SZÉNHIDRÁT BESOROLÁS (KÉPEKKEL) - TÁPLÁLÁS - 2026

A szénhidrátok osztályozása funkciójuk szerint, a szénatomszám szerint, a karbonilcsoport helyzetével, az egységeket alkotó egységek szerint, származékok szerint és ételek szerint.

A szénhidrátok, szénhidrátok vagy szacharidok olyan szén-, hidrogén- és oxigénatomokból álló kémiai vegyületek, amelyek elégetésekor széndioxid és egy vagy több vízmolekula szabadul fel. Ezek a természetben széles körben elterjedt molekulák, amelyek alapvető jelentőségűek az élőlények számára, mind szerkezeti, mind anyagcsere szempontjából.

A glükóz ciklikus szerkezete, egy hexóz (Forrás: Edgar181, a Wikimedia Commons segítségével)

Általában a szénhidrátok képletének bemutatásának legjobb módja a Cx (H2O), és egy dióhéjban azt jelenti, hogy „hidratált szén”.

A növényekben a szénhidrátok nagy része a szén-dioxidból és a vízből történő fotoszintézis során képződik, majd nagy molekulatömegű komplexekben (például keményítőkben) tárolható, vagy felépítésükhöz és támogatásához felhasználható. növényi sejtek (például cellulóz).

Az állatok szénhidrátokat (glikogént, glükózt, fruktózt stb.) Is termelnek, de ilyen anyagokból, például zsírokból és fehérjékből készülnek. Ennek ellenére az állati szervezetekben a metabolizálható szénhidrátok fő forrása a növényekből származik.

A szénhidrátok legfontosabb természetes forrásai az ember számára általában a gabonafélék, például a búza, a kukorica, a cirok, a zab és más; gumók, például burgonya, kasszava és banán; valamint sok hüvelyes növény magja, például lencse, bab, széles bab stb.

A húsevő állatok, azaz azok, amelyek más állatokat táplálnak, közvetetten függ a túléléshez szükséges szénhidrátoktól, mivel zsákmányuk vagy zsákmányuk zsákmánya növényevő állatok, amelyek képesek kihasználni a gyógynövényekben található szerkezeti és tároló szénhidrátokat. lenyelik, és fehérjékké, izommá és más testszövetekké konvertálják őket.

Besorolás funkciójuk szerint

A szénhidrátok általános funkciójuk szerint két nagy osztályba sorolhatók: szerkezeti szénhidrátok és univerzálisan emészthető szénhidrátok vagy poliszacharidok.

Szerkezeti szénhidrátok

A strukturális szénhidrátok azok, amelyek részét képezik az összes növényi sejt falának, valamint a szekunder lerakódásoknak, amelyek jellemzik a különböző növényfajok szöveteit, és amelyek a támogatást és az „állványzatot” egy speciális funkcióval látják el.

A cellulóz általános szerkezete (Forrás: Vicente Neto a Wikimedia Commons segítségével)

Ezek közül a fő növényi poliszacharid a cellulóz, de a lignin, a dextránok, a pentozánok, az agar (az algákban) és a kitin (a gombákban és sok ízeltlábúakban) szintén kiemelkedik.

Emészthető szénhidrátok

Az emészthető szénhidrátok másrészről azok, amelyeket a heterotróf szervezetek (kivéve az önmagában szintetizáló autotrofákat) megszerezhetik a növényekből és felhasználhatják sejtjeik táplálkozására különböző anyagcsere útvonalakon keresztül.

A fő emészthető szénhidrát a keményítő, amely a gumókban, a gabonamagokban és a növények sok más tároló struktúrájában található meg. Ez két hasonló típusú poliszacharidból, amilózból és amilopektinből áll.

Ugyanakkor az egyszerűbb cukrok, például a fruktóz, amelyek sok növényfaj gyümölcseiben nagy mennyiségben vannak jelen, szintén nagyon fontosak.

A mézet, a méhek által termelt, jelentős kereskedelmi értékkel bíró anyagot is emészthető, de állati eredetű szénhidrátok gazdag forrásának tekintik.

A glikogén fontos tartalék poliszacharid az állatokban (Forrás: Alejandro Porto a Wikimedia Commons segítségével)

A glikogén, amelyet sok esetben "állati keményítőnek" tekintnek, egy tartalék poliszacharid, amelyet állatok szintetizálnak, és beleilleszthető az emészthető szénhidrátok csoportjába.

Osztályozás a szénatomszám szerint

A szénatomok számától függően a szénhidrátok lehetnek:

- Triózok, három szénatommal (példa: glicerraldehid)

- Tetroszák, négy szénatommal (példa: eritróz)

- Pentózok, öt szénatommal (példa: ribóz)

- Hexózok, hat szénatommal (példa: glükóz)

- Heptózok, hét szénatommal (példa: sedoheptulóz-1,7-biszfoszfát)

A vércukorszint és a mannóz lehetséges vérvédő szerkezete diagramja (Forrás: Karlhahn a Wikimedia Commons segítségével)

A pentózok és a hexózok általában stabil gyűrűk formájában lehetnek, a belső hemiacetális csoport kialakulásának köszönhetően, azaz az aldehidcsoport vagy egy ketoncsoport alkohollal való összekapcsolódásán keresztül.

Ezeknek a gyűrűknek lehet 5 vagy 6 "összeköttetése", tehát lehetnek furán vagy pirán típusúak, amelyekkel a furán és a piranóz képződnek.

Besorolás a karbonilcsoport helyzete alapján

A karbonilcsoport (C = O) helyét a monoszacharidokban szintén jellemzik a besorolásukban, mivel attól függően a molekula lehet ketóz vagy aldóz. Így vannak például aldohexózok és ketohexózok, valamint aldopentózisok és ketopentózisok.

Aldosas és Cetosas (Forrás: Pjvelasco, a Wikimedia Commons segítségével)

Ha a karbonilcsoportot alkotó szénatom az 1. helyzetben (vagy az egyik végén) van, akkor ez egy aldehid. Ehelyett, ha a 2. helyzetben van (vagy bármely más belső szénatom), akkor egy ketoncsoport, tehát ketózisgá válik.

Például az előző szakasz triózát, tetrózát, pentózát és hexózát állíthatjuk, hogy ezeknek az egyszerű cukroknak az aldózai a glicerraldehid, eritróz, ribóz és glükóz, eközben a ketózok dihidroxi-aceton, eritroulóz, ribulóz és fruktóz, ill.

Osztályozás az azokat alkotó egységek száma szerint

A szénhidrátok egységeinek száma szerint, azaz a hidrolízisük eredményeként előforduló cukrok száma szerint a következőket lehet besorolni:

Monoszacharidok

Ezek a legegyszerűbb szacharidok vagy cukrok, mivel egyetlen "cukor egységből" állnak. Ebben a csoportban vannak olyan metabolikus szempontból lényeges cukrok, mint a glükóz, amelyek anyagcseréje során gyakorlatilag az összes élő szervezet sejtjeiben energiatermelés alakul ki ATP formájában. Galaktóz, mannóz, fruktóz, arabinóz, xilóz, ribóz, szorbóz és mások szintén kiemelkednek.

diszacharidok

A diszacharidok, amint a nevük előtagja azt sugallja, két cukor egységből álló szacharidok. Ezen molekulák fő példái a laktóz, szacharóz, maláta és izomaltóz, cellobióz, gentiobióz, melibióz, trehalóz és turanóz.

A maláta, egy diszacharid kémiai szerkezete (Forrás: NEUROtiker a Wikimedia Commons segítségével)

oligoszacharidok

Ezeknek a szénhidrátoknak felelnek meg, amelyek hidrolizáláskor kettőnél több „cukor egységet” szabadítanak fel. Bár valószínűleg nem ismertek, ebben a csoportban a raffinóz, a sztachióz és a verbiszkóza megkülönböztethető. Egyes szerzők szerint a diszacharidok szintén oligoszacharidok.

poliszacharidok

A poliszacharidok több mint 10 cukor egységből állnak, és felállíthatók ugyanazon monoszacharid (homopoliszacharidok) ismétlődő egységeiből vagy a különböző monoszacharidok (heteropoliszacharidok) viszonylag összetett keverékeiből. A poliszacharidokra példa a keményítő, a cellulóz, a hemicellulóz, a pektinek és a glikogén.

Általában a diszacharidok, oligoszacharidok és poliszacharidok "cukor egységei" közötti összekapcsolódás glikozid kötésnek nevezett kötésen keresztül jön létre, amely a vízmolekula elvesztésének köszönhetően jön létre.

A származékai osztályozása

Csakúgy, mint a természetben nagy jelentőségű molekulák esetében, a szénhidrátok „építőkövei” lehetnek más vegyületek számára is, amelyek hasonló vagy gyökeresen eltérő funkciókat tudnak ellátni. Ennek értelmében az ilyen származékokat jellemzőik alapján az alábbiak szerint lehet besorolni:

Foszfát-észterek

Általában foszforilált monoszacharidok, amelyekben a foszforilcsoport észterkötésen keresztül kapcsolódik a szacharidhoz. Ezek rendkívül fontos molekulák a sejtes anyagcsere-reakciók nagy részében, mivel "aktivált vegyületekként" viselkednek, amelyek hidrolízise termodinamikailag kedvező.

Kiemelkedő példák a gliceráldehid-3-foszfát, a glükóz-6-foszfát, a glükóz-1-foszfát és a fruktóz-6-foszfát.

Savak és laktonok

Ezek bizonyos monoszacharidok és bizonyos oxidálószerek oxidációjának termékei. Az aldonsavak a glükóz lúgos réz-oxidációjával keletkeznek, és ezek oldatban egyensúlyban vannak a laktonokkal. Ha az oxidációt enzimatikus katalízissel irányítják, laktonok és uronsavak képződhetnek.

Alditolok, poliolok vagy cukoralkoholok

Néhány monoszacharid karbonilcsoportjának oxidációjával képződnek; ezekre példa lehet az eritrit, a mannit és a szorbit vagy a glucit.

Amino-cukrok

Ezek olyan monoszacharidok származékai, amelyekhez egy aminocsoport (NH2) kapcsolódik, általában a 2. helyzetű szénatomon (különösen a glükózban). A legszembetűnőbb példák a glükozamin, N-acetil-glükozamin, muraminsav és N-acetil muraminsav; van még galaktozamin.

Glükózamin kémiai szerkezete (Forrás: Edgar181 a Wikimedia Commons segítségével)

Deoxysugars

Ezek a monoszacharidok származékai, amelyek akkor képződnek, amikor elveszítik az oxigénatomot valamelyik hidroxilcsoportjukban, ezért „dezoxi” vagy „dezoxi-cukros” néven ismertek.

A legfontosabbak közé tartoznak azok, amelyek alkotják a DNS gerincét, azaz a 2-dezoxiribózt, de vannak 6-dezoxi-manopiranóz (ramnóz) és 6-dezoxi-galaktofuranóz (fukóz).

glikozidok

Ezek a vegyületek egy vízmolekula eliminációjából származnak, amely a monoszacharid anomer hidroxilcsoportjának és egy másik hidroxilált vegyület hidroxilcsoportjának az összekapcsolódásából származik.

Klasszikus példák az ouabain és az amygdalin, két széles körben alkalmazott vegyület, amelyeket egy afrikai bokorból és a keserű mandula magjából nyernek.

Osztályozás annak felhasználása alapján az élelmiszer-készítésben

Cukorkockák (Forrás: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 a Wikimedia Commons segítségével)

Végül a szénhidrátokat az a felhasználásuk szerint is besorolhatjuk, amely nekik adható a kulináris étel elkészítése során. Ebben az értelemben vannak édesítő szénhidrátok, például szacharóz (diszacharid), fruktóz (monoszacharid) és kisebb mértékben maltóz (másik diszacharid).

Hasonlóképpen vannak sűrítő szénhidrátok és gélesítő szénhidrátok, mint például a keményítők és a pektinek esetében.

Irodalom

1. Badui Dergal, S. (2016). Élelmiszerkémia. Mexikó, Pearson Education.
2. Chow, KW, és Halver, JE (1980). Szénhidrátok. ln: Haltakarmány-technológia. Az Egyesült Nemzetek Szervezetének Fejlesztési Programja, az Egyesült Nemzetek Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete, Róma, Olaszország, 104-108.
3. Cummings, JH és Stephen, AM (2007). Szénhidrát terminológia és osztályozás. Európai klinikai táplálkozási folyóirat, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, és Hudson, GJ (1996). Az étkezési szénhidrátok osztályozása és mérése. Élelmiszerkémia, 57 (1), 15-21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE és Ahern, KG (2000). Biokémia, szerk. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA és Rodwell, VW (2014). Harper illusztrált biokémiája. McGraw-Hill.