Das Klassifizierung von Kohlenhydraten Dies kann nach ihrer Funktion, nach der Anzahl der Kohlenstoffatome, nach der Position der Carbonylgruppe, nach den Einheiten, aus denen sie bestehen, nach Derivaten und nach Lebensmitteln erfolgen.
Kohlenhydrate, Kohlenhydrate oder Saccharide sind chemische Verbindungen aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, deren Verbrennung zur Freisetzung von Kohlendioxid und einem oder mehreren Wassermolekülen führt. Sie sind Moleküle, die in der Natur weit verbreitet und für Lebewesen von grundlegender Bedeutung sind, sowohl aus struktureller als auch aus metabolischer Sicht..
Normalerweise ist Cx (H2O) der beste Weg, um die Formel eines Kohlenhydrats darzustellen, und das bedeutet auf den Punkt gebracht "hydratisierter Kohlenstoff"..
In Pflanzen wird ein großer Teil der Kohlenhydrate während der Photosynthese aus Kohlendioxid und Wasser hergestellt. Danach können sie in hochmolekularen Komplexen (z. B. Stärken) gelagert oder zur Strukturierung und Unterstützung von Pflanzenzellen (z. B. Cellulose) verwendet werden ).
Tiere produzieren auch Kohlenhydrate (Glykogen, Glukose, Fruktose usw.), aber sie tun dies aus Substanzen wie Fetten und Proteinen. Trotzdem ist die Hauptquelle für metabolisierbare Kohlenhydrate für tierische Organismen die, die aus Pflanzen stammt..
Die wichtigsten natürlichen Kohlenhydratquellen für den Menschen sind im Allgemeinen Getreide wie Weizen, Mais, Sorghum, Hafer und andere; Knollen wie Kartoffeln, Maniok und Bananen zum Beispiel; Neben vielen Samen von Hülsenfrüchten wie Linsen, Bohnen, Saubohnen usw..
Fleischfressende Tiere, dh solche, die sich von anderen Tieren ernähren, sind indirekt auf Kohlenhydrate angewiesen, um zu überleben, da ihre Beute oder die Beute ihrer Beute pflanzenfressende Tiere sind, die die in Kräutern enthaltenen Struktur- und Speicherkohlenhydrate nutzen können und wandeln sie in Protein, Muskel und andere Körpergewebe um.
Artikelverzeichnis
Kohlenhydrate können gemäß ihrer allgemeinen Funktion in zwei große Klassen eingeteilt werden: strukturelle Kohlenhydrate und universell verdauliche Kohlenhydrate oder Polysaccharide.
Strukturelle Kohlenhydrate sind solche, die Teil der Wand aller Pflanzenzellen sind, sowie die sekundären Ablagerungen, die das Gewebe verschiedener Pflanzenarten charakterisieren und eine spezifische Funktion der Unterstützung und des "Gerüsts" erfüllen..
Unter diesen ist das Hauptpflanzenpolysaccharid Cellulose, aber auch Lignin, Dextrane, Pentosane, Agar (in Algen) und Chitin (in Pilzen und in vielen Arthropoden) fallen auf..
Verdauliche Kohlenhydrate hingegen sind solche, die heterotrophe Organismen (außer Autotrophen, die "ihre eigene Nahrung synthetisieren") aus Pflanzen gewinnen und zur Ernährung ihrer Zellen über verschiedene Stoffwechselwege verwenden können..
Das wichtigste verdauliche Kohlenhydrat ist Stärke, die in Knollen, Getreidesamen und vielen anderen Speicherstrukturen in Pflanzen enthalten ist. Es besteht aus zwei ähnlichen Arten von Polysacchariden, Amylose und Amylopektin..
Sehr wichtig sind jedoch auch einfachere Zucker wie beispielsweise Fructose, die in großen Mengen in den Früchten vieler Pflanzenarten vorhanden sind..
Honig, eine von Bienen produzierte Substanz, die einen wichtigen kommerziellen Wert hat, ist auch eine reichhaltige Quelle für verdauliche Kohlenhydrate, aber tierischen Ursprungs.
Glykogen, das in vielen Fällen als "Tierstärke" angesehen wird, ist ein von Tieren synthetisiertes Reservepolysaccharid und kann in die Gruppe der verdaulichen Kohlenhydrate aufgenommen werden.
Abhängig von der Anzahl der Kohlenstoffatome können Kohlenhydrate sein:
- Trios, mit drei Kohlenstoffen (Beispiel: Glycerinaldehyd)
- Tetrosas, mit vier Kohlenstoffen (Beispiel: Erythrose)
- Pentosas, mit fünf Kohlenstoffen (Beispiel: Ribose)
- Hexosen, mit sechs Kohlenstoffen (Beispiel: Glukose)
- Heptosen, mit sieben Kohlenstoffen (Beispiel: Sedoheptulose-1,7-bisphosphat)
Pentasen und Hexosen können im Allgemeinen in Form stabiler Ringe gefunden werden, dank der Bildung einer inneren Halbacetalgruppe, dh durch die Vereinigung einer Aldehydgruppe oder einer Ketongruppe mit einem Alkohol.
Diese Ringe können 5 oder 6 "Glieder" aufweisen, so dass sie entsprechend vom Furan-Typ oder vom Pyran-Typ sein können, mit denen Furanose und Pyranose gebildet werden..
Die Position der Carbonylgruppe (C = O) in Monosacchariden wird auch für ihre Klassifizierung verwendet, da das Molekül abhängig davon eine Ketose oder eine Aldose sein kann. So gibt es beispielsweise Aldohexosen und Ketohexosen sowie Aldopentosen und Ketopentosen..
Befindet sich das Kohlenstoffatom, das die Carbonylgruppe bildet, in Position 1 (oder an einem Ende), handelt es sich um einen Aldehyd. Wenn es sich andererseits in der 2-Position (oder in einem anderen inneren Kohlenstoffatom) befindet, handelt es sich um eine Ketongruppe, so dass es zu einer Ketose wird.
Am Beispiel der Trios, Tetrosen, Pentosen und Hexosen des vorherigen Abschnitts haben wir, dass die Aldosen dieser einfachen Zucker Glycerinaldehyd, Erythrose, Ribose und Glucose sind, während die Ketosen Dihydroxyaceton, Erythrulose, Ribulose bzw. Fructose sind.
Entsprechend der Anzahl der Einheiten, die Kohlenhydrate haben, dh entsprechend der Anzahl der Zucker, die aus ihrer Hydrolyse resultieren, können sie klassifiziert werden als:
Sie sind die einfachsten Saccharide oder Zucker, da sie aus einer einzigen "Zuckereinheit" bestehen. In dieser Gruppe gibt es Zucker, die so metabolisch relevant sind wie Glucose, deren Metabolismus die Produktion von Energie in Form von ATP in den Zellen praktisch aller lebenden Organismen beinhaltet. Galactose, Mannose, Fructose, Arabinose, Xylose, Ribose, Sorbose und andere sind ebenfalls hervorzuheben..
Disaccharide sind, wie das Präfix ihres Namens andeutet, Saccharide, die aus zwei Zuckereinheiten bestehen. Die Hauptbeispiele dieser Moleküle sind Lactose, Saccharose, Maltose und Isomaltose, Cellobiose, Gentiobiose, Melibiose, Trehalose und Turanose..
Sie entsprechen den Kohlenhydraten, die bei Hydrolyse mehr als zwei „Zuckereinheiten“ freisetzen. Obwohl vielleicht nicht gut bekannt, können in dieser Gruppe Raffinose, Stachyose und Verbascosa herausgegriffen werden. Einige Autoren sind der Ansicht, dass Disaccharide auch Oligosaccharide sind.
Polysaccharide bestehen aus mehr als 10 Zuckereinheiten und können aus sich wiederholenden Einheiten desselben Monosaccharids (Homopolysaccharide) oder aus relativ komplexen Gemischen verschiedener Monosaccharide (Heteropolysaccharide) bestehen. Beispiele für Polysaccharide sind Stärke, Cellulose, Hemicellulose, Pektine und Glykogen.
Normalerweise erfolgt die Vereinigung der "Zuckereinheiten" von Disacchariden, Oligosacchariden und Polysacchariden über eine als glykosidische Bindung bekannte Bindung, die dank des Verlusts eines Wassermoleküls stattfindet.
Wie bei vielen Molekülen von großer Bedeutung in der Natur können Kohlenhydrate als "Bausteine" für andere Verbindungen fungieren, die ähnliche oder radikal unterschiedliche Funktionen erfüllen können. Demnach können solche Derivate nach ihren Eigenschaften wie folgt klassifiziert werden:
Sie sind im Allgemeinen phosphorylierte Monosaccharide, bei denen die Phosphorylgruppe über eine Esterbindung an das Saccharid gebunden ist. Dies sind äußerst wichtige Moleküle für einen großen Teil der zellulären Stoffwechselreaktionen, da sie sich wie „aktivierte Verbindungen“ verhalten, deren Hydrolyse thermodynamisch günstig ist..
Zu den bekanntesten Beispielen gehören Glycerinaldehyd-3-phosphat, Glucose-6-phosphat, Glucose-1-phosphat und Fructose-6-phosphat.
Sie sind das Produkt der Oxidation bestimmter Monosaccharide mit bestimmten Oxidationsmitteln. Aldonsäuren entstehen durch Oxidation von Glucose mit alkalischem Kupfer und diese befinden sich in Lösung im Gleichgewicht mit Lactonen. Wenn die Oxidation durch enzymatische Katalyse gesteuert wird, können Lactone und Uronsäuren erzeugt werden.
Sie entstehen durch Oxidation der Carbonylgruppe einiger Monosaccharide; Beispiele hierfür sind Erythrit, Mannit und Sorbit oder Glucit.
Sie sind Derivate von Monosacchariden, an die eine Aminogruppe (NH2) gebunden ist, im Allgemeinen am Kohlenstoff von Position 2 (insbesondere in Glucose). Die bekanntesten Beispiele sind Glucosamin, N-Acetylglucosamin, Muraminsäure und N-Acetylmuraminsäure; Es gibt auch Galactosamin.
Sie sind Derivate von Monosacchariden, die entstehen, wenn sie ein Sauerstoffatom in einer ihrer Hydroxylgruppen verlieren, weshalb sie als "Desoxy-" oder "Desoxyzucker" bekannt sind..
Zu den wichtigsten gehören diejenigen, die das DNA-Rückgrat bilden, dh 2-Desoxyribose, aber es gibt auch 6-Desoxymanopyranose (Rhamnose) und 6-Desoxygalactofuranose (Fucose).
Diese Verbindungen resultieren aus der Eliminierung eines Wassermoleküls durch die Vereinigung zwischen der anomeren Hydroxylgruppe eines Monosaccharids und einer Hydroxylgruppe einer anderen unterschiedlichen hydroxylierten Verbindung..
Klassische Beispiele sind Ouabain und Amygdalin, zwei weit verbreitete Verbindungen, die entsprechend aus einem afrikanischen Busch und aus den Samen von Bittermandeln extrahiert werden.
Schließlich können Kohlenhydrate auch nach ihrer Verwendung bei der Zubereitung eines kulinarischen Gerichts klassifiziert werden. In diesem Sinne gibt es süßende Kohlenhydrate wie Saccharose (ein Disaccharid), Fructose (ein Monosaccharid) und in geringerem Maße Maltose (ein anderes Disaccharid)..
Ebenso gibt es verdickende Kohlenhydrate und gelierende Kohlenhydrate, wie beispielsweise Stärken und Pektine..
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