Kjemi av karbohydrater

Typer, funksjoner og klassifikasjoner av karbohydrater

Adam Gault/Getty Images

Karbohydrater, eller sakkarider, er den mest tallrike klassen av biomolekyler . Karbohydrater brukes til å lagre energi, selv om de også tjener andre viktige funksjoner. Dette er en oversikt over karbohydratkjemi, inkludert en titt på typene karbohydrater, deres funksjoner og karbohydratklassifisering.

Liste over karbohydratelementer

Alle karbohydrater inneholder de samme tre elementene, enten karbohydratene er enkle sukkerarter, stivelse eller annet polymerer . Disse elementene er:

• Karbon (C)
• Hydrogen (H)
• Oksygen (O)

Ulike karbohydrater dannes av måten disse elementene binder seg til hverandre og antallet av hver type atom. Vanligvis er forholdet mellom hydrogenatomer og oksygenatomer 2:1, som er det samme som forholdet i vann.

Hva et karbohydrat er

Ordet 'karbohydrat' kommer fra det greske ordet Sakharon , som betyr 'sukker'. I kjemi er karbohydrater en vanlig klasse av enkle organiske forbindelser . Et karbohydrat er et aldehyd eller et keton som har ytterligere hydroksylgrupper. De enkleste karbohydratene kalles monosakkarider , som har den grunnleggende strukturen (C·H_toO)_n, hvor n er tre eller større.

To monosakkarider kobles sammen for å danne en disakkarid . Monosakkarider og disakkarider kalles sukkerarter og har vanligvis navn som slutter med suffikset -eller . Mer enn to monosakkarider kobles sammen for å danne oligosakkarider og polysakkarider.

I daglig bruk refererer ordet 'karbohydrat' til all mat som inneholder et høyt nivå av sukker eller stivelse. I denne sammenhengen inkluderer karbohydrater bordsukker, gelé, brød, frokostblandinger og pasta, selv om disse matvarene kan inneholde andre organiske forbindelser. For eksempel inneholder frokostblandinger og pasta også et visst nivå av protein.

Funksjonene til karbohydrater

Karbohydrater har flere biokjemiske funksjoner:

• Monosakkarider tjener som drivstoff for cellulær metabolisme.
• Monosakkarider brukes i flere biosyntesereaksjoner.
• Monosakkarider kan omdannes til plassbesparende polysakkarider, som glykogen og stivelse. Disse molekylene gir lagret energi til plante- og dyreceller.
• Karbohydrater brukes til å danne strukturelle elementer, som kitin hos dyr og cellulose i planter.
• Karbohydrater og modifiserte karbohydrater er viktige for en organismes befruktning, utvikling, blodpropp og immunsystemfunksjon.

Eksempler på karbohydrater

• Monosakkarider: glukose, fruktose, galaktose
• Disakkarider : sukrose, laktose
• Polysakkarider: kitin, cellulose

Karbohydratklassifisering

Tre egenskaper brukes til å klassifisere monosakkarider:

• Antall karbonatomer i molekylet
• Plassering av karbonylgruppen
• De kiralitet av karbohydratet
Aldose- monosakkarid der karbonylgruppen er et aldehyd Keton- monosakkarid der karbonylgruppen er et keton Triose- monosakkarid med 3 karbonatomer Tetrose- monosakkarid med 4 karbonatomer Pentose- monosakkarid med 5 karbonatomer Heksose- monosakkarid med 6 karbonatomer Aldoheksose- 6-karbon aldehyd (f.eks. glukose) Aldopentose- 5-karbon aldehyd (f.eks. ribose) Ketoheksose- 6-karbon heksose (f.eks. fruktose)

ENmonosakkarider D eller L, avhengig av orienteringen til det asymmetriske karbonet som ligger lengst fra karbonylgruppen. I et D-sukker er hydroksylgruppen til høyre for molekylet når den er skrevet som en Fischer-projeksjon. Hvis hydroksylgruppen er til venstre for molekylet, er det et L-sukker.