Chimia carbohidraților

Carbohidrații sau zaharidele sunt cea mai abundentă clasă de biomolecule. Carbohidrații sunt folosiți pentru stocarea energiei, deși servesc și alte funcții importante. Aceasta este o imagine de ansamblu asupra chimiei carbohidraților, incluzând o privire la tipurile de carbohidrați, funcțiile lor și clasificarea carbohidraților..

Lista elementelor de carbohidrați

Toate carbohidrații conțin aceleași trei elemente, indiferent dacă carbohidrații sunt zaharuri simple, amidonuri sau alți polimeri. Aceste elemente sunt:

• Carbon (C)
• Hidrogen (H)
• Oxigen (O)

Carbohidrați diferiți se formează prin modul în care aceste elemente se leagă între ele și numărul de fiecare tip de atom. De obicei, raportul dintre atomii de hidrogen și atomii de oxigen este 2: 1, ceea ce este același cu raportul în apă.

Ce este un carbohidrat

Cuvântul „carbohidrat” provine de la cuvântul grecesc sakharon, ceea ce înseamnă „zahăr”. În chimie, carbohidrații sunt o clasă comună de compuși organici simpli. Un carbohidrat este o aldehidă sau o cetonă care are grupări hidroxil suplimentare. Sunt numiți cei mai simpli carbohidrați monozaharide, care au structura de bază (C · H₂O)_n, unde n este trei sau mai mare.

Două monosacharide se leagă pentru a forma o dizaharid. Se numesc monozaharide și dizaharide zaharuri și de obicei au nume care se termină cu sufixul -ose. Mai mult de două monosacharide se leagă pentru a forma oligozaharide și polizaharide.

În utilizarea de zi cu zi, cuvântul "carbohidrat" se referă la orice aliment care conține un nivel ridicat de zaharuri sau amidon. În acest context, carbohidrații includ zahăr de masă, jeleu, pâine, cereale și paste, chiar dacă aceste alimente pot conține alți compuși organici. De exemplu, cerealele și pastele conțin, de asemenea, un anumit nivel de proteine.

Funcțiile carbohidraților

Carbohidrații servesc mai multe funcții biochimice:

• Monozaharidele servesc drept combustibil pentru metabolismul celular.
• Monozaharidele sunt utilizate în mai multe reacții de biosinteză.
• Monozaharidele pot fi transformate în polizaharide care economisesc spațiu, cum ar fi glicogenul și amidonul. Aceste molecule furnizează energie stocată pentru celulele vegetale și animale.
• Carbohidrații sunt folosiți pentru a forma elemente structurale, cum ar fi chitina la animale și celuloza în plante.
• Carbohidrații și carbohidrații modificați sunt importanți pentru fertilizarea, dezvoltarea, coagularea sângelui și funcționarea sistemului imunitar a organismului.

Exemple de carbohidrați

• Monosacharide: glucoză, fructoză, galactoză
• Dizaharide: zaharoză, lactoză
• Polizaharide: chitină, celuloză

Clasificarea carbohidraților

Pentru clasificarea monosacharidelor sunt utilizate trei caracteristici:

• Numărul de atomi de carbon din moleculă
• Localizarea grupării carbonil
• Chiralitatea glucidelor
• aldoză - monosacharidă în care gruparea carbonil este o aldehidă
• cetona - monosacharidă în care gruparea carbonil este o cetonă
• triose - monosacharide cu 3 atomi de carbon
• Tetrose - monosacharide cu 4 atomi de carbon
• pentoză - monosacharide cu 5 atomi de carbon
• hexoză - monosacharide cu 6 atomi de carbon
• aldohexoză - 6-aldehidă de carbon (de exemplu, glucoză)
• Aldopentose - Aldehida cu 5 carbon (de exemplu, riboză)
• Ketohexose - 6-hexoză carbonică (de exemplu, fructoză)

O monosacharidă este D sau L, în funcție de orientarea carbonului asimetric situat cel mai îndepărtat de grupul carbonil. Într-un zahăr D, grupa hidroxil este în dreapta moleculei atunci când este scrisă ca o proiecție Fischer. Dacă grupa hidroxil este în stânga moleculei, este un zahăr L.