: glyseraldehyd)

- Tetrosas, med fire karbonatomer (eksempel: erytrose)

- Pentosas, med fem karbonatomer (eksempel: ribose)

- Heksoser, med seks karbonatomer (eksempel: glukose)

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

Diagram over mulige hemiacetale strukturer for glukose og mannose (Kilde: Karlhahn [Offentlig domene] via Wikimedia Commons)

Generelt kan pentaser og heksoser finnes i form av stabile ringer takket være dannelsen av en indre hemiacetalgruppe, 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 furantypen eller av pyrantypen, tilsvarende som furanose og pyranose dannes med..

Klassifisering i henhold til karbonylgruppens posisjon

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. Dermed er det for eksempel aldohexoses og ketohexoses, så vel som aldopentoses og ketopentoses..

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

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

Hvis vi tar et eksempel på trioser, tetroser, pentoser og heksoser i forrige avsnitt, har vi at aldosene til disse enkle sukkerne er glyseraldehyd, erytrose, ribose og glukose, i mellomtiden er ketosene henholdsvis dihydroksyaceton, erytrulose, ribulose og fruktose.

Klassifisering etter antall enheter som utgjør dem

I henhold til antall enheter som karbohydrater har, det vil si i henhold til antall sukker som skyldes hydrolyse, kan de klassifiseres som:

Monosakkarider

De er de enkleste sakkarider eller sukkerarter, da de består av en enkelt "sukkerenhet". I denne gruppen er det sukker like metabolisk relevante som glukose, hvis metabolisme involverer produksjon av energi i form av ATP i cellene i 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, 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 [Public domain] via Wikimedia Commons)

Oligosakkarider

De tilsvarer de karbohydratene som, når de hydrolyseres, frigjør mer enn to "sukkerenheter". Selv om det kanskje ikke er kjent, kan raffinose, stachyose og verbascosa trekkes frem. Noen forfattere anser at disakkarider også er oligosakkarider.

Polysakkarider

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

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

Klassifisering av dets derivater

Som det er sant for 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..

Blant de mest fremtredende eksemplene er glyseraldehyd 3-fosfat, glukose 6-fosfat, glukose 1-fosfat og fruktose 6-fosfat.

Syrer og laktoner

De er produktet av oksydasjon av visse monosakkarider med spesielle oksidasjonsmidler. Aldonsyrer skyldes oksidasjon av glukose med alkalisk kobber, og disse er i oppløsning i likevekt med laktoner. Når oksidasjon er rettet ved enzymatisk katalyse, kan laktoner og uronsyrer produseres.

Alditoler, polyoler eller sukkeralkoholer

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

Aminosukker

De er derivater av monosakkarider som en aminogruppe (NH2) er bundet 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 [Public domain] via Wikimedia Commons)

Deoksysukker

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 "deoksy-" eller "deoksysukker".

Blant de viktigste er de som utgjør DNA-ryggraden, det vil si 2-deoksyribose, men det er også 6-deoksymanopyranose (rhamnose) og 6-deoksygalaktofuranose (fukose).

Glykosider

Disse forbindelsene skyldes eliminering av et vannmolekyl ved foreningen mellom den anomere hydroksylgruppen i et monosakkarid og en hydroksylgruppe i en annen forskjellig hydroksylert forbindelse..

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

Klassifisering i henhold til bruken til tilberedning av mat

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 deres bruk under forberedelsen av en kulinarisk rett. I denne forstand er det søtende karbohydrater, som sukrose (et disakkarid), fruktose (et monosakkarid) og i mindre grad maltose (et annet disakkarid)..

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

Referanser

  1. Badui Dergal, S. (2016). Matkjemi. Mexico, Pearson Education.
  2. Chow, K. W., og Halver, J. E. (1980). Karbohydrater. ln: Fish Feed Technology. FAO FNs utviklingsprogram, FNs mat- og jordbruksorganisasjon, Roma, Italia, 104-108.
  3. Cummings, J. H., og Stephen, A. M. (2007). Karbohydratterminologi og klassifisering. European journal of clinical nutrition, 61 (1), S5-S18.
  4. Englyst, H. N., & Hudson, G. J. (1996). Klassifisering og måling av diettkarbohydrater. Matkjemi, 57 (1), 15-21.
  5. Mathews, C. K., Van Holde, K. E., og Ahern, K. G. (2000). Biokjemi, red. San Francisco: Benjamin Cummings
  6. Murray, R. K., Granner, D. K., Mayes, P. A., og Rodwell, V. W. (2014). Harpers illustrerte biokjemi. McGraw-Hill.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.