Koolhydraten, ook sachariden genoemd, zijn een bepaald type verbindingen van koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen waarbij de waterstof- en zuurstofatomen in een verhouding 2:1 voorkomen: algemene formule Cn(H2O)m. Koolhydraten kunnen als een hydraat van koolstof worden beschouwd en behoren daarmee tot de organische verbindingen. Lang niet alle verbindingen in de levende natuur die als koolhydraten zijn geclassificeerd beantwoorden evenwel aan deze verhoudingsformule. Ook derivaten met andere atoomtypen en andere verhoudingen worden tot de omvangrijke groep van de koolhydraten gerekend zolang ze dezelfde basisstructuur hebben. Zo worden ook desoxy-ribose (C5H10O4) en glucosamine (C6H13O5N) tot de koolhydraten gerekend, melkzuur (C3H6O3) daarentegen niet.
Koolhydraten als energiebron
Koolhydraten zijn in de dierfysiologie de leveranciers van de voor het leven benodigde energie en vormen, in de vorm van cellulose en zetmeel, een onmisbaar voedingsbestanddeel voor veel dieren, inclusief de mens. In planten worden cellulose en zetmeel uit glucose gevormd en de glucose via fotosynthese uit koolstofdioxide en water. Herbivoren en omnivoren betrekken hun koolhydraten uit vooral cellulose en zetmeel, carnivoren uit het in vlees aanwezige glycogeen, het dierlijke zetmeel. In de stofwisselingsprocessen van dieren nemen de afbraak, van glycogeen naar de celbrandstof glucose, en opbouw, van glucose naar de reservestof glycogeen, van koolhydraten een centrale plaats in.
Suiker is in het dagelijks gebruik de benaming voor een zoetsmakend koolhydraat, sacharose, dat veel in de keuken wordt gebruikt. In de dierfysiologie zijn 'suikers' en 'snelle koolhydraten' synoniem voor kleine koolhydraatmoleculen: mono- en disachariden. 'Langzame koolhydraten' is een fysiologisch synoniem voor zetmeel en zetmeelmoleculen.
Indeling van koolhydraten
Er zijn verschillende manieren om de veelheid van koolhydraten in groepen onder te verdelen:
- op grootte van de moleculen
- op aantal koolstofatomen in het molecuul
- op chemische reactiviteit.
Indeling op grootte van het molecuul
Koolhydraten kunnen bestaan uit 1, 2, enkele of zeer vele monosacharide-eenheden.
- één monosacharide: bijvoorbeeld druivensuiker, vruchtensuiker
- twee monosachariden: disachariden, bijvoorbeeld tafelsuiker, melksuiker
- drie tot negen monosachariden: oligosachariden
- tien of meer monosachariden: polysachariden, bijvoorbeeld zetmeel, cellulose
Indeling op aantal koolstofatomen
Om de koolhydraten in groepen te verdelen op basis van het aantal koolstofatomen wordt gebruikgemaakt van de in de chemie gebruikelijke telwoorden tri-; tetr-; pent-; hex- en hept-. Deze telwoorden worden dan gevolgd door de uitgang -ose. Met de term hexose worden dus alle koolhydraten aangeduid met zes koolstofatomen.
Indeling op basis van reactiviteit
Koolhydraten bevatten in de open ketenstructuur altijd een tweemaal gebonden zuurstofatoom. Zit dit zuurstofatoom dubbelgebonden aan het eind van de keten, dan is de verbinding dus een aldehyde en spreken we van een aldose, zit het zuurstofatoom in het midden van de keten, een keton dus, dan wordt van een ketose gesproken. Aldosen reageren makkelijk met oxiderende reagentia, ketosen niet. Aldosen worden ook reducerende suikers genoemd. Glucose is de bekendste aldose. Als oxiderende reagentia worden gebruikt:
- Tollens, op basis van Ag+
- Benedict, op basis van Cu2+
- Fehlings, ook op basis van Cu2+, andere manier van oplossen van het koperzout
In de natuur wordt 'glucose' aangemaakt in groene planten door het fotosyntheseproces.
| Koolhydraten op basis van aantal koolstofatomen en reactiviteit | ||
|---|---|---|
| n-ose | aldose | ketose |
| triose | glyceraldehyde | 1,3-dihydroxyaceton |
| tetrose |
erythrose threose |
|
| pentose |
arabinose lyxose ribose xylose |
Xylulose |
| hexose |
allose altrose galactose glucose gulose idose mannose talose |
fructose sorbose tagatose |
| heptose | ||
Zie ook
