SZÉNHIDRÁTOK
A szénhidrátok döntő többségének felépítésében három elem, a C, a H és az O atomjai vesznek részt. Az egyszerű szénhidrátok (monoszacharidok) részecskéi egyetlen cukormolekulából állnak. Az öt szénatomos monoszacharidokat pentózoknak, a hat szénatomosakat pedig hexózoknak nevezzük.
Biológiai szempontból legjelentősebb a hat szénatomos szőlőcukor (glükóz) és gyümölcscukor(fruktóz), valamint az öt szénatomos ribóz és dezoxiribóz.
A SZÉNHIDRÁTOK FELÉPÍTÉSE A szénhidrátok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. A hidrogén és oxigén aránya 2:1, úgy mint a vízmolekulákban. Innen kapták a szén+víz = szénhidrát elnevezést. A szénhidrátok nagyon stabil vegyületek.
A glükózmolekula térbeli elrendeződése
EGYSZERŰ SZÉNHIDRÁTOK MONOMER= kis alapegység Ezekből bonyolultabb, összetett molekulák épülnek fel. Ezeket MAKROMOLEKULÁNAK nevezzük. A szénhidrátok esetében a monoszacharidokat a vízben való jó oldódás és az édes íz jellemzi. A monoszacharidok vizes oldataik formájában jól szállíthatók, ezért a vérben és a növények háncsszövetében is megtalálhatók.
ÖSSZETETT SZÉNHIDRÁTOK Az összetett szénhidrátok két, vagy több monoszacharid összekapcsolódásával jönnek létre. Ha két monomer kapcsolódik össze, akkor diszacharidról, ha sok (több száz) monomer, akkor poliszacharidról beszélünk. A diszacharidok szintén édes, vízben jól oldódó molekulák. A hétköznapi nyelvben a mono- és diszacharidokat cukroknak nevezzük. Ismert diszacharidok: szacharóz = répacukor, maltóz = malátacukor, laktóz = tejcukor.
Egy diszacharid molekula, a maltóz képződése
POLISZACHARIDOK A poliszacharidok sok, legtöbbször több száz, esetleg több ezer monomerből épülnek fel. Tulajdonságaik lényegesen mások, mint a monomereké. Nem édesek, vízben nem oldódnak. Legismertebb formái a keményítő és a cellulóz. Mindkét anyag monomerje a glükóz, de annak különböző térbeli formái.
A poliszacharidok több száz vagy több ezer cukormolekula összekapcsolódásával jönnek létre, vízben nem oldódnak. Egyes fajtáik raktározott tápanyagok, mások pedig a test szilárdításában fontos szerkezeti anyagok.
A keményítő a növények raktározott tápanyaga, az alapszöveti sejtekben zárványokat alkot. A keményítő több száz glükóz összekapcsolódásával keletkezik. Hélix szerkezetű amilóz, és sok elágazást tartalmazó amilopektin építi fel. Az amilóz jóddal kék színű vegyületet képez. Ez a színreakció felhasználható a keményítő kimutatására.
A keményítő szerkezete
A glikogén az állatok máj- és izomsejtjeiben raktározott poliszacharid. Több ezer glükózmolekula összekapcsolódásával alakul ki. Szerkezete a keményítő amilopektinjéhez hasonló.
A CELLULÓZ ÉS A KITIN A cellulóz szálas, rostos szerkezetű, kémiailag nagyon ellenálló vegyület. A növények sejtfalának legfontosabb alkotórésze. Molekulája több ezer glükóz összekapcsolódásával alakul ki. Kémiai ellenálló képességére jellemző, hogy az állatok emésztőnedvei nem képesek lebontani felépítő egységeire.
A cellulóz szerkezete
A glükózegységek közötti kötéseket csak egyes cellulózbontó baktériumok hatóanyagai hidrolizálják. Számos állat (pl. kérődzők, hangyák, termeszek) bélcsatornájában élnek ilyen baktériumok.
A kitin a cellulózhoz hasonló szerkezetű, de nitrogéntartalmú poliszacharid. A cellulózhoz hasonlóan kevéssé reakcióképes. Egyes gerinctelen állatok, például az ízeltlábúak vázának szilárdító anyaga, de a gombák sejtfalának is fontos alkotója.
Az amilóz és a keményítő A keményítő növényekre jellemző formája az amilóz. Táplálékunk jelentős részét a növényi keményítő teszi ki: búza, burgonya, vagy rizskeményítő.
Az állatokban a glikogén másik, elágazóbb formája raktározódik. Az ember májában és izmaiban néhány órára elegendő glikogénraktárak vannak
A keményítő kimutatása A keményítő kimutatására a jóddal (kálium-jodidos jódoldat, más néven Lugol-oldat) szolgál. Jód hatására a keményítő kékeslilára színeződik. A jódmolekulák beépülnek a keményítő hélixébe. A színváltozást a kialakuló másodlagos kötések okozzák.
A SZÉNHIDRÁTOK BIOLÓGIAI JELENTŐSÉGE A szénhidrátok a lipidekhez hasonlóan tartalék tápanyagok, de jelentős oxigéntartalmuk miatt kb. feleannyi energiát raktároznak, mint a lipidek. (egységnyi mennyiséget tekintve)
A szénhidrátok Biológiai jelentősége A szénhidrátok a test hajtóanyagai, a szervezet elsősorban energiaforrásként hasznosítja őket. A szénhidrátok nélkülözhetetlenek az izmok működésében, az agyi funkciók, a vegetatív idegrendszer működéséhez, a veseműködésben.
A Föld szervesanyag-készletének legnagyobb részét szénhidrátok alkotják, ezeket a növények fotoszintézis útján a napfény energiájának felhasználásával, szén-dioxidból és vízből állítják elő. Növény- (sejtfal, szilárd váz, tartalék tápanyag, a plazmában cukor) és állatvilágban (növényi tápanyagokból, de csak kis mennyiségben tárolják, inkább zsírrá alakítva) egyaránt megtalálhatóak.
A szénhidrátok szerepe a táplálkozásban Energiaszükségletünk kb. 50%-át a szénhidrátok fedezik (legnagyobb felhasználó, a munkát végző izomzat, naponta kb. 300g szénhidrátra van szüksége).
Másik fontos tulajdonságuk, hogy a szervezet vázanyagának alkotásában vesznek részt. A sejtek külső burkában jelenlévő szénhidrátok nem csak a sejt mechanikai védelmében, de sajátos anyagcsere- és védekező mechanizmusában is részt vesznek.
Szérumfehérjékben (vér) és hormonokban is megtalálhatóak. Szerepük van az immunanyag képzésben, a véralvadás gátlásában (heparin), a kalcium-anyagcserében, ezen keresztül a csontosodási folyamatban is. Kedvezően befolyásolják az agy érési sebességét fejlődő korban. A tejcukor bizonyos fajtája a csecsemők bélflórájának kialakulásában játszik szerepet.
A cukor segíti az agyműködést (az agysejtek tápanyaga elsősorban a glukóz), emeli az endomorfin szintet (örömérzetet okoz a hormon), ezért jutalomfalatként érzékeli még az idegrendszerünk is a csokoládét ( limbikusrendszerjutalmazó-büntető információ), a szénhidrátbevitelt.
Stressz, stresszes helyzet esetén mindezek együttes hatására pozitív visszacsatolásként (stressz-oldó forrásként) éli meg az ember a minél magasabb szénhidrát tartalmú, édes ízű táplálékok fogyasztását.
DE A kontrollálatlanul, nagy mennyiségben elfogyasztott szénhidrát (főleg finomított fehér cukor) azonban hirtelen emeli meg a vércukorszintet, fokozott inzulin kiválasztódásra serkenti a szervezetet, nagy mennyiségben alakul át a fölösleges szénhidrát zsírsavvá (ami aztán a zsírsejtekben raktározódik el.
A legtöbb ember táplálkozására az egyszerű szénhidrátok magas bevitele jellemző, ami plusz, ún. üres kalóriákhoz juttatja a szervezetet, hízást eredményezve, hiszen gyorsan felszívódik, és ha azonnal nem használódik fel, szervezetünk zsír formájában raktározza el.
Az egyszerű cukrok bevitelét tehát mérsékelni kell. Ilyen egyszerű cukor a kristálycukor. Megtalálható a cukrozott üdítőitalokban, cukorral készült szörpökben, finom péksüteményekben, mint a kakaós csiga, lekváros bukta, stb.
Összetett szénhidrátokat találunk a teljes kiőrlésű gabonafélékben, az ezekből készült ételekben, a zöldségekben és a gyümölcsökben. Ezeknek a fogyasztását részesítsük előnyben. Összetett szénhidrátok a rostok is, melyek segítik az emésztést.