KLASIFIKACE UHLOVODÍKŮ (S OBRÁZKY) - VÝŽIVA - 2025

Klasifikace sacharidů může být provedeno v závislosti na jejich funkci, v závislosti na počtu atomů uhlíku, v závislosti na poloze karbonylové skupiny, v souladu s jednotkami, které tvoří je, v souladu s deriváty a v souladu s potravinami.

Sacharidy, uhlohydráty nebo sacharidy jsou chemické sloučeniny tvořené atomy uhlíku, vodíku a kyslíku, jejichž spalování vede k uvolňování oxidu uhličitého a jedné nebo více molekul vody. Jsou to molekuly, které jsou v přírodě rozšířené a mají zásadní význam pro živé bytosti, a to jak ze strukturálního, tak iz hlediska metabolického.

Cyklická struktura glukózy, hexózy (Zdroj: Edgar181, přes Wikimedia Commons)

Obvykle je nejlepším způsobem, jak reprezentovat vzorec všech uhlohydrátů, Cx (H2O) a to ve zkratce znamená „hydratovaný uhlík“.

V rostlinách je velká část uhlohydrátů produkována během fotosyntézy z oxidu uhličitého a vody, poté mohou být skladovány v komplexech s vysokou molekulovou hmotností (například škroby) nebo použity k poskytnutí struktury a podpory rostlinné buňky (například celulóza).

Zvířata produkují také uhlohydráty (glykogen, glukóza, fruktóza atd.), Ale dělají to z látek, jako jsou tuky a bílkoviny. Navzdory tomu je hlavním zdrojem metabolizovatelných sacharidů pro živočišné organismy ten, který pochází z rostlin.

Nejdůležitějšími přírodními zdroji uhlohydrátů pro člověka jsou obecně obiloviny, jako je pšenice, kukuřice, čirok, oves a další; hlízy, jako jsou například brambory, kasava a banány; stejně jako mnoho semen luštěnin, jako je čočka, fazole, fazole atd.

Masožravá zvířata, tj. Zvířata, která se živí jinými zvířaty, nepřímo závisí na přežití uhlohydrátů, protože jejich kořist nebo kořist jejich kořisti jsou býložravá zvířata, která jsou schopna využít strukturních a skladovacích sacharidů obsažených v bylinkách. přijímají a přeměňují je na bílkoviny, svaly a další tkáně těla.

Klasifikace podle funkce

Sacharidy lze podle své obecné funkce rozdělit do dvou velkých tříd: strukturální sacharidy a všeobecně stravitelné uhlovodany nebo polysacharidy.

Strukturální sacharidy

Strukturální uhlohydráty jsou ty, které jsou součástí stěny všech rostlinných buněk, jakož i sekundárních depozit, které charakterizují tkáně různých druhů rostlin a které plní specifickou funkci podpory a „lešení“.

Obecná struktura celulózy (Zdroj: Vicente Neto prostřednictvím Wikimedia Commons)

Mezi nimi je hlavní rostlinný polysacharid celulóza, ale lignin, dextrany, pentosany, agar (na řasách) a chitin (na houby a mnoho členovců) také vynikají.

Trávitelné uhlohydráty

Na druhé straně stravitelné uhlohydráty jsou ty, které heterotrofní organismy (jiné než autotrofy, které „syntetizují vlastní jídlo“), mohou získat z rostlin a použít k výživě svých buněk různými metabolickými cestami.

Hlavním stravitelným uhlohydrátem je škrob, který se nachází v hlízách, semenech obilovin a mnoha dalších skladovacích strukturách v rostlinách. To se skládá ze dvou podobných typů polysacharidů, amylózy a amylopektinu.

Velmi důležité jsou však také jednodušší cukry, jako je například fruktóza, přítomné ve velkých množstvích v plodech mnoha druhů rostlin.

Med, látka produkovaná včely, která má významnou komerční hodnotu, je také bohatým zdrojem stravitelných uhlohydrátů, ale živočišného původu.

Glykogen je důležitý rezervní polysacharid u zvířat (Zdroj: Alejandro Porto přes Wikimedia Commons)

Glykogen, považovaný v mnoha případech za „živočišný škrob“, je rezervním polysacharidem syntetizovaným zvířaty a může být zařazen do skupiny stravitelných uhlohydrátů.

Klasifikace podle počtu atomů uhlíku

V závislosti na počtu atomů uhlíku mohou být uhlohydráty:

- Triosy se třemi uhlíky (příklad: glyceraldehyd)

- Tetrosas se čtyřmi uhlíky (příklad: erytróza)

- Pentózy s pěti uhlíky (příklad: ribóza)

- Hexózy se šesti uhlíky (příklad: glukóza)

- Heptózy se sedmi atomy uhlíku (příklad: sedoheptulosa 1,7-bisfosfát)

Schéma možných hemiacetálních struktur pro glukózu a manosu (Zdroj: Karlhahn přes Wikimedia Commons)

Pentázy a hexózy obecně lze nalézt ve formě stabilních kruhů díky tvorbě vnitřní hemiacetální skupiny, tj. Prostřednictvím spojení mezi aldehydovou skupinou nebo ketonovou skupinou s alkoholem.

Tyto kruhy mohou mít 5 nebo 6 "vazeb", takže mohou být typu furanů nebo pyranů, s nimiž se tvoří furanóza a pyranóza.

Klasifikace podle polohy karbonylové skupiny

Pozice karbonylové skupiny (C = O) v monosacharidech je také znakem používaným pro jejich klasifikaci, protože v závislosti na tom může být molekulou ketóza nebo aldóza. Tak například existují aldohexózy a ketohexózy, jakož i aldopentózy a ketopentózy.

Aldosas a Cetosas (Zdroj: Pjvelasco, přes Wikimedia Commons)

Pokud je atom uhlíku, který tvoří karbonylovou skupinu, v poloze 1 (nebo na jednom konci), pak je to aldehyd. Místo toho, pokud je v poloze 2 (nebo v jakémkoli jiném vnitřním atomu uhlíku), jedná se o ketonovou skupinu, takže se stává ketózou.

Jako příklad lze uvést triosy, tetrosy, pentózy a hexózy z předchozí části, že aldosy těchto jednoduchých cukrů jsou glyceraldehyd, erytróza, ribóza a glukóza, zatímco ketózy jsou dihydroxyaceton, erythrulosa, ribulosa a fruktóza.

Klasifikace podle počtu jednotek, které je tvoří

Podle počtu jednotek, které mají uhlohydráty, tj. Podle počtu cukrů, které jsou výsledkem jejich hydrolýzy, je lze klasifikovat jako:

Monosacharidy

Jsou to nejjednodušší sacharidy nebo cukry, protože se skládají z jediné „cukrové jednotky“. V této skupině jsou metabolicky relevantní cukry jako glukóza, jejichž metabolismus zahrnuje produkci energie ve formě ATP v buňkách prakticky všech živých organismů. Vynikají také galaktóza, manóza, fruktóza, arabinóza, xylóza, ribóza, sorbóza a další.

Disacharidy

Disacharidy, jak vyplývá z předpony jejich názvu, jsou sacharidy složené ze dvou cukerných jednotek. Hlavními příklady těchto molekul jsou laktóza, sacharóza, maltóza a isomaltóza, cellobióza, gentiobióza, melibióza, trehalóza a turanóza.

Chemická struktura maltózy, disacharidu (Zdroj: NEUROtiker přes Wikimedia Commons)

Oligosacharidy

Odpovídají těm uhlohydrátům, které po hydrolýze uvolní více než dvě „cukrové jednotky“. Ačkoli to možná není dobře známo, v této skupině lze určit rafinózu, stachyózu a verbascosu. Někteří autoři se domnívají, že disacharidy jsou také oligosacharidy.

Polysacharidy

Polysacharidy jsou složeny z více než 10 cukerných jednotek a mohou být tvořeny opakujícími se jednotkami stejného monosacharidu (homopolysacharidy) nebo relativně složitých směsí různých monosacharidů (heteropolysacharidy). Příklady polysacharidů jsou škrob, celulóza, hemicelulóza, pektiny a glykogen.

Spojení mezi "cukernými jednotkami" disacharidů, oligosacharidů a polysacharidů se obvykle uskutečňuje prostřednictvím vazby známé jako glykosidická vazba, ke které dochází díky ztrátě molekuly vody.

Klasifikace derivátů

Jak je pravda o mnoha molekulách, které mají v přírodě velký význam, mohou uhlohydráty fungovat jako „stavební kameny“ pro jiné sloučeniny, které mohou vykonávat podobné nebo radikálně odlišné funkce. Podle toho lze takové deriváty klasifikovat podle jejich charakteristik takto:

Fosfátové estery

Obvykle se jedná o fosforylované monosacharidy, ve kterých je fosforylová skupina navázána na sacharid prostřednictvím esterové vazby. Jedná se o velmi důležité molekuly pro velkou část buněčných metabolických reakcí, protože se chovají jako „aktivované sloučeniny“, jejichž hydrolýza je termodynamicky příznivá.

Mezi významné příklady patří glyceraldehyd 3-fosfát, glukóza 6-fosfát, glukóza 1-fosfát a fruktóza 6-fosfát.

Kyseliny a laktony

Jsou produktem oxidace určitých monosacharidů konkrétními oxidačními činidly. Aldonové kyseliny jsou výsledkem oxidace glukózy alkalickou mědí, které jsou v roztoku v rovnováze s laktony. Pokud je oxidace řízena enzymatickou katalýzou, mohou být produkovány laktony a uronové kyseliny.

Alditoly, polyoly nebo cukerné alkoholy

Vznikají oxidací karbonylové skupiny některých monosacharidů; jejich příklady jsou erythritol, mannitol a sorbitol nebo glucitol.

Amino cukry

Jsou to deriváty monosacharidů, na které byla navázána aminoskupina (NH2), obecně na uhlíku v poloze 2 (zejména v glukóze). Nejvýznamnějšími příklady jsou glukosamin, N-acetylglukosamin, muramová kyselina a N-acetyl muramová kyselina; existuje také galaktosamin.

Chemická struktura glukosaminu (Zdroj: Edgar181 přes Wikimedia Commons)

Deoxysugary

Jsou to deriváty monosacharidů, které vznikají, když ztratí atom kyslíku v jedné ze svých hydroxylových skupin, a proto jsou známé jako „deoxy-“ nebo „deoxysugary“.

Mezi nejdůležitější patří ty, které tvoří páteř DNA, tj. 2-deoxyribózu, ale jsou zde také 6-deoxymanopyranóza (ramnóza) a 6-deoxygalaktofuranóza (fukóza).

Glykosidy

Tyto sloučeniny jsou výsledkem eliminace molekuly vody spojením mezi anomerní hydroxylovou skupinou monosacharidu a hydroxylovou skupinou jiné hydroxylované sloučeniny.

Klasickými příklady jsou ouabain a amygdalin, dvě široce používané sloučeniny, které se extrahují z afrického keře a semen hořkých mandlí.

Klasifikace podle použití při přípravě potravin

Kostky cukru (Zdroj: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 prostřednictvím Wikimedia Commons)

A konečně, sacharidy mohou být také klasifikovány podle použití, které jim může být poskytnuto v průběhu přípravy kulinářské misky. V tomto smyslu existují sladidla, jako je sacharóza (disacharid), fruktóza (monosacharid) a v menší míře maltóza (další disacharid).

Stejně tak existují zahušťovací sacharidy a gelovací sacharidy, jako je tomu například u škrobů a pektinů.

Reference

1. Badui Dergal, S. (2016). Potravinová chemie. Mexico, Pearson Education.
2. Chow, KW, a Halver, JE (1980). Sacharidy. ln: Technologie krmení ryb. FAO Program rozvoje OSN, Organizace spojených národů pro výživu a zemědělství, Řím, Itálie, 104-108.
3. Cummings, JH, a Stephen, AM (2007). Terminologie a klasifikace uhlohydrátů. Evropský žurnál klinické výživy, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, a Hudson, GJ (1996). Klasifikace a měření sacharidů v potravě. Chemie potravin, 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 a Rodwell, VW (2014). Harperova ilustrovaná biochemie. McGraw-Hill.