A szénhidrátok vagy szénhidrátok olyan biológiai molekulák, amelyek főleg szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. Ezek a bioszféra legelterjedtebb szerves vegyületei. A fotoszintézis terméke, ahol a napenergia kémiai energiává alakul, a szénhidrátok a heterotróf szervezetek fő energiaforrása.

felépítésük

A szénhidrátok néven ismertek szénhidrátok, mivel az általános kémiai szerkezet úgy néz ki, mint egy szén, amelynek vízmolekulája Cn (H2O) n. Őket is hívják szacharidok vagy cukrok. A "szacharid" szó a görög Sakcharon-ból származik, ami "cukrot" jelent.

A szénhidrátok alapvető szerkezete

Mint minden biomolekulának, a szénhidrátoknak is három alapvető eleme van: szén (C), hidrogén (H) és oxigén (O). Két kémiai csoport jellemzi a szénhidrátokat: karbonilcsoport (-C = O) és a hidroxilcsoport (-OH). A karbonil megtalálható az aldehidekben és ketonokban; a hidroxil az alkoholokban található.

A szénhidrát lehet aldehid vagy keton:

  • ha a karbonilcsoport egyik végén van, akkor a aldehid;
  • ha a karbonilcsoport megtalálható a köztes szénatomokon, akkor a keton.

Ezenkívül a szénhidrátnak több hidroxilcsoportja van, így ezeket polialkoholoknak vagy polihidroxi-csoportoknak tekinthetjük. Szerkezetileg a szénhidrátok polihidroxi-aldehidek vagy polihidroxi-ketonok és származékaik.

A szénhidrátok típusai

A szénhidrátokat egyszerű és összetettekre osztják, az őket alkotó egységek száma szerint.

Egyszerű szénhidrátok

A monoszacharidok ezek a legegyszerűbb szénhidrátok. A legismertebb példák a glükóz, fruktóz, ribóz és galaktóz. A dihidroxi-aceton és a glicerinaldehid a két legegyszerűbb monoszacharid, amelyek mindegyikének fő szénláncában három szénatom van.

A glükóz, galaktóz és fruktóz azonos kémiai képlettel rendelkezik, a C6H12O6, de az atomok térbeli elrendezésében eltér egymástól. Az ilyen típusú molekulák ismertek izomerek.

Összetett szénhidrátok

A több monoszacharid egységet tartalmazó szénhidrátokat komplex szénhidrátként ismerjük.

Diszacharidok

A diszacharidok két monoszacharidból (vagy monomerből) állnak, mintha "kézen fogták volna őket". A leggyakoribb diszacharidok a következők:

  • laktóz: a tejben található galaktóz és glükóz kombinációja.
  • Szacharóz: a glükóz és a fruktóz kombinációja, amelyet a gyakran használt cukor tartalmaz.
  • Maltóz: a glükóz és a malátában található glükóz kombinációja.
  • Cellobióz: a cellulózban található glükóz és glükóz kombinációja.

A cukrok közötti uniót nevezzük glikozidos vagy glikozidos kötés. Akkor keletkeznek, amikor a cukorban lévő hidroxil reakcióba lép a szénnel, és vízmolekula szabadul fel. Kétféle lehet: alfa vagy béta.

Poliszacharidok

A poliszacharidok több mint tíz monoszacharid láncai. A legismertebbek a keményítő, a glikogén és a cellulóz.

A keményítő ez a zöldségekben található glükóz-tároló poliszacharid. Kétféle polimerből áll: amilóz és amilopektin. Az amilopektin lineáris és elágazó láncú glükózokból áll. Az amilózra jellemző, hogy a glükóz lineáris formában van.

A glikogén az állatok glükóz-tároló poliszacharidja. Jellemzője, hogy sok következménye van.

A cellulóz A növények szerkezeti poliszacharidja. A növények sejtfalaiban, a törzsben, az ágakban és minden merev részében található. Láncokba kapcsolt glükózból áll, amelyek hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz mikroszálakhoz.

A kitin Ez egy poliszacharid is, amely acetil-glükózamin egységekből áll. A kitin számtalan rovar és rákfélék exoskeletonjának fő alkotóeleme.

A szénhidrátok osztályozása

A monoszacharidok különböző kategóriák szerint osztályozhatók: funkcionális csoport, szénatomszám

Karbonilcsoport lókusz

  • Aldóz: ez a monoszacharid a molekula végén lévő karbonilcsoporttal, ami aldehiddé teszi. Példa: glicerinaldehid, glükóz,
  • Ketóz: ez a monoszacharid, ahol a karbonilcsoport a molekula egyik közbenső csoportja, így ketonná válik. Példa: dihidrociaceton és fruktóz.

A molekulában lévő szénatomok száma

A szénatomok száma A monoszacharid neve Példa
3 hármas glicerinaldehid, dihidroxi-aceton
4 tetrosa eritrulóz, treosa
5. pentóz ribóz, arabinóz, xilóz
6. hexóz glükóz, fruktóz, galaktóz
7 heptóz Sedoheptulose

A szénhidrátok funkciója

A szénhidrátok a bioszférában a legnagyobb eloszlású vegyületek, és számos funkciót látnak el:

Tárolási funkció

A növények energiatartalékaikat szénhidrát formájában tárolják a gyümölcsökben és a gyökerekben. Az emlősállatok a glükózt glikogénként tárolják a májban és az izmokban.

Szerkezeti funkció

A ribóz és a dezoxiribóz olyan szénhidrátok, amelyek a nukleinsavak szerkezeti részét képezik, a genetikai transzmisszióban és a fehérjeszintézisben nagy jelentőségű biológiai makromolekulák.

Az ízeltlábúak külső csontváza (exoskeleton) kitinből készül. A kitin az N-acetil-β-d-glükózamin egy módosított cukor poliszacharidja. A kitin a gombák sejtfalainak is alkotóeleme.

A pektinek a növény sejtfalában található szerkezeti poliszacharidok is. Galakturonsav polimerjeiből állnak.

Energiaforrás

A glükóz az egyik leggyakoribb szénhidrát és fontos energiaforrás. Sejtlégzés során a glükózból felszabaduló energiát adenozin-trifoszfát (ATP) előállítására használják fel, amely a legtöbb sejtreakció energia-pénzneme.

Táplálkozási funkció

A szénhidrátok az étrend elengedhetetlen részei: a gabonafélék, gyümölcsök és zöldségek természetes szénhidrátforrások.

A szénhidrátok oldhatatlan elemeket is tartalmaznak, amelyek rostként ismertek. A rost elősegíti a bélmozgást, szabályozza a glükóz felszívódását és segít eltávolítani a koleszterint az étrendből.

Kenési funkció

A szinoviális folyadék, az ízületek mozgását lehetővé tevő folyadék hialuronsavból áll. Ez a glikozaminoglikán a glükuronsav és az N-acetil-glükózamin diszacharidjainak ismétlődésével jön létre.

Szénhidráttartalmú ételek

A gyümölcsök, a gabonafélék és a zöldségek mind szénhidrátforrások. Minden elfogyasztott ételben van szénhidrát, de egyes ételek különösen gazdagok bizonyos típusú cukrokban. Lássunk néhány példát.

A méz főleg szénhidrátokból áll, amelyek 75% -a monoszacharid, a többi diszacharid és egyéb cukor. A mézben lévő cukrok felelősek a viszkozitásért és az energiaértékért.

A fruktóz a méz legnagyobb alkotóeleme (38%), ezt követi a glükóz (31%) és a maltóz (7%).

Cukorrépa

A béta vulgaris répa az egyik olyan élelmiszer, amelyet iparban használnak a napi fogyasztásra szánt cukor (szacharóz) előállításához.

Tej

Az emlősöket különösen az jellemzi, hogy fiataljaikat tejjel táplálják, amely az emlőmirigyekben termelő tápláló folyadék.

A tejcukor a laktóz. Ez egy galaktózból és glükózból álló diszacharid. Az emésztőrendszerben található a laktáz enzim, amelynek feladata a diszacharid lebontása és a belekben felszívódó glükóz és galaktóz felszabadítása. A laktóz intolerancia akkor fordul elő, amikor ez az enzim leáll.

Édesburgonya, édesburgonya vagy édesburgonya

Az édesburgonya, az édesburgonya, a kumar vagy az édesburgonya (Ipomoea batatas) olyan növény, amelyet Latin-Amerikában és Afrikában széles körben használnak élelmiszerként. A levelek és a gyökerek ehetők. Szénhidráttartalma a fajtától függően változik, de 8 és 12% között van, leginkább rostként cellulóz, keményítő és pektin formájában.

Az édesburgonya nagyon gazdag béta-karotinban, az A-vitamin és az antocianin prekurzorában, olyan pigmentekben, amelyek színezik a zöldségeket, és antioxidánsként kapcsolódnak hozzájuk.

Csicseriborsó

A Cicer arietinum csicseriborsó hüvelyes, szénhidrátforrás, például keményítő, rost, glükóz és szacharóz. Nagyon sokoldalú a konyhában, különösen az ázsiai konyhában, ahol csicseriborsólisztek, hummus vagy csicseriborsó paté és falafel vagy sült csicseriborsó golyók készülnek.