Jak klasyfikowane są węglowodany?

Węglowodany można podzielić na cztery główne klasy: monosacharydy, disacharydy, oligosacharydy i polisacharydy.

Węglowodany to cząsteczki biologiczne złożone z atomów węgla, wodoru i tlenu. W biochemii węglowodany są synonimami sacharydów, grupy obejmującej cukry, skrobie i celulozę.

Węglowodany pełnią liczne funkcje w organizmach żywych. Polisacharydy stosuje się do przechowywania energii (na przykład w skrobi i glikogenie) oraz jako składniki strukturalne (celuloza w roślinach).

Pięciowęglowa monosacharydowa ryboza jest ważnym składnikiem wielu enzymów i stanowi podstawę cząsteczki genetycznej znanej jako RNA.

Sacharydy i ich pochodne obejmują wiele ważnych biocząsteczek, które odgrywają główną rolę w układzie odpornościowym, zapłodnieniu, produkcji patogenezy, krzepnięciu krwi i rozwoju.

W naukach o żywności termin „węglowodan” zazwyczaj oznacza dowolny pokarm bogaty w skrobie złożonych węglowodanów, taki jak na przykład płatki zbożowe, makaron i chleb; lub proste węglowodany, takie jak cukier, występujące w słodyczach.

Węglowodany znajdują się w wielu różnych produktach spożywczych. Skrobia i cukier są ważnymi węglowodanami w naszej diecie. Skrobia jest bogata w ziemniaki, kukurydzę, ryż i inne zboża.

Klasyfikacja węglowodanów

Monosacharydy

Są one określane jako cukry proste; Są najbardziej podstawową jednostką węglowodanów. Są podstawowymi jednostkami węglowodanów i nie mogą być hydrolizowane do prostszych związków.

Są najprostszą formą cukru i zwykle nie mają koloru, są rozpuszczalne w wodzie i są krystalicznymi ciałami stałymi; niektóre mają słodki smak. Przykłady niektórych typowych monosacharydów obejmują fruktozę, glukozę i galaktozę.

Monosacharydy są podstawą konstruowania disacharydów i polisacharydów. Niektóre źródła tego typu węglowodanów obejmują owoce, orzechy, warzywa i słodycze.

- Glukoza

Jest to prosty cukier, który krąży we krwi zwierząt jako glukoza we krwi. Powstaje podczas fotosyntezy wody i dwutlenku węgla, wykorzystując energię słoneczną. Jest najważniejszym źródłem energii do oddychania komórkowego.

Występuje w cukrze z winogron i dekstrozie

- Galaktoza

Jest to cukier monosacharydowy, który jest mniej słodki niż fruktoza. Można go znaleźć jako składnik laktozy w mleku.

- Fruktoza

Zwany także lewulozą, jest prostym monosacharydem występującym w wielu roślinach, gdzie często jest połączony z glukozą, tworząc disacharydową sacharozę.

Jest wchłaniany bezpośrednio do krwiobiegu podczas trawienia. Czysta i sucha fruktoza jest dość słodka, biała, krystaliczna i bezwonna. Jest najbardziej rozpuszczalnym ze wszystkich cukrów.

Fruktoza występuje w miodzie, kwiatach, większości bulw i jagodach.

Disacharydy

Ten typ węglowodanów powstaje, gdy dwa monosacharydy są połączone wiązaniem glikozydowym. Podobnie jak monosacharydy, są one również rozpuszczalne w wodzie.

Związek prostych cząsteczek cukru występuje w reakcji kondensacji, która polega na usunięciu cząsteczki wody z grup funkcyjnych. Wraz z innymi reakcjami są one niezbędne w metabolizmie

Typowe przykłady obejmują sacharozę, laktozę i maltozę. Najczęstsze przykłady mają 12 atomów węgla. Różnica w tych disacharydach to pozycja atomowa w cząsteczce.

- Sacharoza

Jest to naturalny i pospolity węglowodan występujący w wielu roślinach i częściach roślin. Sacharoza jest często ekstrahowana i rafinowana z trzciny cukrowej i buraków cukrowych do spożycia przez ludzi.

Nowoczesny proces przemysłowej rafinacji cukru często wiąże się z krystalizacją tego związku, często określanego jako cukier stołowy lub po prostu cukier.

Związek ten odgrywa kluczową rolę jako dodatek do produkcji żywności i spożycia przez ludzi na całym świecie.

- Laktoza

Jest to disacharyd złożony z galaktozy i glukozy w mleku. Laktoza stanowi około 2-8% mleka, chociaż może być z niego ekstrahowana.

Oligosacharydy

Jest to polimer sacharydowy zawierający niewielką liczbę cukrów prostych. Oligosacharydy mogą pełnić wiele funkcji, w tym rozpoznawać komórki i je łączyć. Na przykład glikolipidy odgrywają ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej.

- Glikolipidy

Są to lipidy z glikozydowo połączonym węglowodanem. Jego główną rolą jest utrzymanie stabilności membrany i ułatwienie rozpoznawania komórek.

Węglowodany znajdują się na powierzchni całej błony komórki eukariotycznej.

Polisacharydy

Są to polimeryczne cząsteczki węglowodanów złożone z dużych łańcuchów jednostek monosacharydowych połączonych wiązaniami glikozydowymi.

Mają duże widmo strukturalne, od liniowego po wysoce rozszerzone. Przykłady obejmują magazynujące polisacharydy, takie jak glikogen i skrobia, lub strukturalne polisacharydy, takie jak celuloza.

Polisacharydy można znaleźć w bulwach, zbożach, mięsie, rybach, ziarnach i liściach warzyw.

- Glikogen

Jest to wielołańcuchowy polisacharyd glukozy, który służy jako forma magazynowania energii u ludzi, zwierząt, grzybów i bakterii.

Struktura polisacharydowa stanowi największą formę przechowywania glukozy w organizmie. U ludzi glikogen jest opracowywany i przechowywany głównie w komórkach wątroby i mięśni, uwodniony 3-4 częściami wody.

Glikogen działa jako wtórne magazynowanie energii w długim okresie, przechowując główne źródła energii w tkance tłuszczowej.

Glikogen mięśniowy jest przekształcany w glukozę przez komórki mięśniowe, a glikogen z wątroby jest przekształcany w glukozę, dzięki czemu może być stosowany w całym organizmie, w tym w centralnym układzie nerwowym.

- Celuloza

Jest to związek organiczny, składający się z liniowego łańcucha kilkuset lub tysięcy połączonych jednostek glukozy. Celuloza jest ważnym składnikiem strukturalnym pierwotnej ściany komórkowej roślin zielonych, podobnie jak wiele form glonów.

Niektóre gatunki bakterii segregują ją, tworząc biofilm. Celuloza jest najbardziej rozpowszechnionym polimerem organicznym na Ziemi.

Służy głównie do produkcji papieru. Mniejsze ilości są przekształcane w serię produktów ubocznych, takich jak celofan i sztuczny jedwab.