Karbonhidrato
| Glukozo– direkt-ĉena formo |
Fruktozo– direkt-ĉena formo |
Ribozo- furanoza (aromata) formo |
|
En labiokemio,lakarbonhidratojaŭsaĥaridojestas relative baza klaso de lakemiaj kombinaĵoj.Ili estas primaraj biologiaj fontoj pordeponadokajspiradode lavivuloj.La nomo estas el tempo, kiam oni ne konis la kemian strukturon de la karbonhidratoj. Saĥaridoj estas gravajkemiaj kombinaĵojel biologia kaj komerca vidpunktoj. Ili estaspolihidroksajaldehidojaŭketonoj,aŭ substancoj kiuj liveras tiajn kombinaĵojn posthidrolizo.Saĥaridoj estas vaste troveblaj en la naturo kaj inkludas substancojn tiel konatajn kiel:celulozon,manĝotablan sukeronkajamelon.Ennaciaj lingvoj,same kiel enEsperanto,la tradicia nomo por saĥarido temas prikarbonhidrato.Ĝi originas el tiu frua observo: ke la varmigo de tiuj kombinaĵoj rezultigasakvonkaj nigrankarbon-restaĵon, kaj tio malĝuste supozigis ke ili estushidratojdekarbono.
Plej okulfrapa kemia karakterizaĵo de saĥaridoj estas: ke ili entenas grandan nombron da funkciaj grupoj. Ekzemple, la saĥaridoribozohavas funkcian grupon ĉe ĉiuj siaj atomoj de ĉeno konsistanta el kvin karbonatomoj. (Vidu dekstran bildon.)
Krom hidroksilaj grupoj, plejmulto da saĥaridoj havas ankaŭ karbonilan grupon -ketonaaŭaldehidanfunkcian grupon- kiel parton de siamolekula strukturo.Saĥaridoj plenumas kvar gravajn rolojn en vivaĵoj:
- Ili provizasenergionper siaoksidiĝo
- Ili disponigas karbonon por la sintezo de ĉelkomponantoj
- Ili servas kiel stokita formo dekemia energio
- Ili formas parton de strukturaj elementoj de kelkajĉelojkajhistoj
La fonto de saĥaridoj estas lafotosinteza procezo,dum kiuplantojenhavantajklorofilontransformaskarbonan dioksidonkaj akvon en saĥaridojn, helpe de energio elsunlumo:
Klasifiko de saĥaridoj
[redakti|redakti fonton]Ekzistas tri ĉefaj klasoj de saĥaridoj:mono-,di-kajpolisaĥaridoj:
Strukturo
[redakti|redakti fonton]La karbonhidratoj enhavaskarbonajn,hidrogenajnkajoksigenajnmolekulojn en 1:2:1rilatokaj formas la ĝeneralanformulonde CnH2nOn.Menciinde, ke kelkaj gravaj karbonhidratoj havas alian formulon CmH2nOn(kun m ≠ n) - kiel laglucido- aŭ ankoraŭ CnH2nOp(kun n ≠ p) - kiel ladesoksiribozo.Kelkaj kombinaĵoj havas pliajn elementojn ligitajn al la karbonhidratoj, ekz.ĥitinoenhavas ankaŭnitrogenon. La plej simplaj karbonhidratoj estas lamonosaĥaridoj,kiuj estas malgrandaj artefaritajaldehidojkajketonojkunhidroksilaj grupoj,kiuj NE estas ligitaj al lakarbonila grupo. Aliaj karbonhidratoj estas kombinaĵoj el monosaĥaridaj unuoj perhidrolizo.Ili nomiĝas - post la kvalito kaj kvanto de monosaĥaridoj enhavantaj –disaĥaridoj,oligosaĥaridojaŭpolisaĥaridoj.
Monosaĥaridoj
[redakti|redakti fonton]Oni povas klasifikimonosaĥaridojnlaŭ situo dekarbonila grupo(C=O) alaldehido(ĉefina) kaj alketono(nefina situo). Alia priskribo okazas laŭ la enhavantaj karbonatomoj (triozo,tetrozo,pentozo,heksozo,heptozo). Ekz.glukozoestasaldoheksozo,fruktozoestasketoheksozokajribozoestasaldopentozo.Plue, ĉiu karbonatomo kun hidroksila grupo (escepte la unuan kaj la lastan) estas optike aktiva, permesante kelkajn diversajn karbonhidratoj kun la sama baza strukturo. Ekz.galaktozoestas aldoheksozo, sed la diferenco en la proprecoj al glukozo estas, ke la atomoj estas diverse aranĝitaj.
La direkt-ĉena (alifata) strukturo povas priskribi nur unu formon de la monosaĥaridoj. Laaldehidaaŭketona grupopovas reagi kun la hidroksila grupo de la karbonatomo, tiukaze estiĝas ringa formo kun oksigena ponto, kiu estas enekvilibrokun la alifataj formoj. Menciinde, ke la ringa formo estas pli aktivaoptikeol la alifata formo kaj ambaŭ havas la alfan kaj betan formon, kiuj interkonvertiĝas restante en ekvilibra stato.
Monosaĥaridojkonsistas el unusola polihidroksila aldehida aŭ ketona unuo. Monosaĥaridoj estas plue klasigeblaj laŭ la nombro de siaj karbonatomoj. Tiele,simplaj sukerojenhavantaj tri, kvar, kvin aŭ ses karbonatomojn nomiĝas respektive:triozoj,tetrozoj,pentozojkajheksozoj.
La ĉeeston de aldehida grupo en monosaĥarido signas la prefiksoaldo-.Simile, ketona grupo estas signita per prefiksoketo-.Tiel, ekzemple,glukozoestasaldoheksozo, kajribulozoestasketopentozo:
La pentozojribozokajdesoksiribozo(ribozo al kiu mankas unuoksigenatomo), estas biologie gravaj kiel komponantoj denukleataj acidoj.Ilin oni trovas en ĉiuvivanta ĉelokaj rolas en lasintezodeproteinojkaj en la transportado degenetikajinformoj.
El la monosaĥaridoj, laheksozojestas plej gravaj por lanutrado,kaj ankaŭ plej abundaj en naturo.glukozo(kelkfoje nomata "dekstrozo") kajfruktozotroviĝas nature en libera formo, dumgalaktozotroviĝas nature nur en kombinita formo.
Disaĥaridoj
[redakti|redakti fonton]
La plej konatajdisaĥaridojestas lasaĥarozo(kana aŭ betasukero– kombinaĵo el unu glukozo kaj unu fruktozo),laktozo(laktosukero– konsistanta el unuglukozokaj unugalaktozo) kajmaltozo(kombinaĵo el du glukozoj). La ĝenerala formulo de la disaĥaridoj estas C12H22O11.La ligilo inter la du monosaĥaridoj rezultas la perdon de unu hidrogenmolekulo el la unu kaj de la hidroksilgrupo de la alia.
Disaĥaridojestas saĥaridoj kemie kunligitaj el du monosaĥaridaj unuoj per acetala ligo. Plej konata ekzemplo estassaĥarozo,aŭmanĝotabla sukero.En la kemia senco, "sukero" estas iu ajn saĥarido kiu havas dolĉan guston.
Disaĥaridoj estas hidrolizeblaj kaj el tio rezultas iliaj monosaĥaridaj eroj perboligokun diluaj acidoj aŭ per ilia reakciigo kun konvenajenzimoj.El vidpunkto de nutrado, la plej gravaj membroj de tiu ĉi grupo estas:maltozo,laktozokajsaĥarozo.
Polisaĥaridoj
[redakti|redakti fonton]
Unu parto de lapolisaĥaridojestas depona materialo kielameloĉeplantojkajglikogenoĉebestoj.Laamelokonstruiĝas elamelozo(ne-disbranĉanta glukozĉeno) kajamilopektino(disbranĉanta). La glikogeno similas al la amilopektino, sed pli ofte disbranĉiĝas. La alia parto de polisaĥaridoj estas struktura materialo kielcelulozo,pektino.La celulozo estas longa, ne disbranĉanta ĉeno el kelkaj mil glukozmolekuloj. En la celulozo estiĝas hidrogenaj ligoj, kiujn povas biologie malligi nurbakterioj.
Polisaĥaridojkonsistas el tre longaj ĉenoj de kunligitaj monosaĥaridaj unuoj, do:polimerojde monosaĥaridoj kiuj tiel havas grandanmolekulmason.Polisaĥaridaj ĉenoj povas esti liniaj aŭ branĉaj. La ordinaraj polisaĥaridoj entenas glukozajn ripet-unuojn; ekzemploj estasamelo,glikogenokajcelulozo.
Post plena hidrolizo per acidoj aŭ enzimoj la polisaĥaridoj redonas siajn formintajn monosaĥaridojn. La ecoj de polisaĥaridoj tre diferencas disde tiaj de ordinaraj monosaĥaridoj kaj disaĥaridoj.
Karbonhidratoj konsumitaj en manĝaĵoj portas 3.87kilokaloriojnde energio porgramopor simplaj sukeroj,[1]kaj 3.57 ĝis 4.12 kilokalorioj por gramo por kompleksaj karbonhidratoj en plej al aliaj manĝaĵoj.[2]Relative altaj niveloj de karbonhidratoj estas asociataj kun procezitaj manĝaĵoj (kielfromaĝo) aŭrafinitaj manĝaĵojfaritaj el plantoj, kieldolĉaĵoj,biskvitojkajtortoj,surtablasukero,mielo,sukotrinkaĵoj,panokaj aliaj panaĵoj,marmeladokaj fruktoproduktoj,pastokajcerealojpormatenmanĝo.Pli malaltaj kvantoj de karbonhidratoj estas kutime asociataj kunnerafinitaj manĝaĵoj,kielfaboj,tuberoj,rizokaj nerafinitajfruktoj.[3]Animal-bazitaj manĝaĵoj ĝenerale havas pli malaltajn nivelojn de karbonhidratoj, kvankamlaktoenhavas altanproporciondelaktozo.
Organismojtipe ne povasmetaboligiĉiujn tipojn de karbonhidrato por akiri energion. Glukozo estas preskaŭ universala kaj alirebla fonto de energio. Multaj organismoj havas ankaŭ kapablon metaboligi aliajnmonosaĥaridojnkajdisaĥaridojn,sed glukozo estas ofte metaboligita la unua. EnEscherichia coli,por ekzemplo, la "lac operon" rezultos en enzimoj por ladigestadode laktozo kiam ĝi ekzistas, sed se kaj laktozo kaj glukozo estas ekzistantaj lalac operonestas repremita, rezulte en la fakto, ke la glukozo estas uzata la unua. Ankaŭpolisaĥaridojestas oftaj energifontoj. Multaj organismoj povas facile disrompi la amelojn en glukozon; plej organismoj, tamen, ne povas metaboligicelulozonaŭ aliajn polisaĥaridojn kiel laĥitinokajarabinoksilanoj.Tiaj karbonhidratoj povas esti metaboligitaj fare de kelkajbakteriojkajprotistoj.Remaĉulojkajtermitoj,por ekzemplo, uzasmikroorganismojnpor procezigi celulozon. Kvankam tiuj kompleksaj karbonhidratoj ne estas digesteblaj, ili estas grava dietelemento por homoj, nome "dieta fibro".Fibrojplibonigas digestadon, inter aliaj profitoj.[4]
La nordamerikaInstitute of Medicinerekomendas, ke usonaj kaj kanadajplenkreskulojinter 45 kaj 65% de la manĝ-energiovenu el kompletgrenaj karbonhidratoj.[5]LaOrganizaĵo pri Nutrado kaj Agrikulturokaj laMonda Organizaĵo pri Sanokune rekomendas, ke la landaj dietaj gvidlinioj indikos celon de 55–75% de la totala energio el karbonhidratoj, sed nur 10% rekte el sukeroj (ilia termino por simplaj karbonhidratoj).[6]Revizio en 2017 de la sistemo Cochrane konkludis, ke estas nesufiĉa pruvaro por subteni la postulon, ke la tuta grendietoj povas rezulti enkardiovaskula malsano.[7]
Vidu ankaŭ
[redakti|redakti fonton]- Biokemio
- Glikolizo
- Hidrokarbono
- Hilaire Marin Rouelle(1718-1779)
- Polisaĥarido
- Kombinaĵoj de hidrogeno
Notoj
[redakti|redakti fonton]- ↑Show Foods.usda.gov.Arkivita ella originaloje 2017-10-03. Alirita 2020-11-04. Arkivita kopio.Arkivita ella originaloje 2017-10-03. Alirita 2022-01-01.
- ↑Calculation of the Energy Content of Foods – Energy Conversion Factors.fao.org.
- ↑Carbohydrate reference list.Arkivita ella originaloje 2016-03-14. Alirita October 30, 2016. Arkivita kopio.Arkivita ella originaloje 2016-03-14. Alirita 2022-01-01.
- ↑(May 2006) “A high-protein, high-fat, carbohydrate-free diet reduces energy intake, hepatic lipogenesis, and adiposity in rats”,The Journal of Nutrition136(5),p. 1256–60.doi:10.1093/jn/136.5.1256.
- ↑Food and Nutrition Board (2002/2005).Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein and Amino AcidsEn Webarchive[1]10a de Februaro, 2007. Washington, D.C.: The National Academies Press. P.769En Webarchive[2]12a de Septembro, 2006.(ISBN 0-309-08537-3).
- ↑Joint WHO/FAO expert consultation (2003).[3](PDF). Ĝenevo:Monda Organizaĵo pri Sano.pp. 55–56.(ISBN 92-4-120916-X).
- ↑(2017) “Whole grain cereals for the primary or secondary prevention of cardiovascular disease”,The Cochrane Database of Systematic Reviews8,p. CD005051.doi:10.1002/14651858.CD005051.pub3. Arkivigite je2018-09-28 per la retarkivoWayback MachineArkivita kopio.Arkivita ella originaloje 2018-09-28. Alirita 2020-11-04.
- En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikoloCarbohydrateen la angla Vikipedio.
