RAZVRSTITEV OGLJIKOVIH HIDRATOV (S SLIKAMI) - PREHRANA - 2026

Klasifikacija ogljikovih hidratov je mogoče storiti glede na njihovo uporabo, glede na število atomov ogljika, v skladu s položajem karbonilne skupine, v skladu z enotami, ki jih, glede na derivate in po hrani.

Ogljikovi hidrati, ogljikovi hidrati ali saharidi so kemične spojine, sestavljene iz atomov ogljika, vodika in kisika, katerih zgorevanje povzroči sproščanje ogljikovega dioksida in ene ali več molekul vode. So molekule, ki so v naravi široko razporejene in imajo bistvenega pomena za živa bitja, tako s strukturnega kot presnovnega vidika.

Ciklična struktura glukoze, heksoze (Vir: Edgar181, prek Wikimedia Commons)

Običajno je najboljši način za predstavljanje formule katerega koli ogljikovega hidrata Cx (H2O) in na kratko pomeni „hidrirani ogljik“.

V rastlinah nastane velik del ogljikovih hidratov med fotosintezo iz ogljikovega dioksida in vode, po kateri jih je mogoče shraniti v kompleksih z visoko molekulsko maso (na primer škrobi) ali uporabiti za strukturo in podporo rastlinske celice (na primer celuloza).

Živali proizvajajo tudi ogljikove hidrate (glikogen, glukoza, fruktoza itd.), Vendar to storijo iz snovi, kot so maščobe in beljakovine. Kljub temu je glavni vir presnovljivih ogljikovih hidratov za živalske organizme tisti, ki prihaja iz rastlin.

Najpomembnejši naravni viri ogljikovih hidratov za človeka so na splošno žita, kot so pšenica, koruza, sirek, oves in drugo; na primer gomolji, kot so krompir, kasava in banane; pa tudi veliko semen stročnic, kot so leča, fižol, širok fižol itd.

Mesojede živali, torej tiste, ki se prehranjujejo z drugimi živalmi, so za preživetje posredno odvisne od ogljikovih hidratov, saj so njihov plen ali plen njihovega plena rastlinojede živali, ki lahko izkoristijo strukturne in skladiščne ogljikove hidrate, ki jih vsebujejo zelišča. zaužijejo jih in pretvorijo v beljakovine, mišice in druga telesna tkiva.

Razvrstitev glede na njihovo funkcijo

Ogljikove hidrate lahko glede na njihovo splošno funkcijo razvrstimo v dva velika razreda: strukturne ogljikove hidrate in univerzalno prebavljive ogljikove hidrate ali polisaharide.

Strukturni ogljikovi hidrati

Strukturni ogljikovi hidrati so tisti, ki so del stene vseh rastlinskih celic, pa tudi sekundarnih nahajališč, ki so značilna za tkiva različnih rastlinskih vrst in izpolnjujejo posebno funkcijo podpore in "odrov".

Splošna struktura celuloze (Vir: Vicente Neto prek Wikimedia Commons)

Med njimi je glavni rastlinski polisaharid celuloza, izstopajo pa lignin, dekstrani, pentozani, agar (v algah) in hitin (pri glivah in številnih členonožcih).

Prebavljivi ogljikovi hidrati

Prebavljivi ogljikovi hidrati so na drugi strani tisti, ki jih heterotrofni organizmi (razen avtotrofov, ki »sintetizirajo svojo hrano«) lahko pridobivajo iz rastlin in uporabljajo za nego svojih celic po različnih presnovnih poteh.

Glavni prebavljivi ogljikov hidrat je škrob, ki ga najdemo v gomoljih, žitnih semenih in mnogih drugih skladiščih struktur v rastlinah. To sestavljata dve podobni vrsti polisaharidov, amiloza in amilopektin.

Zelo pomembni pa so tudi enostavnejši sladkorji, kot je fruktoza, na primer v plodovih številnih rastlinskih vrst.

Med, snov čebel, ki ima pomembno tržno vrednost, je tudi bogat vir prebavljivih ogljikovih hidratov, vendar živalskega izvora.

Glikogen je pomemben rezervni polisaharid pri živalih (Vir: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Glikogen, ki v mnogih primerih velja za "živalski škrob", je rezervni polisaharid, ki ga živali sintetizirajo in ga lahko vključimo v skupino prebavljivih ogljikovih hidratov.

Razvrstitev glede na število ogljikovih atomov

Ogljikovi hidrati so lahko glede na število ogljikovih atomov:

- Trioze s tremi ogljiki (primer: gliceraldehid)

- Tetrosas s štirimi ogljiki (primer: eritroza)

- Pentoze , s petimi ogljiki (primer: riboza)

- Heksoze , s šestimi ogljiki (primer: glukoza)

- heptoze s sedmimi ogljiki (primer: sedoheptuloza 1,7-bisfosfat)

Diagram možnih hemiacetalnih struktur za glukozo in manozo (Vir: Karlhahn via Wikimedia Commons)

Pentaze in heksoze na splošno najdemo v obliki stabilnih obročkov zahvaljujoč sestavljanju notranje hemiacetalne skupine, torej prek zveze med aldehidno skupino ali ketonsko skupino z alkoholom.

Ti obroči imajo lahko 5 ali 6 "povezav", tako da so lahko tipa furana ali tipa pirana, s katerimi tvorita furanozo in piranozo.

Razvrstitev glede na položaj karbonilne skupine

Položaj karbonilne skupine (C = O) v monosaharidih je tudi znak, ki se uporablja za njihovo razvrstitev, ker je odvisno od tega molekula lahko ketoza ali aldoza. Tako obstajajo na primer aldoheksoze in ketoheksoze, pa tudi aldopentoze in ketopentoze.

Aldosas in Cetosas (Vir: Pjvelasco, prek Wikimedia Commons)

Če je atom ogljika, ki tvori karbonilno skupino, v položaju 1 (ali na enem koncu), potem je to aldehid. Če je v položaju 2 (ali katerega koli drugega notranjega ogljikovega atoma), gre za ketonsko skupino, zato postane ketoza.

Vzemimo za primer trioze, tetroze, pentoze in heksoze prejšnjega oddelka, imamo, da so aldoze teh preprostih sladkorjev gliceraldehid, eritroza, riboza in glukoza, medtem ko so ketoze dihidroksiaceton, eritruloza, ribuloza in fruktozo oz.

Razvrstitev glede na število enot, ki jih sestavljajo

Glede na število enot, ki jih imajo ogljikovi hidrati, torej glede na število sladkorjev, ki so posledica njihove hidrolize, jih lahko razvrstimo kot:

Monosaharidi

So najpreprostejši saharidi ali sladkorji, saj so sestavljeni iz ene same "enote sladkorja". V tej skupini so sladkorji, ki so presnovno pomembni kot glukoza, katerih presnova vključuje proizvodnjo energije v obliki ATP v celicah praktično vseh živih organizmov. Izstopajo tudi galaktoza, manoza, fruktoza, arabinoza, ksiloza, riboza, sorboza in drugi.

Disaharidi

Dizaharidi, kar pomeni predpona njihovega imena, so saharidi, sestavljeni iz dveh enot sladkorja. Glavni primeri teh molekul so laktoza, saharoza, maltoza in izomaltoza, celobioza, gentiobioza, melibioza, trehaloza in turanoza.

Kemična zgradba maltoze, disaharida (Vir: NEUROtiker prek Wikimedia Commons)

Oligosaharidi

Ustrezajo ogljikovim hidratom, ki ob hidroliziranju sprostijo več kot dve enoti sladkorja. Čeprav morda niso dobro znani, lahko v tej skupini izločimo rafinozo, stahiozo in verbaskozo. Nekateri avtorji menijo, da so disaharidi tudi oligosaharidi.

Polisaharidi

Polisaharidi so sestavljeni iz več kot 10 enot sladkorja in so lahko sestavljeni iz ponavljajočih se enot istega monosaharida (homopolisaharidi) ali sorazmerno zapletenih zmesi različnih monosaharidov (heteropolisaharidi). Primeri polisaharidov so škrob, celuloza, hemiceluloza, pektini in glikogen.

Običajno se združevanje "sladkornih enot" disaharidov, oligosaharidov in polisaharidov zgodi skozi vez, znano kot glikozidna vez, ki se zgodi zaradi izgube molekule vode.

Razvrstitev njegovih izvedenih finančnih instrumentov

Kot velja za številne molekule velikega pomena v naravi, lahko ogljikovi hidrati delujejo kot "gradniki" za druge spojine, ki lahko opravljajo podobne ali radikalno različne funkcije. V skladu s tem je mogoče take derivate razvrstiti glede na njihove značilnosti:

Fosfatni estri

Običajno so fosforilirani monosaharidi, v katerih je fosforilna skupina vezana na saharid preko estrske vezi. To so izjemno pomembne molekule za velik del celičnih presnovnih reakcij, saj se obnašajo kot "aktivirane spojine", katerih hidroliza je termodinamično ugodna.

Pomembni primeri vključujejo gliceraldehid 3-fosfat, glukozo 6-fosfat, glukozo 1-fosfat in fruktozo 6-fosfat.

Kisline in laktoni

So produkt oksidacije nekaterih monosaharidov s posebnimi oksidanti. Aldonske kisline so posledica oksidacije glukoze z alkalnim bakrom, ki so v raztopini ravnovesje z laktoni. Kadar oksidacijo usmerja encimska kataliza, lahko nastajajo laktoni in uronske kisline.

Alditoli, polioli ali sladkorni alkoholi

Nastanejo z oksidacijo karbonilne skupine nekaterih monosaharidov; primeri teh so eritritol, manitol ter sorbitol ali glucitol.

Amino sladkorji

So derivati ​​monosaharidov, na katere je bila vezana amino skupina (NH2), običajno na ogljiku iz položaja 2 (zlasti v glukozi). Najbolj vidni primeri so glukozamin, N-acetil glukozamin, muramna kislina in N-acetil muramna kislina; obstaja tudi galaktozamin.

Kemična struktura glukozamina (Vir: Edgar181 prek Wikimedia Commons)

Deoxysugars

So derivati ​​monosaharidov, ki nastanejo, ko izgubijo kisikov atom v eni od svojih hidroksilnih skupin, zato so znani kot "deoksi-" ali "deoksisugari".

Med najpomembnejše spadajo tisti, ki sestavljajo hrbtenico DNK, torej 2-deoksiriboza, vendar obstajata tudi 6-deoksimanopiranoza (ramnoza) in 6-deoksigalaktofuranoza (fukoza).

Glikozidi

Te spojine so posledica izločanja molekule vode s povezavo med anomerno hidroksilno skupino monosaharida in hidroksilno skupino druge hidroksilirane spojine.

Klasična primera sta ouabain in amigdalin, dve široko uporabljeni spojini, ki sta izvlečeni iz afriškega grma in semena grenkih mandljev.

Razvrstitev glede na njegovo uporabo v pripravi hrane

Kocke sladkorja (Vir: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 prek Wikimedia Commons)

Končno lahko ogljikove hidrate razvrstimo tudi glede na uporabo, ki jim jo lahko damo med pripravo kulinarične jedi. V tem smislu so sladila ogljikovi hidrati, kot so saharoza (disaharid), fruktoza (monosaharid) in v manjši meri maltoza (drug disaharid).

Prav tako obstajajo zgoščevalni ogljikovi hidrati in železni ogljikovi hidrati, kot je to na primer škrob in pektini.

Reference

1. Badui Dergal, S. (2016). Kemija hrane. Mehika, Pearson Education.
2. Chow, KW, & Halver, JE (1980). Ogljikovi hidrati. ln: Tehnologija krmljenja rib. FAO Razvojni program Združenih narodov, Organizacija Združenih narodov za hrano in kmetijstvo, Rim, Italija, 104–108.
3. Cummings, JH, in Stephen, AM (2007). Terminologija in klasifikacija ogljikovih hidratov. Evropska revija klinične prehrane, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Razvrstitev in merjenje prehranskih ogljikovih hidratov. Kemija hrane, 57 (1), 15–21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biochemistry, ed. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA in Rodwell, VW (2014). Harperjeva ilustrirana biokemija. McGraw-Hill.