De chemie van koolhydraten

Koolhydraten of sacchariden zijn de meest voorkomende klasse van biomoleculen. Koolhydraten worden gebruikt om energie op te slaan, hoewel ze ook andere belangrijke functies vervullen. Dit is een overzicht van koolhydraatchemie, inclusief een blik op de soorten koolhydraten, hun functies en de classificatie van koolhydraten.

Lijst van koolhydraten elementen

Alle koolhydraten bevatten dezelfde drie elementen, of de koolhydraten eenvoudige suikers, zetmeel of andere polymeren zijn. Deze elementen zijn:

• Koolstof (C)
• Waterstof (H)
• Zuurstof (O)

Verschillende koolhydraten worden gevormd door de manier waarop deze elementen aan elkaar binden en het aantal van elk type atoom. Gewoonlijk is de verhouding van waterstofatomen tot zuurstofatomen 2: 1, wat hetzelfde is als de verhouding in water.

Wat een koolhydraat is

Het woord "koolhydraat" komt van het Griekse woord sakharon, wat "suiker" betekent. In de chemie zijn koolhydraten een veel voorkomende klasse van eenvoudige organische verbindingen. Een koolhydraat is een aldehyde of een keton dat extra hydroxylgroepen heeft. De eenvoudigste koolhydraten worden genoemd monosacchariden, die de basisstructuur hebben (C · H₂O)_n, waar n drie of meer is.

Twee monosachariden koppelen aan elkaar om een ​​te vormen disaccharide. Monosachariden en disachariden worden genoemd suikers en hebben meestal namen die eindigen met het achtervoegsel -ose. Meer dan twee monosachariden koppelen aan elkaar om oligosachariden en polysachariden te vormen.

In dagelijks gebruik verwijst het woord "koolhydraat" naar voedsel dat veel suikers of zetmeel bevat. In deze context omvatten koolhydraten tafelsuiker, gelei, brood, ontbijtgranen en pasta, hoewel deze voedingsmiddelen andere organische verbindingen kunnen bevatten. Granen en pasta bevatten bijvoorbeeld ook een bepaald eiwitniveau.

De functies van koolhydraten

Koolhydraten hebben verschillende biochemische functies:

• Monosachariden dienen als brandstof voor cellulair metabolisme.
• Monosachariden worden gebruikt in verschillende biosynthesereacties.
• Monosachariden kunnen worden omgezet in ruimtebesparende polysachariden, zoals glycogeen en zetmeel. Deze moleculen leveren opgeslagen energie voor planten- en dierlijke cellen.
• Koolhydraten worden gebruikt om structurele elementen te vormen, zoals chitine in dieren en cellulose in planten.
• Koolhydraten en gemodificeerde koolhydraten zijn belangrijk voor de bemesting, ontwikkeling, bloedstolling en immuunsysteemfunctie van een organisme.

Voorbeelden van koolhydraten

• Monosachariden: glucose, fructose, galactose
• Disacchariden: sucrose, lactose
• Polysachariden: chitine, cellulose

Koolhydraatclassificatie

Drie kenmerken worden gebruikt om monosachariden te classificeren:

• Aantal koolstofatomen in het molecuul
• Locatie van de carbonylgroep
• De chiraliteit van de koolhydraten
• aldose - monosaccharide waarin de carbonylgroep een aldehyde is
• keton - monosaccharide waarin de carbonylgroep een keton is
• triose - monosacharide met 3 koolstofatomen
• tetrose - monosacharide met 4 koolstofatomen
• pentose - monosacharide met 5 koolstofatomen
• hexose - monosacharide met 6 koolstofatomen
• aldohexose - 6-koolstofaldehyde (bijv. Glucose)
• aldopentose - 5-koolstofaldehyde (bijv. Ribose)
• ketohexose - 6-koolstof hexose (bijvoorbeeld fructose)

Een monosaccharide is D of L, afhankelijk van de oriëntatie van de asymmetrische koolstof die zich het verst van de carbonylgroep bevindt. In een D-suiker is de hydroxylgroep rechts het molecuul wanneer het wordt geschreven als een Fischer-projectie. Als de hydroxylgroep zich links van het molecuul bevindt, is het een L-suiker.