Koolhydraten: suiker en zijn derivaten
Deze afbeelding toont zetmeelkorrels (groen) in het parenchym van een Clematis sp. plant. Zetmeel wordt gesynthetiseerd uit het koolhydraat sucrose, een suiker die door de plant wordt geproduceerd tijdens fotosynthese en wordt gebruikt als energiebron. Het wordt opgeslagen als korrels in structuren die amyloplasten (geel) worden genoemd. STEVE GSCHMEISSNER/Science Photo Library/Getty Images
Fruit, groente, bonen en granen zijn allemaal bronnen van koolhydraten . Koolhydraten zijn de eenvoudige en complexe suikers die worden verkregen uit het voedsel dat we eten. Niet alle koolhydraten zijn hetzelfde. Enkelvoudige koolhydraten omvatten suikers zoals tafelsuiker of sucrose en fruitsuiker of fructose. Complexe koolhydraten worden vanwege hun voedingswaarde soms 'goede koolhydraten' genoemd. Complexe koolhydraten zijn samengesteld uit verschillende eenvoudige suikers die aan elkaar zijn gekoppeld en omvatten zetmeel en vezels. Koolhydraten zijn een belangrijk onderdeel van een gezond voedingspatroon en een waardevolle energiebron die nodig is om normale biologische activiteiten uit te voeren.
Koolhydraten zijn een van de vier belangrijkste klassen van organische verbindingen in het leven cellen . Ze worden geproduceerd tijdens fotosynthese en zijn de belangrijkste energiebronnen voor planten en dieren . De term koolhydraat wordt gebruikt bij het verwijzen naar a sachariden of suiker en zijn derivaten. Koolhydraten kunnen eenvoudige suikers zijn of monosachariden , dubbele suikers of disachariden , samengesteld uit een paar suikers of oligosachariden , of samengesteld uit veel suikers of polysachariden.
Organische Polymeren
Koolhydraten zijn niet de enige soorten organische polymeren . Andere biologische polymeren zijn onder meer:
Monosachariden
Molecuul van glucose. Hamster3d/Gemaakte video/Getty Images
EEN monosacharide of eenvoudige suiker heeft een formule die een veelvoud is van CH2O . Bijvoorbeeld, glucose (de meest voorkomende monosacharide) heeft een formule van: C6H12O6 . Glucose is typerend voor de structuur van monosachariden. Hydroxylgroepen (-OH) zijn gehecht aan alle koolstoffen behalve één. De koolstof zonder een aangehechte hydroxylgroep is dubbel gebonden aan een zuurstof om een zogenaamde carbonylgroep te vormen.
De locatie van deze groep bepaalt of een suiker al dan niet bekend staat als een keton- of een aldehydesuiker. Als de groep niet terminaal is, staat de suiker bekend als een keton. Als de groep aan het einde is, staat het bekend als een aldehyde. Glucose is een belangrijke energiebron in levende organismen. Gedurende cellulaire ademhaling , vindt de afbraak van glucose plaats om de opgeslagen energie vrij te maken.
disachariden
Suiker of sucrose is een biologisch polymeer dat is samengesteld uit glucose- en fructosemonomeren. David Freund/Stockbyte/Getty Images
Twee monosachariden verbonden door a glycosidische koppeling heet een dubbele suiker of disacharide . De meest voorkomende disacharide is: sacharose . Het is samengesteld uit glucose en fructose. Sucrose wordt vaak door planten gebruikt om glucose van het ene deel van de plant naar het andere te transporteren.
disachariden zijn ook oligosachariden . Een oligosacharide bestaat uit een klein aantal monosacharide-eenheden (van ongeveer twee tot tien) die met elkaar verbonden zijn. Oligosachariden worden gevonden in celmembranen en helpen andere membraanstructuren genaamd glycolipiden bij celherkenning.
Polysachariden
Deze afbeelding toont een cicade die tevoorschijn komt uit een nimfenzak, of larvale exoskelet, gevormd uit chitine. Kevin Schafer/Fotobibliotheek/Getty Images
Polysachariden kunnen worden samengesteld uit honderden tot duizenden monosachariden die samen worden gecombineerd. Deze monosachariden worden met elkaar verbonden door middel van uitdroging synthese . Polysachariden hebben verschillende functies, waaronder structurele ondersteuning en opslag. Enkele voorbeelden van polysachariden zijn zetmeel, glycogeen, cellulose en chitine.
Zetmeel is een vitale vorm van opgeslagen glucose in planten. Groenten en granen zijn goede bronnen van zetmeel. Bij dieren wordt glucose opgeslagen als glycogeen in de lever en spieren .
Cellulose is een vezelachtig koolhydraatpolymeer dat de gevangenismuren van planten. Het vormt ongeveer een derde van alle plantaardig materiaal en kan niet door mensen worden verteerd.
Chitine is een taai polysacharide dat in sommige soorten schimmels . Chitine vormt ook het exoskelet van geleedpotigen zoals:spinnen, schaaldieren en insecten . Chitine helpt het zachte inwendige lichaam van het dier te beschermen en helpt te voorkomen dat het uitdroogt.
Koolhydraatvertering
Vooraanzicht van het menselijke spijsverteringsstelsel. Encyclopedie Britannica/UIG/Getty Images
Koolhydraten in het voedsel dat we eten, moet worden verteerd om de opgeslagen energie te extraheren. Terwijl voedsel door de spijsverteringsstelsel wordt afgebroken waardoor glucose kan worden opgenomen in de bloed . Enzymen in de mond, dunne darm en pancreas helpen koolhydraten af te breken tot hun monosacharidebestanddelen. Deze stoffen worden vervolgens opgenomen in de bloedbaan.
De bloedsomloop transporteert glucose in het bloed naar cellen en weefsels van het lichaam. De afgifte van insuline door de alvleesklier zorgt ervoor dat glucose door onze cellen kan worden opgenomen om energie te produceren door middel van cellulaire ademhaling . Overtollige glucose wordt opgeslagen als glycogeen in de lever en spieren voor later gebruik. Een teveel aan glucose kan ook worden opgeslagen als:dikin vetweefsel .
Verteerbare koolhydraten omvatten suikers en zetmeel. Koolhydraten die niet kunnen worden verteerd, zijn onder meer onoplosbare vezels. Deze voedingsvezels worden via de dikke darm uit het lichaam verwijderd.