Koolhydraten

Biomolecuul

Een koolhydraat is een biomolecuul dat bestaat uit koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O) atomen, meestal met een waterstof-zuurstofatoomverhouding van 2:1 (zoals in water) en dus met de empirische formule Cm (H2O) n (waarbij m kan verschillen van n). Deze formule geldt voor monosachariden. Er zijn enkele uitzonderingen; Desoxyribose, een suikercomponent van DNA, heeft bijvoorbeeld de empirische formule C5H10O4. De koolhydraten zijn technisch koolhydraten; structureel is het nauwkeuriger om ze te zien als aldoses en ketoses.

Sachariden

De term komt het meest voor in de biochemie, waar het een synoniem is van sacharide, een groep die suikers, zetmeel en cellulose bevat. De sacchariden zijn verdeeld in vier chemische groepen: monosachariden, disachariden, oligosachariden en polysachariden. Monosachariden en disachariden, de kleinste koolhydraten (met een lager molecuulgewicht), worden gewoonlijk suikers genoemd. Het woord saccharide komt van het Griekse woord σάκχαρον (sák-kharon), wat "suiker" betekent. Hoewel de wetenschappelijke nomenclatuur van koolhydraten complex is, eindigen de namen van de monosachariden en disachariden vaak in het achtervoegsel -ose, zoals in de monosachariden fructose (fruitsuiker) en glucose (zetmeelsuiker) en de disachariden sucrose (rietsuiker of bietsuiker) en lactose (melksuiker).

Rol

Koolhydraten vervullen talloze rollen in levende organismen. Polysachariden dienen voor de opslag van energie (bijvoorbeeld zetmeel en glycogeen) en als structurele componenten (bijvoorbeeld cellulose in planten en chitine in geleedpotigen). De 5-koolstof monosacharide ribose is een belangrijk bestanddeel van co-enzymen (bijv. ATP, FAD en NAD) en de ruggengraat van het genetische molecuul bekend als RNA. De gerelateerde desoxyribose is een component van DNA. Sacchariden en hun derivaten omvatten vele andere belangrijke biomoleculen die een sleutelrol spelen in het immuunsysteem, bevruchting, het voorkomen van pathogenese, bloedstolling en ontwikkeling.

Voeding

Ze zijn te vinden in een breed scala aan natuurlijke en bewerkte voedingsmiddelen. Zetmeel is een polysacharide. Het is overvloedig aanwezig in granen (tarwe, maïs, rijst), aardappelen en bewerkte voedingsmiddelen op basis van graanmeel, zoals brood, pizza of pasta. Suikers komen in menselijke voeding voornamelijk voor als tafelsuiker (sucrose, gewonnen uit suikerriet of suikerbieten), lactose (overvloedig in melk), glucose en fructose, die beide van nature voorkomen in honing, veel fruit en sommige groenten. Tafelsuiker, melk of honing worden vaak toegevoegd aan drankjes en veel bereid voedsel zoals jam, koekjes en gebak.

Vezels

Cellulose, een polysacharide dat voorkomt in de celwanden van alle planten, is een van de belangrijkste componenten van onoplosbare voedingsvezels. Hoewel het niet verteerbaar is, helpt onoplosbare voedingsvezels om een gezond spijsverteringssysteem te behouden door ontlasting te verlichten. Andere polysachariden in voedingsvezels zijn resistent zetmeel en inuline, die sommige bacteriën voeden in de microbiota van de dikke darm, en worden gemetaboliseerd door deze bacteriën om vetzuren met een korte keten te produceren.