Chemia węglowodanów

Rodzaje, funkcje i klasyfikacje węglowodanów

Adam Gault/Getty Images

Węglowodany lub sacharydy są najliczniejszą klasą biomolekuły . Węglowodany służą do przechowywania energii, choć pełnią również inne ważne funkcje. To jest przegląd chemii węglowodanów, w tym spojrzenie na rodzaje węglowodanów, ich funkcje i klasyfikację węglowodanów.

Lista elementów węglowodanów

Wszystkie węglowodany zawierają te same trzy elementy, niezależnie od tego, czy są to cukry proste, skrobie, czy inne polimery . Te elementy to:

• Węgiel (C)
• Wodór (H)
• Tlen (O)

Różne węglowodany są tworzone przez sposób, w jaki te pierwiastki łączą się ze sobą i liczbę każdego rodzaju atomu. Zwykle stosunek atomów wodoru do atomów tlenu wynosi 2:1, co odpowiada stosunkowi w wodzie.

Czym są węglowodany

Słowo „węglowodany” pochodzi od greckiego słowa Sacharon , co oznacza „cukier”. W chemii węglowodany są powszechną klasą proste związki organiczne . Węglowodan to aldehyd lub keton, który ma dodatkowe grupy hydroksylowe. Najprostsze węglowodany nazywają się monosacharydy , które mają podstawową strukturę (C·H_dwaO)_n, gdzie n wynosi trzy lub więcej.

Dwa monosacharydy łączą się ze sobą, tworząc a disacharyd . Nazywa się monosacharydy i disacharydy cukry i zazwyczaj mają nazwy kończące się sufiksem -lub . Więcej niż dwa monosacharydy łączą się ze sobą, tworząc oligosacharydy i polisacharydy.

W codziennym użyciu słowo „węglowodany” odnosi się do każdej żywności zawierającej wysoki poziom cukrów lub skrobi. W tym kontekście węglowodany obejmują cukier stołowy, galaretkę, chleb, płatki zbożowe i makaron, mimo że te produkty mogą zawierać inne związki organiczne. Na przykład płatki zbożowe i makarony również zawierają pewien poziom białka.

Funkcje węglowodanów

Węglowodany pełnią kilka funkcji biochemicznych:

• Monosacharydy służą jako paliwo dla metabolizmu komórkowego.
• Monosacharydy są wykorzystywane w kilku reakcjach biosyntezy.
• Monosacharydy można przekształcić w zajmujące mało miejsca polisacharydy, takie jak glikogen i skrobia. Cząsteczki te dostarczają zmagazynowanej energii komórkom roślinnym i zwierzęcym.
• Węglowodany są wykorzystywane do tworzenia elementów strukturalnych, takich jak chityna u zwierząt i celuloza w roślinach.
• Węglowodany i modyfikowane węglowodany są ważne dla zapłodnienia, rozwoju, krzepnięcia krwi i funkcjonowania układu odpornościowego organizmu.

Przykłady węglowodanów

• Monosacharydy: glukoza, fruktoza, galaktoza
• Disacharydy : sacharoza, laktoza
• Polisacharydy: chityna, celuloza

Klasyfikacja węglowodanów

Do klasyfikacji cukrów prostych stosuje się trzy cechy:

• Liczba atomów węgla w cząsteczce
• Lokalizacja grupy karbonylowej
• The chiralność węglowodanów
Aldose- monosacharyd, w którym grupą karbonylową jest aldehyd Keton- monosacharyd, w którym grupą karbonylową jest keton Triose- monosacharyd o 3 atomach węgla Tetroza- monosacharyd o 4 atomach węgla Pentoza- monosacharyd o 5 atomach węgla Heksoza- monosacharyd o 6 atomach węgla Aldoheksoza- aldehyd 6-węglowy (np. glukoza) Aldopentoza- Aldehyd 5-węglowy (np. ryboza) Ketoheksoza- heksoza 6-węglowa (np. fruktoza)

Amonosacharydoznacza D lub L, w zależności od orientacji asymetrycznego węgla znajdującego się najdalej od grupy karbonylowej. W cukrze D grupa hydroksylowa znajduje się po prawej stronie cząsteczki, gdy jest zapisana jako projekcja Fischera. Jeśli grupa hydroksylowa znajduje się po lewej stronie cząsteczki, jest to cukier L.