Carbohidrați; Principiile biologiei
Glucidele sunt macromolecule cu care majoritatea consumatorilor sunt oarecum familiarizați. Pentru a pierde în greutate, unele persoane aderă la diete „cu conținut scăzut de carbohidrați”. Spre deosebire de aceasta, sportivii „înregistrează carbohidrați” înainte de competiții importante pentru a se asigura că au suficientă energie pentru a concura la un nivel înalt. Carbohidrații sunt, de fapt, o parte esențială a dietei noastre; cerealele, fructele și legumele sunt toate surse naturale de carbohidrați. Carbohidrații furnizează energie organismului, în special prin glucoză, un zahăr simplu. Carbohidrații au și alte funcții importante la om, animale și plante.
Carbohidrații pot fi reprezentați prin formula stoichiometrică (CH2O) n, unde n este numărul de atomi de carbon din moleculă. Cu alte cuvinte, raportul dintre carbon și hidrogen la oxigen este de 1: 2: 1 în moleculele de carbohidrați. Această formulă explică, de asemenea, originea termenului „carbohidrat”: componentele sunt carbonul („carbo”) și componentele apei (deci, „hidrat”). Glucidele sunt clasificate în trei subtipuri: monozaharide, dizaharide și polizaharide.
Monozaharide
Monozaharidele (mono- = „unu”; zaharid = „dulce”) sunt zaharuri simple, dintre care cel mai frecvent este glucoza. În monozaharide, numărul carbonilor variază de obicei între trei și șapte. Majoritatea denumirilor monozaharidice se termină cu sufixul -ose.
Formula chimică pentru glucoză este C6H12O6. La om, glucoza este o sursă importantă de energie. În timpul respirației celulare, energia este eliberată din glucoză și această energie este utilizată pentru a ajuta la producerea adenozin trifosfatului (ATP). Plantele sintetizează glucoza folosind dioxid de carbon și apă, iar glucoza, la rândul ei, este utilizată pentru necesitățile energetice ale plantei. Excesul de glucoză este adesea stocat ca amidon care este catabolizat (descompunerea moleculelor mai mari de celule) de către oameni și alte animale care se hrănesc cu plante.
Galactoza (parte a lactozei sau zahărului din lapte) și fructoza (care se găsește în zaharoză, în fructe) sunt alte monozaharide obișnuite. Deși glucoza, galactoza și fructoza au toate aceeași formulă chimică (C6H12O6), ele diferă structural și chimic (și sunt cunoscute sub numele de izomeri) din cauza aranjamentului diferit al grupărilor funcționale în jurul carbonului asimetric; toate aceste monozaharide au mai mult de un carbon asimetric. În cadrul unei monozaharide, toți atomii sunt conectați între ei cu legături covalente puternice.
Figura 2 Glucoza, galactoza și fructoza sunt toate hexoze. Sunt izomeri structurali, adică au aceeași formulă chimică (C6H12O6), dar o dispunere diferită a atomilor. Liniile dintre atomi reprezintă legături covalente.
Dizaharide
Dizaharidele (di- = „două”) se formează atunci când două monozaharide suferă o reacție de deshidratare (cunoscută și ca reacție de condensare sau sinteză de deshidratare). În timpul acestui proces, grupul hidroxil (OH) al unei monozaharide se combină cu hidrogenul altei monozaharide, eliberând o moleculă de apă și formând o legătură covalentă care unește cele două monozaharide împreună.