КЛАСИФИКАЦИЈА УГЉЕНИХ ХИДРАТА (СА СЛИКАМА) - ПРЕХРАНА - 2025

Класификација угљених хидрата може да се уради према њиховој функцији, према броју атома угљеника, према положају карбонилне групе, према јединицама које их чине, према деривате и према храни.

Угљикохидрати, угљени хидрати или сахариди представљају хемијска једињења која се састоје од атома угљеника, водоника и кисеоника, чије сагоревање резултира ослобађањем угљен-диоксида и једне или више молекула воде. Они су молекули широко распрострањени у природи и од суштинског значаја за жива бића, са структуралног и метаболичког становишта.

Цикличка структура глукозе, хексозе (Извор: Едгар181, виа Викимедиа Цоммонс)

Обично је најбољи начин да представимо формулу било ког угљених хидрата Цк (Х2О) и да, укратко, значи „хидратизовани угљеник“.

У биљкама се велики део угљених хидрата ствара током фотосинтезе из угљен-диоксида и воде, након чега се могу складиштити у комплексима велике молекулске масе (скроб, на пример) или користити за добијање структуре и подршке биљне ћелије (на пример целулоза).

Животиње такође производе угљене хидрате (гликоген, глукозу, фруктозу итд.), Али то чине из супстанци попут масти и протеина. Упркос томе, главни извор метаболизабилних угљених хидрата за животињске организме је онај који потичу из биљака.

Најважнији природни извори угљених хидрата за човека су, углавном, житарице попут пшенице, кукуруза, сирева, овса и других; гомољи као што су кромпир, касава и банане, на пример; као и мноштво семенки махунарки попут леће, пасуља, пасуља итд.

Месождерне животиње, то јест оне које се хране другим животињама, индиректно зависе од преживљавања угљених хидрата, пошто су њихов плен, односно плен њиховог плена, биљоједи животиње које могу искористити структурне и складиштене угљене хидрате садржане у биљу. они их гутају и претварају у протеин, мишиће и друга телесна ткива.

Класификација према њиховој функцији

Угљикохидрати се могу класификовати, према њиховој општој функцији, у две велике класе: структурални угљени хидрати и универзално пробављиви угљени хидрати или полисахариди.

Структурни угљени хидрати

Структурни угљени хидрати су они који су део зида свих биљних ћелија, као и секундарних наслага које карактеришу ткива различитих биљних врста и испуњавају специфичну функцију потпоре и „скеле“.

Општа структура целулозе (Извор: Виценте Нето преко Викимедиа Цоммонс)

Међу њима, главни биљни полисахарид је целулоза, али се истичу и лигнин, декстрани, пентозани, агар (у алгама) и хитин (у гљивицама и многим чланконожцима).

Дигестибилни угљени хидрати

Са друге стране, пробављиви угљени хидрати су они које хетеротрофни организми (осим аутотрофа који „синтетишу сопствену храну“) могу добити из биљака и користити за негу својих ћелија различитим метаболичким путевима.

Главни сварљиви угљени хидрат је скроб који се налази у гомољима, семенкама житарица и многим другим складишним структурама у биљкама. Ово чине две сличне врсте полисахарида, амилоза и амилопектин.

Међутим, веома су важни и једноставнији шећери, попут фруктозе, на пример присутних у плодовима многих биљних врста.

Мед, супстанца коју производе пчеле и има значајну комерцијалну вредност, такође је богат извор пробављивих угљених хидрата, али животињског порекла.

Гликоген је важан резервни полисахарид у животињама (Извор: Алејандро Порто виа Викимедиа Цоммонс)

Гликоген, који се у многим случајевима сматра „животињским скробом“, је резервни полисахарид који синтетише животиње и може да се уврсти у групу угљивих хидрата.

Класификација према броју атома угљеника

У зависности од броја атома угљеника, угљени хидрати могу бити:

- Триозе , са три угљеника (пример: глицералдехид)

- Тетросас , са четири угљеника (пример: еритроза)

- Пентозе , са пет угљеника (пример: рибоза)

- Хексозе , са шест угљеника (пример: глукоза)

- хептозе , са седам угљеника (пример: седохептулоза 1,7-бисфосфат)

Дијаграм могућих хемијацеталних структура глукозе и манозе (Извор: Карлхахн виа Викимедиа Цоммонс)

Пентозе и хексозе, уопште, могу бити у облику стабилних прстенова захваљујући формирању унутрашње хемиацеталне групе, то јест кроз спајање алдехидне групе или кетонске групе са алкохолом.

Ови прстенови могу имати 5 или 6 "веза", тако да могу бити фуранског или пиранског типа, са којим се формирају фураноза и пираноза.

Класификација према положају карбонилне групе

Положај карбонилне групе (Ц = О) у моносахаридима такође је знак који се користи за њихову класификацију, јер у зависности од тога, молекул може бити кетоза или алдоза. Тако, на пример, постоје алдохексозе и кетохексозе, као и алдопентозе и кетопентозе.

Алдосас и Цетосас (Извор: Пјвеласцо, виа Викимедиа Цоммонс)

Ако је атом угљеника који формира карбонилну групу у положају 1 (или на једном крају), онда је то алдехид. Уместо тога, ако се налази у положају 2 (или било ком другом унутрашњем атому угљеника), то је кетонска група, тако да постаје кетоза.

Узимајући за пример триозе, тетрозе, пентозе и хексозе из претходног одељка, имамо да су алдозе тих једноставних шећера глицералдехид, еритроза, рибоза и глукоза, док су кетозе дихидроксиацетон, еритрулоза, рибулоза и фруктоза, респективно.

Класификација према броју јединица које их чине

Према броју јединица које имају угљени хидрати, односно према броју шећера који су резултат њихове хидролизе, могу се класификовати као:

Моносахариди

Они су најједноставнији сахариди или шећери, јер их чине једна "јединица шећера". У овој групи постоје шећери метаболички важни као и глукоза, чији метаболизам укључује производњу енергије у облику АТП-а у ћелијама практично свих живих организама. Такође се истичу галактоза, маноза, фруктоза, арабиноза, ксилоза, рибоза, сорбоза и други.

Дисахариди

Дисахариди, као што префикс назива каже, сахариди су сачињени од две јединице шећера. Главни примери ових молекула су лактоза, сахароза, малтоза и изомалтоза, целобиоза, гентиобиоза, мелибиоза, трехалоза и тураноза.

Хемијска структура малтозе, дисахарида (Извор: НЕУРОтикер виа Викимедиа Цоммонс)

Олигосахариди

Одговарају оним угљеним хидратима који, када се хидролизују, ослобађају више од две „шећерне јединице“. Иако они можда нису добро познати, у овој групи се могу издвојити рафиноза, стахиоза и вербаскоза. Неки аутори сматрају да су дисахариди такође олигосахариди.

Полисахариди

Полисахариди се састоје од више од 10 јединица шећера и могу се састојати од понављајућих јединица истог моносахарида (хомополисахариди) или од релативно сложених смеша различитих моносахарида (хетерополисахарида). Примери полисахарида су скроб, целулоза, хемицелулоза, пектини и гликоген.

Обично се спајање између "шећерних јединица" дисахарида, олигосахарида и полисахарида догађа везом познатом као гликозидна веза, која се одвија захваљујући губитку молекула воде.

Класификација његових деривата

Као што је истина за многе молекуле од великог значаја у природи, угљени хидрати могу функционисати као "градивни блокови" за друга једињења која могу обављати сличне или радикално различите функције. Према овом, такви деривати се према њиховим карактеристикама могу класификовати на следећи начин:

Естери фосфата

Они су обично фосфорилирани моносахариди, у којима је фосфорилна група везана за сахарид кроз везу са естром. Ово су изузетно важни молекули великог дела ћелијских метаболичких реакција, пошто се понашају као "активирана једињења" чија је хидролиза термодинамички повољна.

Истакнути примери укључују глицералдехид 3-фосфат, глукозу 6-фосфат, глукозу 1-фосфат и фруктозу 6-фосфат.

Киселине и лактони

Они су продукт оксидације одређених моносахарида са одређеним оксидантима. Алдонске киселине резултат су оксидације глукозе алкалним бакром и оне су у раствору равнотеже са лактонима. Када се оксидација усмерава ензимском катализом, могу се произвести лактони и уронске киселине.

Алдитоли, полиоли или шећерни алкохоли

Они настају оксидацијом карбонилне групе неких моносахарида; примери за њих су еритритол, манитол и сорбитол или глуцитол.

Амино шећери

Они су деривати моносахарида на које је везана амино група (НХ2), углавном на угљенику положаја 2 (посебно у глукози). Најистакнутији примери су глукозамин, Н-ацетил глукозамин, мурамна киселина, и Н-ацетил мурамна киселина; такође постоји галактозамин.

Хемијска структура глукозамина (Извор: Едгар181 путем Викимедиа Цоммонс)

Деокисугарс

Они су деривати моносахарида који настају када изгубе атом кисеоника у некој од својих хидроксилних група, због чега су познати под називом „деокси“ или „деоксисугари“.

Међу најважније су оне које чине окосницу ДНК, то јест 2-деоксирибоза, али ту су и 6-деоксиманопираноза (рамноза) и 6-деоксигалактофураноза (фукоза).

Гликозиди

Ова једињења су резултат елиминације молекула воде спајањем између аномерне хидроксилне групе моносахарида и хидроксилне групе другог хидроксилираног једињења.

Класични примери су оуабаин и амигдалин, два широко коришћена једињења која су екстрахирана из афричког грма и семенки горког бадема.

Класификација према употреби у припреми хране

Коцке шећера (Извор: Диетмар Рабицх / Викимедиа Цоммонс / “Вурфелзуцкер - 2018 - 3564” / ЦЦ БИ-СА 4.0 виа Викимедиа Цоммонс)

На крају, угљени хидрати се такође могу класификовати према употреби која им се може дати у току припреме кулинарског јела. У том смислу, постоје заслађивајући угљени хидрати, попут сахарозе (дисахарид), фруктозе (моносахарида) и у мањој мери малтозе (другог дисахарида).

Исто тако, постоје згушњавајући угљени хидрати и гелирање угљених хидрата, као што је то случај на пример скроба и пектина.

Референце

1. Бадуи Дергал, С. (2016). Хемија хране. Мексико, Пеарсон Едуцатион.
2. Цхов, КВ, & Халвер, ЈЕ (1980). Угљени хидрати. лн: Технологија хране за рибу. ФАО Програм за развој Уједињених нација, Организација Уједињених нација за храну и пољопривреду, Рим, Италија, 104-108.
3. Цуммингс, ЈХ, и Степхен, АМ (2007). Терминологија и класификација угљених хидрата. Европски часопис за клиничку исхрану, 61 (1), С5-С18.
4. Енглист, ХН, & Худсон, ГЈ (1996). Класификација и мерење дијеталних угљених хидрата. Хемија хране, 57 (1), 15-21.
5. Матхевс, ЦК, Ван Холде, КЕ и Ахерн, КГ (2000). Биоцхемистри, ед. Сан Франциско: Бењамин Кумингс
6. Мурраи, РК, Граннер, ДК, Маиес, ПА и Родвелл, ВВ (2014). Харпер-ова илустрована биохемија. МцГрав-Хилл.