HIILIHYDRAATTILUOKITUS (KUVILLA) - RAVITSEMUS - 2026

Luokittelu hiilihydraatteja voidaan tehdä niiden toimintojen mukaan, mukaan määrä hiiliatomeja, mukaan aseman karbonyyliryhmä, mukaan yksiköt, jotka tekevät ne, mukaan johdannaisia ja mukaan elintarvikkeita.

Hiilihydraatit, hiilihydraatit tai sakkaridit ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka koostuvat hiili-, vety- ja happiatomeista, joiden palaminen vapauttaa hiilidioksidia ja yhden tai useamman vesimolekyylin. Ne ovat luonnossa laajalle levinneitä molekyylejä, joilla on perustavanlaatuinen merkitys eläville olennoille, sekä rakenteelliselta että aineenvaihdunnan kannalta.

Glukoosin, heksoosin syklinen rakenne (Lähde: Edgar181, Wikimedia Commonsin kautta)

Yleensä paras tapa edustaa minkä tahansa hiilihydraatin kaavaa on Cx (H2O) ja se tarkoittaa pähkinänkuoressa ”hydratoitua hiiltä”.

Kasveissa syntyy suuri osa hiilihydraateista fotosynteesin aikana hiilidioksidista ja vedestä, minkä jälkeen niitä voidaan varastoida suurimolekyylipainoisiin komplekseihin (esimerkiksi tärkkelykset) tai käyttää rakenteen luomiseen ja tukemiseen. kasvisolut (esimerkiksi selluloosa).

Eläimet tuottavat myös hiilihydraatteja (glykogeeni, glukoosi, fruktoosi jne.), Mutta ne tekevät niin aineista kuten rasvat ja proteiinit. Siitä huolimatta eläinorganismien metaboloituvien hiilihydraattien tärkein lähde on kasveista peräisin oleva.

Tärkeimmät luonnolliset hiilihydraattien lähteet ihmiselle ovat yleensä viljat, kuten vehnä, maissi, durra, kaura ja muut; mukulat, kuten perunat, kassava ja banaanit; samoin kuin monet palkokasvien siemenet, kuten linssit, pavut, leveät pavut jne.

Lihansyöjäeläimet, toisin sanoen eläimet, jotka ruokkivat muita eläimiä, riippuvat epäsuorasti hiilihydraateista selviytymiseen, koska heidän saaliinsa tai saaliinsa saalis on kasvissyöjäeläimiä, jotka kykenevät hyödyntämään yrttien sisältämiä rakenne- ja varastointihiilihydraatteja. ne syövät ja muuttavat ne proteiineiksi, lihaksiksi ja muiksi kehon kudoksiksi.

Luokittelu tehtävänsä mukaan

Hiilihydraatit voidaan luokitella niiden yleisen toiminnan mukaan kahteen suureen luokkaan: rakenteelliset hiilihydraatit ja yleisesti sulavat hiilihydraatit tai polysakkaridit.

Rakenteelliset hiilihydraatit

Rakenteellisia hiilihydraatteja ovat ne, jotka ovat osa kaikkien kasvisolujen seinää, samoin kuin sekundaariset talletukset, jotka ovat ominaisia ​​eri kasvilajien kudoksille ja jotka suorittavat tuki- ja "telineiden" erityisen toiminnan.

Selluloosan yleinen rakenne (Lähde: Vicente Neto Wikimedia Commonsin kautta)

Näistä tärkein kasvin polysakkaridi on selluloosa, mutta ligniini, dekstraanit, pentosaanit, agar (levässä) ja kitiini (sienissä ja monissa niveljalkaisissa) erottuvat myös.

Sulavat hiilihydraatit

Sulavat hiilihydraatit sitä vastoin ovat niitä, joita heterotrofiset organismit (muut kuin autotrofit, jotka "syntetisoivat omaa ruokaa") voivat hankkia kasveista ja käyttää ravitsemaan solujaan erilaisilla metaboliareiteillä.

Tärkein sulava hiilihydraatti on tärkkelys, jota löytyy mukuloista, viljakasvien siemenistä ja monista muista kasvien säilytysrakenteista. Tämä koostuu kahdesta samanlaisesta polysakkaridien tyypistä, amyloosista ja amylopektiinistä.

Kuitenkin myös yksinkertaisemmat sokerit, kuten fruktoosi, joita esiintyy suurina määrinä monien kasvilajien hedelmissä, ovat myös erittäin tärkeitä.

Hunaja, mehiläisten tuottama aine, jolla on merkittävä kaupallinen arvo, on myös rikas sulavien hiilihydraattien, mutta eläinperäisen lähteen.

Glykogeeni on tärkeä varaosapolysakkaridi eläimissä (Lähde: Alejandro Porto Wikimedia Commonsin kautta)

Glykogeeni, jota pidetään monissa tapauksissa "eläinstärkkelyksenä", on eläinten syntetisoima vara-polysakkaridi, joka voidaan sisällyttää sulavien hiilihydraattien ryhmään.

Luokittelu hiiliatomien lukumäärän perusteella

Hiiliatomien lukumäärästä riippuen hiilihydraatit voivat olla:

- Triosit, kolmella hiilellä (esimerkki: glyseryaldehydi)

- Tetrosanat, joissa on neljä hiiltä (esimerkki: erytroosi)

- Pentoosit, viidellä hiilellä (esimerkki: riboosi)

- heksoosit, kuusi hiiltä (esimerkki: glukoosi)

- heptoosit, seitsemällä hiilellä (esimerkki: sedoheptuloosi-1,7-bisfosfaatti)

Kaavio glukoosin ja mannoosin mahdollisista puoliasetaalirakenteista (Lähde: Karlhahn Wikimedia Commonsin kautta)

Pentoosit ja heksoosit voivat yleensä olla vakaiden renkaiden muodossa sisäisen hemiasetaaliryhmän muodostumisen ansiosta, ts. Aldehydiryhmän tai ketoniryhmän ja alkoholin välisen liitoksen kautta.

Nämä renkaat voivat sisältää 5 tai 6 "linkkiä", joten ne voivat olla vastaavasti furaanityyppejä tai pyraanityyppejä, joiden kanssa furanoosi ja pyranoosi muodostuvat.

Luokittelu karbonyyliryhmän aseman mukaan

Karbonyyliryhmän (C = O) sijainti monosakkarideissa on myös niiden luokittelussa käytetty merkki, koska tästä riippuen molekyyli voi olla ketoosi tai aldoosi. Siksi on olemassa esimerkiksi aldoheksooseja ja ketoheksooseja, samoin kuin aldopetooseja ja ketopenooseja.

Aldosas ja Cetosas (Lähde: Pjvelasco, Wikimedia Commonsin kautta)

Jos hiiliatomi, joka muodostaa karbonyyliryhmän, on asemassa 1 (tai toisessa päässä), niin se on aldehydi. Sen sijaan, jos se on asemassa 2 (tai mikä tahansa muu sisäinen hiiliatomi), se on ketoniryhmä, joten siitä tulee ketoosi.

Ottaen esimerkiksi edellisen osan triosit, tetroosit, pentoosit ja heksoosit, näemme, että näiden yksinkertaisten sokereiden aldoosit ovat glyseraldehydi, erytroosi, riboosi ja glukoosi, kun taas ketoosit ovat dihydroksiasetoni, erytruloosi, ribuloosi ja fruktoosi, vastaavasti.

Luokittelu niiden muodostavien yksiköiden lukumäärän perusteella

Hiilihydraattien yksikkömäärän mukaan, ts. Niiden hydrolyysistä johtuvan sokerimäärän mukaan, ne voidaan luokitella:

monosakkaridit

Ne ovat yksinkertaisimpia sakkarideja tai sokereita, koska ne koostuvat yhdestä "sokeriyksiköstä". Tässä ryhmässä on aineenvaihdunnan kannalta merkityksellisiä sokereita kuin glukoosi, joiden aineenvaihduntaan sisältyy energian tuottaminen ATP: n muodossa käytännössä kaikkien elävien organismien soluissa. Galaktoosi, mannoosi, fruktoosi, arabinoosi, ksyloosi, riboosi, sorboosi ja muut erottuvat myös toisistaan.

disakkaridit

Disakkaridit, kuten nimensä etuliite viittaa, ovat sakkaridit, jotka koostuvat kahdesta sokeriyksiköstä. Tärkeimmät esimerkit näistä molekyyleistä ovat laktoosi, sakkaroosi, maltoosi ja isomaltoosi, selllobiosi, gentiobioosi, melibioosi, trehaloosi ja turanoosi.

Maltoosin, disakkaridin kemiallinen rakenne (Lähde: NEUROtiker Wikimedia Commonsin kautta)

oligosakkaridit

Ne vastaavat niitä hiilihydraatteja, jotka hydrolysoituessaan vapauttavat enemmän kuin kaksi “sokeriyksikköä”. Vaikka niitä ei ehkä tunneta hyvin, tässä ryhmässä voidaan tuoda esiin raffinoosi, stakyoosi ja verbaskoosa. Jotkut kirjoittajat katsovat, että disakkaridit ovat myös oligosakkarideja.

polysakkaridit

Polysakkaridit koostuvat yli 10 sokeriyksiköstä ja ne voivat koostua saman monosakkaridin (homopolysakkaridit) toistuvista yksiköistä tai suhteellisen monimutkaisista seoksista eri monosakkarideja (heteropolysakkaridit). Esimerkkejä polysakkarideista ovat tärkkelys, selluloosa, hemiselluloosa, pektiinit ja glykogeeni.

Yleensä disakkaridien, oligosakkaridien ja polysakkaridien "sokeriyksiköiden" välinen liitto tapahtuu glykosidisidoksena kutsutun sidoksen kautta, joka tapahtuu vesimolekyylin menetyksen ansiosta.

Johdannaisten luokittelu

Aivan kuten monien molekyylien kohdalla, joilla on suuri merkitys luonnossa, hiilihydraatit voivat toimia "rakennuspalikoina" muille yhdisteille, jotka voivat suorittaa samanlaisia ​​tai radikaalisti erilaisia ​​toimintoja. Tämän mukaan tällaiset johdannaiset voidaan luokitella ominaisuuksiensa perusteella seuraavasti:

Fosfaattiesterit

Ne ovat yleensä fosforyloituja monosakkarideja, joissa fosforyyliryhmä on kiinnittynyt sakkaridiin esterisidoksen kautta. Nämä ovat erittäin tärkeitä molekyylejä suurelle osalle solujen metabolisia reaktioita, koska ne käyttäytyvät "aktivoiduina yhdisteinä", joiden hydrolyysi on termodynaamisesti suotuisa.

Näkyviä esimerkkejä ovat glyseryaldehydi-3-fosfaatti, glukoosi-6-fosfaatti, glukoosi-1-fosfaatti ja fruktoosi-6-fosfaatti.

Hapot ja laktonit

Ne ovat tuote tiettyjen monosakkaridien hapettumisesta tietyillä hapettimilla. Aldonihapot johtuvat glukoosin hapettumisesta alkalisella kuparilla ja nämä ovat liuoksessa tasapainossa laktonien kanssa. Kun hapettumista ohjaa entsymaattinen katalyysi, voidaan tuottaa laktoneja ja uronihappoja.

Alditolit, polyolit tai sokerialkoholit

Ne muodostuvat hapettamalla joidenkin monosakkaridien karbonyyliryhmä; esimerkkejä näistä ovat erytritoli, mannitoli ja sorbitoli tai glukitoli.

Amino sokerit

Ne ovat monosakkaridien johdannaisia, joihin aminoryhmä (NH2) on kiinnittynyt, yleensä aseman 2 hiilessä (erityisesti glukoosissa). Näkyvimpiä esimerkkejä ovat glukosamiini, N-asetyyliglukosamiini, muraamihappo ja N-asetyylimuraamihappo; siellä on myös galaktosamiinia.

Glukosamiinin kemiallinen rakenne (Lähde: Edgar181 Wikimedia Commonsin kautta)

deoksisokerien

Ne ovat monosakkaridien johdannaisia, joita syntyy, kun ne menettävät happiatomin yhdessä hydroksyyliryhmistään, minkä vuoksi niitä kutsutaan ”deoksi-” tai “deoksisokereiksi”.

Tärkeimpiä ovat ne, jotka muodostavat DNA: n selkärangan, toisin sanoen 2-deoksiriboosin, mutta on myös 6-deoksimmanopyranoosia (ramnoosi) ja 6-deoksigalaktofuranoosia (fukoosia).

glykosidit

Nämä yhdisteet johtuvat vesimolekyylin eliminaatiosta monosakkaridin anomeerisen hydroksyyliryhmän ja erilaisen hydroksyloidun yhdisteen hydroksyyliryhmän välisellä liitoksella.

Klassisia esimerkkejä ovat ouabaiini ja amygdaliini, kaksi laajalti käytettyä yhdistettä, jotka uutetaan afrikkalaisesta pensasta ja vastaavasti katkeraisten mantelien siemenistä.

Luokitus sen käytön mukaan ruoanvalmistuksessa

Sokerikuutiot (Lähde: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 Wikimedia Commonsin kautta)

Lopuksi, hiilihydraatit voidaan myös luokitella sen käytön mukaan, joka heille voidaan antaa kulinaarisen ruoan valmistuksen aikana. Tässä mielessä on makeuttavia hiilihydraatteja, kuten sakkaroosi (disakkaridi), fruktoosi (monosakkaridi) ja vähemmässä määrin maltoosi (toinen disakkaridi).

Samoin on sakeuttavia hiilihydraatteja ja hyytelöivia hiilihydraatteja, kuten esimerkiksi tärkkelyksissä ja pektiineissä.

Viitteet

1. Badui Dergal, S. (2016). Elintarvikekemia. Meksiko, Pearson Education.
2. Chow, KW, & Halver, JE (1980). Hiilihydraatteja. ln: Kalarehutekniikka. FAO: n Yhdistyneiden Kansakuntien kehitysohjelma, Yhdistyneiden Kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestö, Rooma, Italia, 104-108.
3. Cummings, JH ja Stephen, AM (2007). Hiilihydraattiterminologia ja luokittelu. Eurooppalainen kliinisen ravitsemuksen lehti, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Ruokavaliohiilihydraattien luokittelu ja mittaus. Elintarvikekemia, 57 (1), 15 - 21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biokemia, toim. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, ja Rodwell, VW (2014). Harperin havainnollistettu biokemia. McGraw-Hill.