KLASIFIKACIJA UGLJIKOHIDRATA (SA SLIKAMA) - ISHRANA - 2025

Klasifikacija ugljikohidrata može učiniti po svojoj funkciji, u skladu s brojem ugljikovih atoma, prema položaju karbonilne skupine, u skladu s jedinicama koje ih čine, prema derivate i prema hrani.

Ugljikohidrati, ugljikohidrati ili saharidi kemijski su spojevi sastavljeni od atoma ugljika, vodika i kisika, čije izgaranje rezultira oslobađanjem ugljičnog dioksida i jedne ili više molekula vode. Oni su molekule široko rasprostranjene u prirodi i od temeljnog značaja za živa bića, sa strukturalnog i metaboličkog stajališta.

Ciklička struktura glukoze, heksoze (Izvor: Edgar181, putem Wikimedia Commons)

Najbolji način predstavljanja bilo kojeg ugljikohidrata je Cx (H2O) i, ukratko, znači "hidrirani ugljik".

U biljkama se veliki dio ugljikohidrata stvara tijekom fotosinteze iz ugljičnog dioksida i vode, nakon čega se mogu skladištiti u kompleksima velike molekularne težine (na primjer škroba) ili koristiti za dobivanje strukture i podrške biljne stanice (na primjer celuloza).

Životinje također proizvode ugljikohidrate (glikogen, glukozu, fruktozu itd.), Ali to čine iz tvari poput masti i bjelančevina. Unatoč tome, glavni izvor metabolizabilnih ugljikohidrata za životinjske organizme je onaj koji dolazi iz biljaka.

Najvažniji prirodni izvori ugljikohidrata za čovjeka su općenito žitarice poput pšenice, kukuruza, sireva, zobi i drugih; gomolji poput krumpira, kasave i banane, na primjer; kao i mnoštvo sjemenki mahunarki poput leće, graha, širokog graha itd.

Mesojede životinje, to jest one koje se hrane drugim životinjama, neizravno ovise o preživljavanju ugljikohidrata, budući da su njihov plijen, odnosno plijen njihovog plijena, biljojedi životinje koje mogu iskoristiti strukturne i skladištene ugljikohidrate sadržane u bilju. oni ih gutaju i pretvaraju u bjelančevine, mišiće i druga tjelesna tkiva.

Razvrstavanje prema njihovoj funkciji

Ugljikohidrati se mogu prema njihovoj općoj funkciji razvrstati u dvije velike klase: strukturni ugljikohidrati i univerzalno probavljivi ugljikohidrati ili polisaharidi.

Strukturni ugljikohidrati

Strukturni ugljikohidrati su oni koji su dio stijenke svih biljnih stanica, kao i sekundarnih naslaga koje karakteriziraju tkiva različitih biljnih vrsta i koje ispunjavaju specifičnu funkciju potpore i „skele“.

Opća struktura celuloze (Izvor: Vicente Neto putem Wikimedia Commonsa)

Među njima je glavni biljni polisaharid celuloza, ali ističu se i lignin, dekstrani, pentozani, agar (u algama) i hitin (u gljivama i kod mnogih člankonožaca).

Digestibilni ugljikohidrati

S druge strane, probavljivi ugljikohidrati su oni koje heterotrofni organizmi (osim autotrofa koji „sintetiziraju vlastitu hranu“) mogu dobiti iz biljaka i koristiti za prehranu svojih stanica različitim metaboličkim putevima.

Glavni probavljivi ugljikohidrat škrob je koji se nalazi u gomoljima, sjemenkama žitarica i mnogim drugim skladišnim strukturama u biljkama. Oni se sastoje od dvije slične vrste polisaharida, amiloze i amilopektina.

Međutim, vrlo su važni i jednostavniji šećeri poput fruktoze, na primjer prisutnih u plodovima mnogih biljnih vrsta.

Med, tvar koju proizvode pčele i ima značajnu komercijalnu vrijednost, također je bogat izvor probavljivih ugljikohidrata, ali životinjskog podrijetla.

Glikogen je važan rezervni polisaharid u životinjama (Izvor: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Glikogen, koji se u mnogim slučajevima smatra "životinjskim škrobom", je rezervni polisaharid koji sintetiziraju životinje i može biti uključen u skupinu probavljivih ugljikohidrata.

Razvrstavanje prema broju ugljikovih atoma

Ovisno o broju ugljikovih atoma, ugljikohidrati mogu biti:

- Trioze, s tri ugljika (primjer: gliceraldehid)

- Tetrosas s četiri ugljika (primjer: eritroza)

- Pentoze, s pet ugljika (primjer: riboza)

- Heksoze, sa šest ugljika (primjer: glukoza)

- Heptoze, sa sedam ugljika (primjer: sedoheptuloza 1,7-bisfosfat)

Dijagram mogućih hemiacetalnih struktura glukoze i manoze (Izvor: Karlhahn via Wikimedia Commons)

Općenito, pentoze i heksoze mogu biti u obliku stabilnih prstenova zahvaljujući stvaranju unutarnje hemiacetalne skupine, to jest spajanjem aldehidne skupine ili ketonske skupine s alkoholom.

Ti prstenovi mogu imati 5 ili 6 "veza", tako da mogu biti furanskog ili piranskog tipa, pri čemu nastaju furanoza i piranoza.

Razvrstavanje prema položaju karbonilne skupine

Položaj karbonilne skupine (C = O) u monosaharidima također je znak koji se koristi za njihovu klasifikaciju, jer ovisno o tome, molekula može biti ketoza ili aldoza. Tako postoje, na primjer, aldoheksoze i ketoheksoze, kao i aldopentoze i ketopentoze.

Aldosas i Cetosas (Izvor: Pjvelasco, putem Wikimedia Commonsa)

Ako je atom ugljika koji formira karbonilnu skupinu u položaju 1 (ili na jednom kraju), onda je to aldehid. Umjesto toga, ako se nalazi u položaju 2 (ili bilo kojem drugom unutarnjem atomu ugljika), to je ketonska skupina, tako da postaje ketoza.

Uzimajući za primjer trioze, tetroze, pentoze i heksoze iz prethodnog odjeljka, imamo da su aldoze tih jednostavnih šećera gliceraldehid, eritroza, riboza i glukoza, dok su ketoze dihidroksiaceton, eritruloza, ribuloza i fruktoza, odn.

Razvrstavanje prema broju jedinica koje ih čine

Prema broju jedinica koje imaju ugljikohidrati, tj. Prema broju šećera koji proizlaze iz njihove hidrolize mogu se klasificirati kao:

monosaharidi

Oni su najjednostavniji saharidi ili šećeri, jer se sastoje od jedne "jedinice šećera". U ovoj skupini su metabolički važni šećeri kao glukoza, čiji metabolizam uključuje proizvodnju energije u obliku ATP-a u stanicama praktički svih živih organizama. Također se ističu galaktoza, manoza, fruktoza, arabinoza, ksiloza, riboza, sorboza i drugi.

disaharidi

Disaharidi, kao što prefiks naziva govori, saharidi su sačinjeni od dvije jedinice šećera. Glavni primjeri ovih molekula su laktoza, saharoza, maltoza i izomaltoza, celobioza, gentiobioza, melibioza, trehaloza i turanoza.

Kemijska struktura maltoze, disaharida (Izvor: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

oligosaharidi

Odgovaraju onim ugljikohidratima koji, kada se hidroliziraju, ispuštaju više od dvije "šećerne jedinice". Iako oni možda nisu dobro poznati, u ovoj skupini se mogu izdvojiti rafinoza, stahijoza i verbaskoza. Neki autori smatraju da su disaharidi također oligosaharidi.

polisaharidi

Polisaharidi se sastoje od više od 10 jedinica šećera i mogu se sastojati od ponavljajućih jedinica istog monosaharida (homopolisaharidi) ili od relativno složenih mješavina različitih monosaharida (heteropolisaharida). Primjeri polisaharida su škrob, celuloza, hemiceluloza, pektini i glikogen.

Obično se spajanje između "šećernih jedinica" disaharida, oligosaharida i polisaharida događa vezom poznatom kao glikozidna veza, što se događa zahvaljujući gubitku molekule vode.

Klasifikacija njegovih derivata

Baš kao što vrijedi za mnoge molekule od velike važnosti u prirodi, ugljikohidrati mogu funkcionirati kao "građevni blokovi" za druge spojeve koji mogu obavljati slične ili radikalno različite funkcije. Prema ovom se takvi derivati ​​mogu prema njihovim karakteristikama klasificirati kao što slijedi:

Fosfatni esteri

Obično su fosforilirani monosaharidi, u kojima je fosforilna skupina spojena na saharid kroz estersku vezu. Ovo su izuzetno važne molekule za veliki dio staničnih metaboličkih reakcija, jer se ponašaju kao "aktivirani spojevi" čija je hidroliza termodinamički povoljna.

Istaknuti primjeri uključuju gliceraldehid 3-fosfat, glukozu 6-fosfat, glukozu 1-fosfat i fruktozu 6-fosfat.

Kiseline i laktoni

Oni su produkt oksidacije određenih monosaharida s određenim oksidantima. Aldonske kiseline rezultat su oksidacije glukoze alkalnim bakrom i one su u otopini ravnoteže s laktonima. Kad se oksidacija usmjerava enzimskom katalizom, mogu se proizvesti laktoni i uronske kiseline.

Alditoli, polioli ili šećerni alkoholi

Nastaju oksidacijom karbonilne skupine nekih monosaharida; primjeri za to su eritritol, manitol i sorbitol ili glucitol.

Amino šećeri

Oni su derivati ​​monosaharida na koje je vezana amino skupina (NH2), uglavnom na ugljiku položaja 2 (posebno u glukozi). Najistaknutiji primjeri su glukozamin, N-acetil glukozamin, muramna kiselina i N-acetil muramna kiselina; postoji i galaktozamin.

Kemijska struktura glukozamina (Izvor: Edgar181 putem Wikimedia Commonsa)

Deoxysugars

Oni su derivati ​​monosaharida koji nastaju kada izgube atom kisika u nekoj od svojih hidroksilnih skupina, zbog čega su poznati kao "deoksi-" ili "deoksisugari".

Među najvažnijim su one koje čine okosnicu DNA, to jest 2-deoksiriboza, ali tu su i 6-deoksimanopiranoza (ramnoza) i 6-deoksigalaktofuranoza (fukoza).

glikozidi

Ovi spojevi rezultat su uklanjanja vodene molekule spajanjem anomerne hidroksilne skupine monosaharida i hidroksilne skupine drugog hidroksiliranog spoja.

Klasični primjeri su ouabain i amigdalin, dva široko korištena spoja koja se ekstrahiraju iz afričkog grma i sjemenki gorkog badema.

Razvrstavanje prema upotrebi u pripremi hrane

Kocke šećera (Izvor: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 putem Wikimedia Commonsa)

Konačno, ugljikohidrati se mogu razvrstati i prema upotrebi koja im se može dati tijekom pripreme kulinarskog jela. U tom smislu postoje zaslađivajući ugljikohidrati, poput saharoze (disaharid), fruktoze (monosaharida) i u manjoj mjeri maltoze (još jedan disaharid).

Isto tako, postoje zgušnjavajući ugljikohidrati i geliranje ugljikohidrata, kao što je to primjerice škrob i pektini.

Reference

1. Badui Dergal, S. (2016). Kemija hrane. Meksiko, Pearson Education.
2. Chow, KW i Halver, JE (1980). Ugljikohidrata. ln: Tehnologija hranjenja riba. FAO-ov razvojni program Ujedinjenih naroda, Organizacija za hranu i poljoprivredu Ujedinjenih naroda, Rim, Italija, 104-108.
3. Cummings, JH, i Stephen, AM (2007). Terminologija i klasifikacija ugljikohidrata. Europski časopis za kliničku prehranu, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Razvrstavanje i mjerenje prehrambenih ugljikohidrata. Kemija hrane, 57 (1), 15-21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, i Ahern, KG (2000). Biochemistry, ed. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA i Rodwell, VW (2014). Harperova ilustrirana biokemija. McGraw-Hill.