Istilah ini paling sering digunakan dalam biokimia, di mana pada dasarnya adalah sebuah sinonim dari sakarida, keluarga besar karbohidrat alami yang mengisi peran banyak pada makhluk hidup, seperti penyimpanan dan transportasi energi (misalnya, pati, glikogen) dan komponen struktural (misalnya, selulosa dan kitin pada tanaman di arthropoda). Kata ini berasal dari bahasa Yunani''σάκχαρον''(''sákcharon''), yang berarti "gula". Sakarida dan turunannya termasuk biomolekul penting lainnya banyak yang memainkan peran kunci dalam sistem kekebalan tubuh, pemupukan, patogenesis, pembekuan darah, dan pembangunan.
Dalam ilmu makanan dan dalam konteks informal, karbohidrat istilah yang sering berarti setiap makanan yang sangat kaya di pati (seperti sereal, roti dan pasta) atau gula (seperti permen, selai dan makanan penutup).
Sedangkan nomenklatur ilmiah karbohidrat kompleks, karbohidrat nama yang sangat sering berakhir di akhiran-ose.
Monosakarida merupakan karbohidrat sederhana dalam bahwa mereka tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih kecil. Mereka adalah aldehida atau keton dengan dua atau lebih gugus hidroksil. Rumus kimia umum dari monosakarida dimodifikasi adalah (C • H2O) n, harfiah "hidrat karbon." Monosakarida merupakan molekul bahan bakar penting serta blok bangunan untuk asam nukleat. Para monosakarida terkecil, yang n = 3, adalah dihidroksiaseton dan D-dan L-gliseraldehida.
Klasifikasi monosakarida
Monosakarida diklasifikasikan berdasarkan tiga karakteristik yang berbeda: penempatan gugus karbonil, jumlah atom karbon yang dikandungnya, dan wenangan kiral nya. Jika gugus karbonil merupakan aldehida, monosakarida adalah aldosa suatu, jika gugus karbonil adalah keton, monosakarida adalah ketose a. Monosakarida dengan tiga atom karbon disebut triosa, mereka dengan empat disebut tetroses, lima disebut pentosa, enam adalah heksosa, dan sebagainya.
Kedua sistem klasifikasi sering digabungkan. Misalnya, glukosa merupakan aldohexose (a aldehida enam-karbon), ribosa adalah aldopentose (a aldehida lima-karbon), dan fruktosa adalah ketohexose (keton enam-karbon).
Setiap atom karbon bantalan kelompok hidroksil (OH-), dengan pengecualian dari karbon pertama dan terakhir, yang asimetris, membuat mereka stereocenters dengan dua konfigurasi yang mungkin masing-masing (R atau S). Karena asimetri ini, sejumlah isomer mungkin ada untuk setiap rumus monosakarida tertentu. The aldohexose D-glukosa, misalnya, memiliki rumus (C · H2O) 6, yang semua kecuali dua dari atom karbon yang enam stereogenik, membuat D-glukosa salah satu dari 24 = 16 stereoisomer mungkin. Dalam kasus gliseraldehida, sebuah aldotriose, ada satu sepasang stereoisomer yang mungkin, yaitu enantiomer dan epimer. 1,3-dihidroksiaseton, yang ketose sesuai dengan gliseraldehida aldosa, adalah molekul simetris tanpa stereocenters).
Penugasan D atau L dibuat sesuai dengan orientasi karbon asimetrik terjauh dari gugus karbonil: dalam proyeksi Fischer standar jika gugus hidroksil adalah di sebelah kanan molekul adalah gula D, selain itu adalah gula L. The "D-" dan "L-" awalan tidak harus bingung dengan "d-" atau "l-", yang menunjukkan arah bahwa gula berputar cahaya pesawat terpolarisasi. Ini penggunaan "d-" dan "l-" tidak lagi diikuti dalam kimia karbohidrat.
Ring-lurus isomerisme rantai
Kelompok aldehid atau keton dari monosakarida rantai lurus akan bereaksi reversibel dengan kelompok hidroksil pada atom karbon yang berbeda untuk membentuk, hemiacetal atau hemiketal membentuk cincin heterosiklik dengan jembatan oksigen antara dua atom karbon. Cincin dengan lima dan enam atom disebut bentuk furanose dan pyranose, masing-masing, dan ada dalam kesetimbangan dengan bentuk rantai lurus.
Selama konversi dari rantai lurus bentuk ke bentuk siklik, atom karbon yang mengandung oksigen karbonil, yang disebut karbon anomeric, menjadi pusat stereogenik dengan dua konfigurasi yang mungkin: The atom oksigen dapat mengambil posisi di atas atau di bawah bidang cincin . Pasangan yang mungkin dihasilkan dari stereoisomer disebut anomers. Di'' α anomer'',-OH substituen pada karbon anomeric bertumpu pada sisi berlawanan (trans) dari cincin dari cabang samping CH2OH. Bentuk alternatif, di mana substituen CH2OH dan hidroksil anomeric berada di sisi yang sama (cis) dari bidang cincin, disebut β'''' anomer. Anda ingat bahwa anomer β adalah cis oleh mnemonic, "Itu selalu lebih baik untuk up βe". Karena cincin dan rantai lurus bentuk mudah interconvert, baik anomers ada dalam kesetimbangan. Ini memiliki banyak kegunaan seperti peran penting dalam industri kertas dan tekstil, dan digunakan sebagai bahan baku untuk produksi rayon (melalui proses viscose), selulosa asetat, seluloid, dan nitroselulosa.
Kitin memiliki struktur yang sama, namun memiliki nitrogen yang mengandung cabang samping, meningkatkan kekuatannya. Hal ini ditemukan di Artropoda exoskeletons dan di dinding sel dari beberapa jamur. Hal ini juga telah menggunakan beberapa, termasuk benang bedah.
Polisakarida lainnya termasuk kalosa atau laminarin, chrysolaminarin, xilan, mannan, fucoidan, dan galactomannan.
Sebelumnya nama "karbohidrat" digunakan dalam kimia untuk setiap senyawa dengan rumus C'' m'' (H2O) n''''. Setelah definisi ini, beberapa ahli kimia formaldehida CH2O dianggap menjadi karbohidrat sederhana, sementara yang lain mengklaim bahwa judul untuk glikolaldehida Hari istilah umumnya dipahami dalam arti biokimia, yang tidak termasuk senyawa dengan hanya satu atau dua karbon.
Sakarida alami umumnya dibangun dari karbohidrat sederhana yang disebut monosakarida dengan rumus umum (CH2O) n'''''' n'' di mana adalah tiga atau lebih. Sebuah monosakarida khas memiliki struktur H-(CHOH)'' x'' (C = O) - (CHOH)'' y''-H, yaitu, sebuah aldehid atau keton dengan gugus hidroksil banyak menambahkan, biasanya satu pada setiap atom karbon yang bukan merupakan bagian dari aldehida atau kelompok fungsional keton. Contoh monosakarida adalah glukosa, fruktosa, dan gliseraldehida. Namun, beberapa zat biologis yang biasa disebut "monosakarida" tidak sesuai dengan formula ini (misalnya, asam uronic dan deoksi-gula seperti fucose), dan ada banyak bahan kimia yang sesuai dengan formula ini, tetapi tidak dianggap sebagai monosakarida (misalnya , formaldehida CH2O dan inositol (CH2O) 6).
Bentuk rantai terbuka dari monosakarida sering berdampingan dengan bentuk cincin tertutup dimana oksigen dari gugus karbonil C = O digantikan oleh internal O-jembatan.
Monosakarida dapat dihubungkan bersama-sama ke dalam apa yang disebut polisakarida (atau oligosakarida) dalam berbagai macam cara. Banyak karbohidrat mengandung satu atau lebih unit monosakarida dimodifikasi yang telah memiliki satu atau lebih kelompok diganti atau dihapus. Sebagai contoh, deoksiribosa, komponen DNA, adalah versi modifikasi dari ribosa, kitin terdiri dari pengulangan unit N-asetilglukosamin, bentuk nitrogen yang mengandung glukosa.
Kimia karbohidrat adalah cabang besar dan ekonomis penting dari kimia organik. Beberapa reaksi organik utama yang melibatkan karbohidrat adalah:
1. Karbohidrat asetalisasi
2. Sianohidrin reaksi
3. Lobry-de Bruyn-van Ekenstein transformasi
4. Amadori penataan ulang
5. Nef Reaksi
6. Wohl degradasi
7. Koenigs-Knorr reaksi
Makanan tinggi karbohidrat termasuk roti, pasta, kacang-kacangan, kentang, dedak, nasi, dan sereal. Kebanyakan makanan seperti tinggi di pati. Karbohidrat membutuhkan air lebih sedikit untuk dicerna dibandingkan protein atau lemak dan merupakan sumber yang paling umum dari energi dalam makhluk hidup. Protein dan lemak merupakan komponen bangunan yang diperlukan untuk jaringan tubuh dan sel-sel, dan juga merupakan sumber energi bagi sebagian besar organisme.
Karbohidrat tidak nutrisi penting pada manusia: tubuh dapat memperoleh semua energi dari protein dan lemak. Namun, otak dan neuron umumnya tidak dapat membakar lemak dan perlu glukosa untuk energi, tubuh dapat membuat glukosa beberapa dari beberapa asam amino dalam protein dan juga dari tulang punggung gliserol dalam trigliserida. Karbohidrat mengandung 15,8 kilojoule (3,75 kilokalori) dan protein 16,8 kilojoule (4 kilokalori) per gram, sedangkan lemak mengandung 37,8 kilojoule (9 kilokalori) per gram. Dalam kasus protein, ini agak menyesatkan karena hanya beberapa asam amino dapat digunakan untuk bahan bakar. Demikian pula, pada manusia, hanya beberapa karbohidrat yang dapat digunakan untuk bahan bakar, seperti di banyak monosakarida dan beberapa disakarida. Jenis karbohidrat lainnya dapat digunakan, tetapi hanya dengan bantuan bakteri usus. Ruminansia dan rayap bahkan dapat memproses selulosa, yang dicerna bagi organisme lain.
Berdasarkan efek pada risiko penyakit jantung dan obesitas, Institute of Medicine merekomendasikan bahwa orang dewasa Amerika dan Kanada mendapatkan antara 40-65% dari energi makanan dari karbohidrat.
Organisasi Pangan dan Pertanian dan Organisasi Kesehatan Dunia bersama-sama merekomendasikan bahwa pedoman diet nasional menetapkan tujuan 55-75% dari total energi dari karbohidrat, tetapi hanya 10% langsung dari gula (istilah mereka untuk karbohidrat sederhana).
Klasifikasi
Untuk tujuan diet, karbohidrat dapat diklasifikasikan sebagai sederhana (monosakarida dan disakarida) atau kompleks (oligosakarida dan polisakarida). The'' karbohidrat kompleks Istilah'' pertama kali digunakan pada Komite Senat AS Pilih pada Nutrisi dan publikasi Manusia Kebutuhan'' Tujuan Diet untuk Amerika Serikat'' (1977), di mana ia dilambangkan "buah, sayuran dan biji-bijian utuh". Pedoman diet umumnya merekomendasikan bahwa karbohidrat kompleks, dan seperti kaya nutrisi sumber karbohidrat sederhana seperti buah (glukosa atau fruktosa) dan produk susu (laktosa) membuat sebagian besar konsumsi karbohidrat. Ini tidak termasuk sumber seperti gula sederhana seperti permen dan minuman manis.
'' USDA Dietary Guidelines for Americans 2005'' ditiadakan dengan perbedaan yang sederhana / kompleks, bukan merekomendasikan makanan kaya serat dan biji-bijian.
The glikemik indeks glikemik dan konsep beban telah dikembangkan untuk mengkarakterisasi perilaku makanan selama pencernaan manusia. Mereka peringkat makanan kaya karbohidrat berdasarkan kecepatan dari efeknya terhadap kadar glukosa darah. Indeks insulin adalah, mirip lebih baru klasifikasi metode yang peringkat makanan berdasarkan efeknya terhadap kadar insulin darah, yang disebabkan oleh glukosa (atau pati) dan beberapa asam amino dalam makanan. Indeks glikemik merupakan ukuran seberapa cepat glukosa makanan diserap, sedangkan beban glikemik adalah ukuran dari glukosa diserap total makanan.
Tiada ulasan:
Catat Ulasan