KOLHYDRATKLASSIFICERING (MED BILDER) - NÄRING - 2026

Den klassificering av kolhydrater kan göras i enlighet med deras funktion, i enlighet med det antal kolatomer, i enlighet med positionen av karbonylgruppen, i enlighet med de moduler som ingår i dem, enligt derivat och enligt livsmedel.

Kolhydrater, kolhydrater eller sackarider är kemiska föreningar som består av kol-, väte- och syreatomer, vars förbränning resulterar i frisättning av koldioxid och en eller flera vattenmolekyler. De är molekyler som är mycket spridda i naturen och av grundläggande betydelse för levande varelser, både ur strukturell och metabolisk synvinkel.

Cyklisk struktur av glukos, en hexos (Källa: Edgar181, via Wikimedia Commons)

Vanligtvis är det bästa sättet att representera formeln för kolhydrater Cx (H2O) och i ett nötskal betyder "hydrat kol".

I växter produceras en stor del av kolhydrater under fotosyntes från koldioxid och vatten, varefter de kan lagras i komplex med hög molekylvikt (stärkelse, till exempel) eller användas för att ge struktur och stöd till växtceller (till exempel cellulosa).

Djur producerar också kolhydrater (glykogen, glukos, fruktos, etc.), men de gör det från ämnen som fett och proteiner. Trots detta är den huvudsakliga källan till metaboliserbara kolhydrater för djurorganismer den som kommer från växter.

De viktigaste naturliga källorna till kolhydrater för människan är i allmänhet spannmål som vete, majs, sorghum, havre och andra; knölar som potatis, kassava och bananer, till exempel; liksom många frön av baljväxter som linser, bönor, bönor etc.

Köttätande djur, det vill säga de som livnär sig på andra djur, beror indirekt på kolhydrater för att överleva, eftersom deras byte, eller deras bytes rov, är växtätande djur som kan dra fördel av de strukturella och lagra kolhydrater som finns i örter. de tar upp och omvandlar dem till protein, muskler och andra kroppsvävnader.

Klassificering enligt deras funktion

Kolhydrater kan klassificeras, enligt deras allmänna funktion, i två stora klasser: strukturella kolhydrater och universellt smältbara kolhydrater eller polysackarider.

Strukturella kolhydrater

Strukturella kolhydrater är de som är en del av väggen i alla växtceller, liksom de sekundära avlagringar som kännetecknar vävnaderna från olika växtarter och som uppfyller en specifik funktion av stöd och "byggnadsställningar".

Allmän struktur för cellulosa (Källa: Vicente Neto via Wikimedia Commons)

Bland dessa är huvudväxtens polysackarid cellulosa, men lignin, dextraner, pentosaner, agar (i alger) och kitin (i svampar och många leddjur) skiljer sig också ut.

Smältbara kolhydrater

Smältbara kolhydrater, å andra sidan, är de som heterotrofiska organismer (andra än autotrofer som "syntetiserar sin egen mat") kan skaffa sig från växter och använda för att nära sina celler genom olika metaboliska vägar.

Det huvudsakliga matsmältbara kolhydratet är stärkelse, som finns i knölar, spannmålskärnor och många andra lagringsstrukturer i växter. Detta består av två liknande typer av polysackarider, amylos och amylopektin.

Enklare sockerarter som fruktos, till exempel i stora mängder i frukt av många växtarter, är emellertid också mycket viktiga.

Honung, ett ämne som produceras av bin som har ett betydande kommersiellt värde, är också en rik källa för smältbara kolhydrater, men av animaliskt ursprung.

Glykogen är en viktig reservpolysackarid hos djur (Källa: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Glykogen, som i många fall betraktas som "djurstärkelse", är en reservpolysackarid som syntetiseras av djur och kan inkluderas i gruppen med smältbara kolhydrater.

Klassificering enligt antalet kolatomer

Beroende på antalet kolatomer kan kolhydrater vara:

- Trioser , med tre kol (exempel: glyceraldehyd)

- Tetrosas , med fyra kol (exempel: erytros)

- Pentoser , med fem kolatomer (exempel: ribos)

- Hexoser , med sex kol (exempel: glukos)

- Heptoser , med sju kol (exempel: sedoheptulosa 1,7-bisfosfat)

Diagram över möjliga hemiacetalstrukturer för glukos och mannos (Källa: Karlhahn via Wikimedia Commons)

Pentaser och hexoser kan i allmänhet återfinnas i form av stabila ringar tack vare bildandet av en inre hemiacetal-grupp, det vill säga genom föreningen mellan en aldehydgrupp eller en ketongrupp med en alkohol.

Dessa ringar kan ha 5 eller 6 "länkar", så att de kan vara av furan-typen eller av pyrantyp, motsvarande, med vilka furanos och pyranos bildas.

Klassificering enligt karbonylgruppens position

Positionen för karbonylgruppen (C = O) i monosackarider är också ett tecken som används för deras klassificering, eftersom beroende på detta kan molekylen vara en ketos eller en aldos. Således finns det till exempel aldohexoser och ketohexoser, såväl som aldopentoser och ketopentoser.

Aldosas och Cetosas (Källa: Pjvelasco, via Wikimedia Commons)

Om kolatomen som bildar karbonylgruppen är i position 1 (eller i ena änden), är det en aldehyd. I stället, om den är i position 2 (eller någon annan intern kolatom), är det en ketongrupp, så det blir en ketos.

Med ett exempel på trioser, tetroser, pentoser och hexoser i föregående avsnitt, har vi att aldoserna av dessa enkla sockerarter är glyceraldehyd, erytros, ribos och glukos, medan ketoserna är dihydroxyaceton, erytrulosa, ribulosa och fruktos, respektive.

Klassificering enligt antalet enheter som utgör dem

Beroende på antalet enheter som kolhydrater har, det vill säga, enligt antalet sockerarter som är resultatet av deras hydrolys, kan de klassificeras som:

monosackarider

De är de enklaste sackarider eller sockerarter, eftersom de består av en enda "sockerenhet". I denna grupp finns sockerarter som är så metaboliskt relevanta som glukos, vars metabolism involverar produktion av energi i form av ATP i cellerna för praktiskt taget alla levande organismer. Galaktos, mannos, fruktos, arabinos, xylos, ribos, sorbos och andra sticker också ut.

disackarider

Disackarider, som prefixet för deras namn antyder, är sackarider som består av två sockerenheter. Huvudexemplen på dessa molekyler är laktos, sackaros, maltos och isomaltos, cellobiose, gentiobiose, melibiose, trehalos och turanos.

Kemisk struktur för maltos, en disackarid (Källa: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

oligosackarider

De motsvarar de kolhydrater som, när de hydrolyseras, släpper mer än två "sockerenheter". Även om de kanske inte är välkända, kan i denna grupp raffinos, stachyos och verbascosa uttalas. Vissa författare anser att disackarider också är oligosackarider.

polysackarider

Polysackarider består av mer än 10 sockerenheter och kan bestå av upprepande enheter av samma monosackarid (homopolysackarider) eller av relativt komplexa blandningar av olika monosackarider (heteropolysackarider). Exempel på polysackarider är stärkelse, cellulosa, hemicellulosa, pektiner och glykogen.

Vanligtvis sker föreningen mellan "sockerenheterna" av disackarider, oligosackarider och polysackarider genom en bindning känd som en glykosidbindning, som äger rum tack vare förlusten av en vattenmolekyl.

Klassificering av derivat

Som det gäller många molekyler av stor betydelse i naturen, kan kolhydrater fungera som "byggstenar" för andra föreningar som kan utföra liknande eller radikalt olika funktioner. Enligt detta kan sådana derivat klassificeras enligt deras egenskaper enligt följande:

Fosfatestrar

De är i allmänhet fosforylerade monosackarider, i vilka fosforylgruppen är bunden till sackariden genom en esterbindning. Dessa är extremt viktiga molekyler för en stor del av cellulära metaboliska reaktioner, eftersom de uppträder som "aktiverade föreningar" vars hydrolys är termodynamiskt fördelaktig.

Framstående exempel inkluderar glyceraldehyd 3-fosfat, glukos 6-fosfat, glukos 1-fosfat och fruktos 6-fosfat.

Syror och laktoner

De är produkten av oxidationen av vissa monosackarider med speciella oxidationsmedel. Aldonsyror är resultatet av oxidation av glukos med alkalisk koppar och dessa, i lösning, är i jämvikt med laktoner. När oxidation styrs av enzymatisk katalys kan laktoner och uronsyror produceras.

Alditoler, polyoler eller sockeralkoholer

De bildas genom oxidation av karbonylgruppen i vissa monosackarider; exempel på dessa är erytritol, mannitol och sorbitol eller glukitol.

Amino socker

De är derivat av monosackarider till vilka en aminogrupp (NH2) har kopplats, vanligen vid kolet i position 2 (särskilt i glukos). De mest framträdande exemplen är glukosamin, N-acetylglukosamin, muraminsyra och N-acetylmuraminsyra; det finns också galaktosamin.

Glukosamin kemisk struktur (Källa: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Deoxysugars

De är derivat av monosackarider som produceras när de förlorar en syreatom i en av sina hydroxylgrupper, varför de kallas "deoxy" eller "deoxysugars".

Bland de viktigaste är de som utgör ryggraden i DNA, det vill säga 2-deoxiribos, men det finns också 6-deoximanopyranos (rhamnos) och 6-deoxygalaktofuranos (fucos).

glykosider

Dessa föreningar är resultatet av eliminering av en vattenmolekyl genom föreningen mellan den anomera hydroxylgruppen i en monosackarid och en hydroxylgrupp av en annan hydroxylerad förening.

Klassiska exempel är ouabain och amygdalin, två allmänt använda föreningar som extraheras från en afrikansk busk och frön av bittermandlar, motsvarande.

Klassificering enligt dess användning i matlagning

Sockerbitar (Källa: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons)

Slutligen kan kolhydrater också klassificeras enligt användningen som kan ges till dem under beredningen av en kulinarisk maträtt. I denna mening finns sötningsbara kolhydrater, såsom sackaros (en disackarid), fruktos (en monosackarid) och i mindre utsträckning maltos (en annan disackarid).

På samma sätt finns det förtjockande kolhydrater och gelande kolhydrater, som till exempel stärkelser och pektiner.

referenser

1. Badui Dergal, S. (2016). Matkemi. Mexico, Pearson Education.
2. Chow, KW & Halver, JE (1980). Kolhydrater. ln: Fish Feed Technology. FAO FN: s utvecklingsprogram, FN: s livsmedels- och jordbruksorganisation, Rom, Italien, 104-108.
3. Cummings, JH, & Stephen, AM (2007). Kolhydratterminologi och klassificering. European journal of clinical nutrition, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Klassificering och mätning av dietkolhydrater. Matkemi, 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, & Rodwell, VW (2014). Harpers illustrerade biokemi. McGraw-Hill.