CLASIFICAREA CARBOHIDRAȚILOR (CU IMAGINI) - NUTRIȚIE - 2025

Clasificarea glucidelor se poate face conform funcției lor, în funcție de numărul de atomi de carbon, în funcție de poziția grupării carbonil, în funcție de unitățile care le compun, în conformitate cu instrumentele derivate și în funcție de produsele alimentare.

Carbohidrații, carbohidrații sau zaharidele sunt compuși chimici constituiți din atomi de carbon, hidrogen și oxigen, a căror ardere are ca rezultat eliberarea de dioxid de carbon și una sau mai multe molecule de apă. Sunt molecule larg distribuite în natură și de o importanță fundamentală pentru ființele vii, atât din punct de vedere structural, cât și metabolic.

Structura ciclică a glucozei, a unei hexoze (Sursa: Edgar181, prin Wikimedia Commons)

De obicei, cel mai bun mod de a reprezenta formula oricărui carbohidrat este Cx (H2O) și, pe scurt, înseamnă „carbon hidratat”.

La plante, o mare parte din carbohidrați sunt produși în timpul fotosintezei din dioxid de carbon și apă, după care pot fi depozitați în complexe cu greutate moleculară mare (amidonuri, de exemplu) sau folosiți pentru a oferi structură și sprijin pentru celule vegetale (celuloză, de exemplu).

De asemenea, animalele produc carbohidrați (glicogen, glucoză, fructoză etc.), dar o fac din substanțe precum grăsimi și proteine. În ciuda acestui fapt, principala sursă de carbohidrați metabolizabili pentru organismele animale este cea care provine din plante.

Cele mai importante surse naturale de carbohidrați pentru om sunt, în general, cereale precum grâu, porumb, sorg, ovăz și altele; tuberculi, cum ar fi cartofi, manioc și banane, de exemplu; precum și multe semințe de plante leguminoase, cum ar fi lintea, fasolea, fasolea etc.

Animalele carnivore, adică cele care se hrănesc cu alte animale, depind în mod indirect de carbohidrați pentru a supraviețui, deoarece prada lor, sau prada pradei, sunt animale erbivore capabile să profite de carbohidrații structurali și de depozitare conținute în plante. ele ingeresc și le transformă în proteine, mușchi și alte țesuturi ale corpului.

Clasificare în funcție de funcția lor

Carbohidrații pot fi clasificați, în funcție de funcția lor generală, în două clase mari: carbohidrați structurali și carbohidrați sau polizaharide universal digerabile.

Carbohidrați structurali

Carbohidrații structurali sunt cei care fac parte din peretele tuturor celulelor vegetale, precum și din depozitele secundare care caracterizează țesuturile diferitelor specii de plante și care îndeplinesc o funcție specifică de susținere și „schele”.

Structura generală a celulozei (Sursa: Vicente Neto prin Wikimedia Commons)

Printre acestea, polizaharida principală a plantei este celuloza, dar ies în evidență lignina, dextranii, pentozanii, agarul (în alge) și chitina (la ciuperci și mulți artropodi).

Carbohidrați digerabili

Carbohidrații digerabili, pe de altă parte, sunt cei pe care organismele heterotrofe (altele decât autotrofele care „își sintetizează propriul aliment”) pot dobândi de la plante și să-și folosească celulele prin diferite căi metabolice.

Principalul carbohidrat digerabil este amidonul, care se găsește în tuberculi, semințe de cereale și multe alte structuri de depozitare în plante. Acesta este format din două tipuri similare de polizaharide, amiloză și amilopectină.

Cu toate acestea, zaharurile mai simple, cum ar fi fructoza, de exemplu, prezente în cantități mari în fructele multor specii de plante, sunt de asemenea foarte importante.

Mierea, o substanță produsă de albine care are o valoare comercială semnificativă, este de asemenea o sursă bogată de carbohidrați digerabili, dar de origine animală.

Glicogenul este un polizaharid de rezervă important la animale (Sursa: Alejandro Porto prin Wikimedia Commons)

Glicogenul, considerat în multe cazuri drept „amidon de animale”, este un polizaharid de rezervă sintetizat de animale și poate fi inclus în grupul de carbohidrați digerabili.

Clasificare în funcție de numărul de atomi de carbon

În funcție de numărul de atomi de carbon, carbohidrații pot fi:

- triozele , cu trei atomi de carbon ( de exemplu: gliceraldehid)

- Tetroze , cu patru atomi de carbon (exemplu: eritroză)

- Piloze , cu cinci atomi de carbon (exemplu: riboză)

- Hexoze , cu șase atomi de carbon (exemplu: glucoză)

- Heptoze , cu șapte atomi de carbon (exemplu: 1,7-bisfosfat de sedoheptuloză)

Diagrama posibilelor structuri hemiacetale pentru glucoză și manoză (Sursa: Karlhahn prin Wikimedia Commons)

Pentozele și hexozele, în general, pot fi sub formă de inele stabile, datorită formării unei grupări hemiacetale interne, adică prin unirea dintre o grupă aldehidă sau o grupă cetonică cu un alcool.

Aceste inele pot avea 5 sau 6 „legături”, deci pot fi de tip furan sau de tip piran, corespunzător, cu care se formează furanoza și piranoza.

Clasificare în funcție de poziția grupării carbonil

Poziția grupării carbonil (C = O) în monosacharide este, de asemenea, un caracter folosit pentru clasificarea lor, deoarece în funcție de aceasta, molecula poate fi o cetoză sau o aldoză. Astfel, există, de exemplu, aldohexoze și cetohexoze, precum și aldopenteze și ketopenteze.

Aldosas și Cetosas (Sursa: Pjvelasco, prin Wikimedia Commons)

Dacă atomul de carbon care formează grupa carbonil este în poziția 1 (sau la un capăt), atunci este o aldehidă. În schimb, dacă este în poziția 2 (sau orice alt atom intern de carbon), este o grupare cetonică, deci devine o cetoză.

Luând ca exemplu triozele, tetrozele, pentozele și hexozele din secțiunea precedentă, considerăm că aldozele acestor zaharuri simple sunt gliceraldehida, eritroza, riboza și glucoza, între timp cetetozele sunt dihidroxiacetona, erituloza, ribuloza și respectiv fructoza.

Clasificare în funcție de numărul de unități care le alcătuiesc

În funcție de numărul de unități pe care le au carbohidrații, adică în funcție de numărul de zaharuri care rezultă din hidroliza lor, acestea pot fi clasificate în:

monozaharide

Sunt cele mai simple zaharide sau zaharuri, deoarece sunt alcătuite dintr-o singură „unitate de zahăr”. În acest grup, există zaharuri la fel de relevante din punct de vedere metabolic ca glucoza, al căror metabolism implică producerea de energie sub formă de ATP în celulele practic tuturor organismelor vii. De asemenea, ies în evidență galactoza, manoza, fructoza, arabinoza, xiloza, riboza, sorboza și altele.

dizaharide

Dizaharidele, după cum indică prefixul numelui lor, sunt zaharide formate din două unități de zahăr. Principalele exemple ale acestor molecule sunt lactoza, zaharoza, maltoza și izomaltoza, celobioza, gentiobiosa, melibioza, trehaloza și turanoza.

Structura chimică a maltozei, un dizaharid (Sursa: NEUROtiker prin Wikimedia Commons)

oligozaharidele

Ele corespund acestor carbohidrați care, atunci când sunt hidrolizați, eliberează mai mult de două „unități de zahăr”. Deși poate nu sunt foarte cunoscuți, în acest grup pot fi selectate rafinele, stachyose și verbascosa. Unii autori consideră că dizaharidele sunt și oligozaharide.

polizaharidele

Polizaharidele sunt compuse din mai mult de 10 unități de zahăr și pot fi alcătuite din unități repetate ale aceleiași monosacharide (homopolizaharide) sau din amestecuri relativ complexe de monosacharide diferite (heteropolizaharide). Exemple de polizaharide sunt amidonul, celuloza, hemiceluloza, pectinele și glicogenul.

De obicei, unirea dintre „unitățile de zahăr” ale dizaharidelor, oligozaharidelor și polizaharidelor are loc printr-o legătură cunoscută sub numele de legătură glicozidică, care are loc datorită pierderii unei molecule de apă.

Clasificarea derivatelor sale

Așa cum este valabil pentru multe molecule de mare importanță în natură, carbohidrații pot funcționa ca „blocuri de construcție” pentru alți compuși care pot îndeplini funcții similare sau radical diferite. Conform acestui fapt, astfel de instrumente derivate pot fi clasificate, după caracteristicile lor, după cum urmează:

Esteri de fosfați

Sunt în general monosacharide fosforilate, în care grupa fosforil este atașată la zaharide printr-o legătură esterică. Acestea sunt molecule extrem de importante pentru o mare parte din reacțiile metabolice celulare, deoarece se comportă ca „compuși activi” a căror hidroliză este favorabilă termodinamic.

Exemple proeminente includ gliceraldehida 3-fosfat, glucoza 6-fosfat, glucoza 1-fosfat și fructoza 6-fosfat.

Acizi și lactone

Ele sunt produsul oxidării anumitor monosacharide cu agenți oxidanți particulari. Acizii aldonici rezultă din oxidarea glucozei cu cupru alcalin și aceștia, în soluție, sunt în echilibru cu lactonele. Când oxidarea este direcționată prin cataliză enzimatică, se pot produce lactone și acizi uronici.

Alditoli, polioli sau alcooli de zahăr

Sunt formate prin oxidarea grupării carbonil a unor monosacharide; exemple ale acestora sunt eritritolul, manitolul și sorbitolul sau glucitolul.

Zaharuri amino

Sunt derivați de monosacharide cărora li s-a atașat o grupă amino (NH2), în general la carbonul din poziția 2 (în special în glucoză). Cele mai proeminente exemple sunt glucozamina, N-acetil glucozamina, acidul muramic și acidul muramic N-acetil; există și galactozamină.

Structura chimică de glucozamină (Sursa: Edgar181 prin Wikimedia Commons)

Deoxysugars

Ele sunt derivate ale monosacharidelor care sunt produse atunci când pierd un atom de oxigen într-una din grupările lor hidroxil, motiv pentru care sunt cunoscuți ca „dezoxi” sau „dezoxiugari”.

Printre cele mai importante sunt cele care alcătuiesc coloana vertebrală a ADN-ului, adică 2-dezoxiriboza, dar există, de asemenea, 6-deoxianopiranoză (rhamnoza) și 6-deoxigalactofuranoză (fucoză).

glicozide

Acești compuși rezultă din eliminarea unei molecule de apă prin unirea dintre grupa hidroxil anomerică a unui monosacharid și o grupare hidroxil a unui compus hidroxilat diferit.

Exemple clasice sunt ouabain și amigdalina, doi compuși utilizați pe scară largă, care sunt extrași dintr-un tufiș african și semințele de migdale amare, în mod corespunzător.

Clasificare în funcție de utilizarea sa în prepararea alimentelor

Cuburi de zahăr (Sursa: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / „Würfelzucker - 2018 - 3564” / CC BY-SA 4.0 prin Wikimedia Commons)

În cele din urmă, glucidele pot fi clasificate și în funcție de utilizarea care le poate fi oferită în timpul pregătirii unui fel de mâncare culinar. În acest sens, există carbohidrați îndulcitori, cum ar fi zaharoza (o dizaharidă), fructoza (o monosacharidă) și, într-o măsură mai mică, maltoză (o altă dizaharidă).

De asemenea, există carbohidrați de îngroșare și glucide gelifiante, cum este cazul amidonurilor și pectinelor, de exemplu.

Referințe

1. Badui Dergal, S. (2016). Chimia alimentară. Mexic, Pearson Education.
2. Chow, KW, & Halver, JE (1980). Hidrati de carbon. Ln: Tehnologia de alimentare a peștilor. Programul FAO al Organizației Națiunilor Unite pentru Dezvoltare, Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, Roma, Italia, 104-108.
3. Cummings, JH și Ștefan, AM (2007). Terminologia și clasificarea carbohidraților. Revista europeană de nutriție clinică, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Clasificarea și măsurarea carbohidraților dietetici. Chimia alimentelor, 57 (1), 15-21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biochimie, ed. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, și Rodwell, VW (2014). Biochimia ilustrată a lui Harper. McGraw-Hill.