KLASIFIKÁCIA UHĽOHYDRÁTOV (S OBRÁZKAMI) - VÝŽIVA - 2026

Klasifikácia sacharidov môže byť vykonané v závislosti na ich funkciu, v závislosti na počte atómov uhlíka, v závislosti na polohe karbonylové skupiny, v súlade s jednotkami, ktoré tvoria je, v súlade s derivátmi a v súlade s potravinami.

Sacharidy, uhľohydráty alebo sacharidy sú chemické zlúčeniny tvorené atómami uhlíka, vodíka a kyslíka, ktorých spaľovanie vedie k uvoľňovaniu oxidu uhličitého a jednej alebo viacerých molekúl vody. Sú to molekuly, ktoré sú v prírode široko distribuované a majú zásadný význam pre živé bytosti, a to tak zo štrukturálneho, ako aj z metabolického hľadiska.

Cyklická štruktúra glukózy, hexózy (Zdroj: Edgar181, prostredníctvom Wikimedia Commons)

Najlepší spôsob, ako predstaviť vzorec akéhokoľvek uhľohydrátu, je Cx (H2O) a to v skratke znamená „hydratovaný uhlík“.

V rastlinách sa veľká časť uhľohydrátov vyrába počas fotosyntézy z oxidu uhličitého a vody, potom sa môžu skladovať v komplexoch s vysokou molekulovou hmotnosťou (napríklad škroby) alebo sa môžu použiť na vytvorenie štruktúry a podpory pre rastlinné bunky (napríklad celulóza).

Zvieratá produkujú aj uhľohydráty (glykogén, glukózu, fruktózu atď.), Ale robia to z látok, ako sú tuky a bielkoviny. Napriek tomu je hlavným zdrojom metabolizovateľných uhľohydrátov pre živočíšne organizmy ten, ktorý pochádza z rastlín.

Najdôležitejšími prírodnými zdrojmi uhľohydrátov pre človeka sú všeobecne obilniny, ako je pšenica, kukurica, cirok, ovos a iné; hľuzy, ako napríklad zemiaky, kasava a banány; rovnako ako mnoho semien strukovín, ako je šošovica, fazuľa, fazuľa atď.

Mäsožravé zvieratá, to znamená zvieratá, ktoré sa živia inými zvieratami, nepriamo závisia od prežitia uhľohydrátov, pretože ich korisť alebo korisť ich koristi sú býložravé zvieratá, ktoré sú schopné využívať výhody štrukturálnych a skladovacích uhľovodíkov obsiahnutých v bylinkách. prijímajú a prevádzajú ich na bielkoviny, svaly a iné tkanivá tela.

Klasifikácia podľa funkcie

Sacharidy sa dajú rozdeliť podľa ich všeobecnej funkcie do dvoch veľkých tried: štrukturálne sacharidy a všeobecne stráviteľné uhľohydráty alebo polysacharidy.

Štrukturálne uhľohydráty

Štrukturálne uhľohydráty sú tie, ktoré sú súčasťou steny všetkých rastlinných buniek, ako aj sekundárnych depozitov, ktoré charakterizujú tkanivá rôznych druhov rastlín a ktoré plnia špecifickú funkciu podpory a „lešenia“.

Všeobecná štruktúra celulózy (Zdroj: Vicente Neto prostredníctvom Wikimedia Commons)

Spomedzi nich je hlavným rastlinným polysacharidom celulóza, ale vynikajú aj lignín, dextrany, pentosany, agar (na riasach) a chitín (na hubách a veľa článkonožcov).

Stráviteľné uhľohydráty

Na druhej strane stráviteľné uhľohydráty sú tie, ktoré heterotrofné organizmy (iné ako autotrofy, ktoré „syntetizujú svoje vlastné jedlo“), môžu získať z rastlín a použiť na výživu svojich buniek rôznymi metabolickými cestami.

Hlavným stráviteľným uhľohydrátom je škrob, ktorý sa nachádza v hľúzach, semenách obilnín a mnohých ďalších skladovacích štruktúrach v rastlinách. Pozostáva z dvoch podobných typov polysacharidov, amylózy a amylopektínu.

Veľmi dôležité sú však aj jednoduchšie cukry, ako napríklad fruktóza, ktoré sa vyskytujú vo veľkých množstvách v plodoch mnohých druhov rastlín.

Med, látka produkovaná včelami, ktorá má významnú obchodnú hodnotu, je tiež bohatým zdrojom stráviteľných uhľohydrátov, ale živočíšneho pôvodu.

Glykogén je dôležitým rezervným polysacharidom u zvierat (Zdroj: Alejandro Porto prostredníctvom Wikimedia Commons).

Glykogén, ktorý sa v mnohých prípadoch považuje za „živočíšny škrob“, je rezervným polysacharidom syntetizovaným zvieratami a možno ho zaradiť do skupiny stráviteľných uhľohydrátov.

Klasifikácia podľa počtu atómov uhlíka

V závislosti od počtu atómov uhlíka môžu byť uhľohydráty:

- triózy s tromi atómami uhlíka (príklad: glyceraldehyd)

- Tetrosas so štyrmi uhlíkmi (príklad: erytróza)

- Pentózy s piatimi uhlíkmi (príklad: ribóza)

- Hexózy so šiestimi uhlíkmi (príklad: glukóza)

- Heptózy so siedmimi atómami uhlíka (príklad: 1,7-bisfosfát sedoheptuulózy )

Schéma možných hemiacetálnych štruktúr pre glukózu a manózu (Zdroj: Karlhahn cez Wikimedia Commons)

Pentózy a hexózy všeobecne môžu byť vo forme stabilných kruhov vďaka vytvoreniu vnútornej hemiacetálnej skupiny, to znamená prostredníctvom spojenia medzi aldehydovou skupinou alebo ketónovou skupinou s alkoholom.

Tieto kruhy môžu mať 5 alebo 6 "väzieb", takže môžu byť furánového alebo pyranového typu, s ktorými sa tvorí furanóza a pyranóza.

Klasifikácia podľa polohy karbonylovej skupiny

Poloha karbonylovej skupiny (C = O) v monosacharidoch je tiež znakom, ktorý sa používa na ich klasifikáciu, pretože v závislosti od toho môže byť molekula ketóza alebo aldóza. Tak napríklad existujú aldohexózy a ketohexózy, ako aj aldopentózy a ketopentózy.

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

Pokiaľ je atóm uhlíka, ktorý tvorí karbonylovú skupinu, v polohe 1 (alebo na jednom konci), potom ide o aldehyd. Namiesto toho, ak je v polohe 2 (alebo v akomkoľvek inom vnútornom atóme uhlíka), je to ketónová skupina, takže sa stáva ketózou.

Ako príklad uvádzame triózy, tetózy, pentózy a hexózy z predchádzajúcej časti, že aldózami týchto jednoduchých cukrov sú glyceraldehyd, erytróza, ribóza a glukóza, zatiaľ čo ketózy sú dihydroxyacetón, erytrulóza, ribulóza a fruktóza.

Klasifikácia podľa počtu jednotiek, ktoré ich tvoria

Podľa počtu jednotiek, ktoré majú uhľohydráty, to znamená, podľa počtu cukrov, ktoré sú výsledkom ich hydrolýzy, ich možno klasifikovať ako:

monosacharidy

Sú to najjednoduchšie sacharidy alebo cukry, pretože sú tvorené jednou „cukrovou jednotkou“. V tejto skupine existujú cukry, ktoré sú metabolicky relevantné ako glukóza, ktorých metabolizmus zahŕňa výrobu energie vo forme ATP v bunkách prakticky všetkých živých organizmov. Vynikajú aj galaktóza, manóza, fruktóza, arabinóza, xylóza, ribóza, sorbóza a ďalšie.

disacharidy

Disacharidy, ako vyplýva z predpony ich názvu, sú sacharidy vyrobené z dvoch cukrových jednotiek. Hlavnými príkladmi týchto molekúl sú laktóza, sacharóza, maltóza a izomaltóza, cellobióza, gentiobióza, melibióza, trehalóza a turanóza.

Chemická štruktúra maltózy, disacharidu (Zdroj: NEUROtiker prostredníctvom Wikimedia Commons)

oligosacharidy

Zodpovedajú tým uhľovodíkom, ktoré po hydrolýze uvoľnia viac ako dve „cukrové jednotky“. Aj keď asi nie sú dobre známe, v tejto skupine je možné vybrať rafinózu, stachyózu a verbascosu. Niektorí autori sa domnievajú, že disacharidy sú tiež oligosacharidy.

polysacharidy

Polysacharidy sa skladajú z viac ako 10 jednotiek cukru a môžu sa skladať z opakujúcich sa jednotiek toho istého monosacharidu (homopolysacharidy) alebo relatívne zložitých zmesí rôznych monosacharidov (heteropolysacharidov). Príkladmi polysacharidov sú škrob, celulóza, hemicelulóza, pektíny a glykogén.

K spojeniu medzi „sacharidovými jednotkami“ disacharidov, oligosacharidov a polysacharidov zvyčajne dochádza väzbou známou ako glykozidická väzba, ktorá sa uskutočňuje vďaka strate molekuly vody.

Klasifikácia jeho derivátov

Rovnako ako v prípade mnohých molekúl, ktoré majú v prírode veľký význam, môžu uhľohydráty fungovať ako „stavebné kamene“ pre iné zlúčeniny, ktoré môžu vykonávať podobné alebo radikálne odlišné funkcie. Podľa toho sa tieto deriváty dajú klasifikovať podľa ich charakteristík takto:

Fosfátové estery

Všeobecne sú to fosforylované monosacharidy, v ktorých je fosforylová skupina naviazaná na sacharid prostredníctvom esterovej väzby. Sú to veľmi dôležité molekuly pre veľkú časť bunkových metabolických reakcií, pretože sa správajú ako „aktivované zlúčeniny“, ktorých hydrolýza je termodynamicky výhodná.

Medzi významné príklady patrí glyceraldehyd-3-fosfát, glukóza-6-fosfát, glukóza-1-fosfát a fruktóza-6-fosfát.

Kyseliny a laktóny

Sú produktom oxidácie určitých monosacharidov konkrétnymi oxidačnými činidlami. Aldonové kyseliny sú výsledkom oxidácie glukózy alkalickou meďou a tieto sú v roztoku v rovnováhe s laktónmi. Ak je oxidácia riadená enzymatickou katalýzou, môžu sa produkovať laktóny a urónové kyseliny.

Alditoly, polyoly alebo cukrové alkoholy

Tvoria sa oxidáciou karbonylovej skupiny niektorých monosacharidov; príklady týchto látok sú erytritol, manitol a sorbitol alebo glucitol.

Aminokyseliny

Sú to deriváty monosacharidov, ku ktorým je pripojená aminoskupina (NH2), zvyčajne na uhlíku v polohe 2 (najmä v glukóze). Najvýznamnejšie príklady sú glukozamín, N-acetylglukozamín, kyselina muramová a kyselina N-acetyl murámová; existuje aj galaktozamín.

Chemická štruktúra glukozamínu (Zdroj: Edgar181 prostredníctvom Wikimedia Commons)

Deoxysugars

Sú to deriváty monosacharidov, ktoré vznikajú, keď v jednej zo svojich hydroxylových skupín stratia atóm kyslíka, a preto sú známe ako „deoxy“ alebo „deoxysugary“.

Medzi najdôležitejšie patria tie, ktoré tvoria kostru DNA, to znamená 2-deoxyribózu, ale sú tu tiež 6-deoxymanopyranóza (ramnóza) a 6-deoxygalaktofuranóza (fukóza).

glykozidy

Tieto zlúčeniny sú výsledkom eliminácie molekuly vody spojením medzi anomérnou hydroxylovou skupinou monosacharidu a hydroxylovou skupinou inej hydroxylovanej zlúčeniny.

Klasickými príkladmi sú ouabain a amygdalín, dve široko používané zlúčeniny, ktoré sa extrahujú z afrického kríka a semená horkých mandlí.

Klasifikácia podľa použitia pri príprave potravín

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

Nakoniec môžu byť uhľohydráty klasifikované podľa použitia, ktoré sa im môže dať pri príprave kulinárskeho pokrmu. V tomto zmysle existujú sladidlá, ako napríklad sacharóza (disacharid), fruktóza (monosacharid) av menšej miere maltóza (iný disacharid).

Podobne sú tu zahusťujúce uhľohydráty a želatínujúce uhľohydráty, ako napríklad škroby a pektíny.

Referencie

1. Badui Dergal, S. (2016). Potravinová chémia. Mexico, Pearson Education.
2. Chow, KW, a Halver, JE (1980). Sacharidy. In: Technology Feed Technology. FAO Rozvojový program OSN, Organizácia Spojených národov pre výživu a poľnohospodárstvo, Rím, Taliansko, 104-108.
3. Cummings, JH a Stephen, AM (2007). Terminológia a klasifikácia uhľovodíkov. Európsky denník klinickej výživy, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, a Hudson, GJ (1996). Klasifikácia a meranie uhľohydrátov v strave. Chemistry of Food, 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 biochémia. McGraw-Hill.