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In questa pagina, faremo conoscenza con la struttura chimica di diversi tipi di carboidrati e impareremo dove li troviamo negli alimenti.

in Primo luogo, tutti i carboidrati sono gli stessi elementi chimici:

• di carbonio (che è il “carbo-” parte)

• l’idrogeno e l’ossigeno, in circa due-a-uno, in proporzione, proprio come in H2O (che è la “idrato” in parte)

Per questo motivo, è possibile vedere i carboidrati abbreviato con “CHO” nella nostra classe.,

I carboidrati possono essere suddivisi in due tipi principali: semplici e complessi. I carboidrati semplici sono costituiti da una o due unità di zucchero, mentre i carboidrati complessi sono costituiti da molte unità di zucchero. Vedremo ognuno di questi a turno. Questa figura ti dà una panoramica dei tipi di carboidrati che tratteremo.

Fig. 2.1. I carboidrati possono essere suddivisi in due tipi principali: semplici (compresi monosaccaridi e disaccaridi) e complessi.,

Carboidrati semplici

I carboidrati semplici sono talvolta chiamati “zuccheri” o “zuccheri semplici.”Ci sono 2 tipi di carboidrati semplici: monosaccaridi e disaccaridi.

I monosaccaridi contengono solo un’unità di zucchero, quindi sono il più piccolo dei carboidrati. (Il prefisso “mono -” significa ” uno.”) Le piccole dimensioni dei monosaccaridi conferiscono loro un ruolo speciale nella digestione e nel metabolismo. I carboidrati alimentari devono essere suddivisi in monosaccaridi prima di poter essere assorbiti nel tratto gastrointestinale e circolano anche nel sangue sotto forma di monosaccaridi.,

Ci sono 3 monosaccaridi:

1. Glucosio

2. Fruttosio

3. Galattosio

si noti che tutti e tre hanno la stessa formula chimica (C6H12O6); gli atomi sono solo disposti un po ‘ diverso.

1 – Glucosio

Ecco la struttura chimica del glucosio:

In questa classe, staremo a volte uso un semplice esagono verde per rappresentare il glucosio:

Hai già familiarità con il glucosio, perché è il principale prodotto della fotosintesi., Le piante producono glucosio come un modo per immagazzinare l’energia del sole in una forma che può utilizzare per la crescita e la riproduzione.

Nell’uomo, il glucosio è uno dei nutrienti più importanti per alimentare il corpo. È particolarmente importante per il cervello e il sistema nervoso, che non sono molto bravi a usare altre fonti di carburante. I muscoli, d’altra parte, possono usare il grasso come fonte di energia. (In pratica, i muscoli sono di solito utilizzando una combinazione di grassi e glucosio per l’energia, che impareremo di più in seguito.,)

Fonti alimentari di glucosio: il glucosio si trova in frutta e verdura, così come miele, sciroppo di mais e sciroppo di mais ad alto fruttosio. (Tutte le piante producono glucosio, ma gran parte del glucosio viene utilizzato per produrre amido, fibre e altri nutrienti. Gli alimenti elencati qui hanno glucosio nella sua forma di monosaccaride.,)

2 – Fruttosio

Ecco la struttura chimica di fruttosio:

In questa classe, staremo a volte uso un semplice viola pentagono per rappresentare il fruttosio:

il Fruttosio è speciale perché è il più dolce di carboidrati. Le piante producono molto fruttosio come modo per attirare insetti e animali, che aiutano le piante a riprodursi. Ad esempio, le piante producono il nettare, che è ricco di fruttosio e molto dolce, per attirare gli insetti che lo impollinano. Le piante mettono anche il fruttosio nella frutta per renderla più gustosa., Gli animali mangiano il frutto, si allontanano e in seguito cacciano i semi dal frutto, seminando così i semi della prossima generazione. Animale ottiene un pasto, e la pianta arriva a riprodursi: win-win!

Fig. 2.2. Fruttosio in natura: un’ape raccoglie il nettare dolce da un fiore, nel processo diffondendo il polline da fiore a fiore e aiutando le piante a riprodursi. Le api usano il nettare per fare il miele, che gli esseri umani raccolgono per l’uso come dolcificante. (Il miele contiene una miscela di saccarosio, fruttosio e glucosio)., Un kiwi è addolcito in parte dal fruttosio. Gli animali godono il frutto dolce e poi cacca fuori i semi, li semina per una nuova generazione di alberi di kiwi.,

fonti Alimentari di fruttosio: Frutta, verdura, miele, fruttosio sciroppo di mais

3 – Galattosio

Ecco la struttura chimica di galattosio:

In questa classe, staremo a volte uso un esagono blu per rappresentare il galattosio:

fonti Alimentari di galattosio: il Galattosio è trovato in latte e prodotti lattiero-caseari a base di latte), ma è quasi sempre legato al glucosio per formare un disaccaride (più su che in un minuto). Raramente lo troviamo nel nostro approvvigionamento alimentare in forma di monosaccaride.,

Il secondo tipo di carboidrati semplici è disaccaridi. Contengono due unità di zucchero legate insieme.

Ci sono 3 disaccaridi:

1. il Maltosio (glucosio + glucosio)

2. il Saccarosio (glucosio + fruttosio)

3. il Lattosio (glucosio + galattosio)

1 – Maltosio

il Maltosio è costituito da due molecole di glucosio legate insieme. Non si presenta naturalmente in alcuna quantità apprezzabile negli alimenti, con una sola eccezione: i grani germogliati., I grani contengono molto amido, che è fatto di lunghe catene di glucosio (più su questo in un minuto), e quando il seme di un grano inizia a germogliare, inizia a scomporre quell’amido, creando maltosio. Se il pane è fatto da quei chicchi germinati, quel pane avrà un po ‘ di maltosio. Il pane di grano germogliato è di solito un po ‘ più pesante e più dolce del pane fatto con farina normale.

Il maltosio svolge anche un ruolo nella produzione di birra e liquori, perché questo processo comporta la fermentazione di cereali o altre fonti di carboidrati., Maltosio si forma durante la ripartizione di quei carboidrati, ma c’è molto poco rimanente una volta che il processo di fermentazione è completo.

Si può gustare la dolcezza del maltosio se si tiene un alimento amidaceo in bocca per un minuto o giù di lì. Prova questo con un cibo semplice come un cracker di soda. L’amido non è dolce, ma poiché l’amido nel cracker inizia a rompersi con l’azione dell’amilasi salivare, si formerà il maltosio e assaggerai la dolcezza!

2 – saccarosio

Il saccarosio è costituito da una molecola di glucosio legata a una molecola di fruttosio., È fatto dalle piante per lo stesso motivo del fruttosio attract per attirare gli animali a mangiarlo e quindi diffondere i semi.

Il saccarosio è presente naturalmente in frutta e verdura. (La maggior parte di frutta e verdura contiene una miscela di glucosio, fruttosio e saccarosio.) Ma gli esseri umani hanno anche capito come concentrare il saccarosio nelle piante (di solito canna da zucchero o barbabietole da zucchero) per fare zucchero da tavola raffinato. Troviamo anche il saccarosio nello sciroppo d’acero e nel miele.

Il saccarosio presente nella patata dolce è chimicamente identico al saccarosio presente nello zucchero da tavola., Allo stesso modo, il fruttosio trovato in un fico è chimicamente identico al fruttosio trovato nello sciroppo di mais ad alto fruttosio. Come discuteremo più tardi, ciò che è diverso è il pacchetto gli zuccheri entrano. Quando mangi una patata dolce o un fico, ottieni anche un sacco di fibre, vitamine e minerali in quel pacchetto, mentre lo zucchero e lo sciroppo di mais ad alto fruttosio forniscono solo zucchero, nient’altro. Non è una brutta cosa mangiare zucchero. Dopo tutto, è un combustibile vitale per il nostro cervello e sistema nervoso. Ma prestare attenzione al pacchetto in cui viene fornito può aiutarci a fare buone scelte generali per la salute.,

3 – Lattosio

Il lattosio è costituito da una molecola di glucosio legata ad una molecola di galattosio. A volte è chiamato “zucchero del latte” come si trova nei prodotti lattiero-caseari come latte, yogurt e formaggio. Questi sono gli unici alimenti animali che hanno quantità significative di carboidrati. La maggior parte dei nostri carboidrati provengono da alimenti vegetali.

Carboidrati complessi

I carboidrati complessi sono anche chiamati polisaccaridi, perché contengono molti zuccheri. (Il prefisso “poly -” significa ” molti.,”) Ci sono 3 polisaccaridi principali:

1. Amido

2. Glicogeno

3. Fibra

Tutti e tre questi polisaccaridi sono costituiti da molte molecole di glucosio legate insieme, ma differiscono nella loro struttura e nel tipo di legami.

1 – Amido

L’amido è costituito da lunghe catene di glucosio. Se queste catene sono diritte, si chiamano amilosio; se sono ramificate, si chiamano amilopectina.

Ecco un segmento di amilosio contenente 3 unità di glucosio.,

La figura seguente mostra un segmento di amilopectina contenente 4 unità di glucosio. La struttura chimica è rappresentata in modo diverso, ma puoi individuare il luogo in cui si dirama?

Usando il nostro esagono verde per rappresentare il glucosio, puoi immaginare l’amido come qualcosa del genere:

Gli esseri umani hanno enzimi digestivi per abbattere entrambi i tipi di amido, di cui parleremo nella pagina successiva.

L’amido è la forma di conservazione dei carboidrati nelle piante., Le piante producono amido per immagazzinare il glucosio. Ad esempio, l’amido è nei semi per dare energia alla piantina per germogliare, e mangiamo quei semi sotto forma di cereali, legumi (soia, lenticchie, pinto e fagioli, per esempio), noci e semi. L’amido viene anche immagazzinato in radici e tuberi per fornire energia immagazzinata alla pianta per crescere e riprodursi, e li mangiamo sotto forma di patate, patate dolci, carote, barbabietole e rape.

Quando mangiamo cibi vegetali con amido, possiamo scomporli in glucosio per fornire carburante per le cellule del nostro corpo., Inoltre, l’amido di alimenti vegetali interi viene confezionato con altri preziosi nutrienti. Troviamo anche amido raffinato-come l’amido di mais-come ingrediente in molti alimenti trasformati, perché serve come un buon addensante.

2 – glicogeno

Il glicogeno è strutturalmente simile all’amilopectina, ma è la forma di stoccaggio di carboidrati negli animali, inclusi gli esseri umani. È costituito da catene altamente ramificate di glucosio, ed è immagazzinato nel fegato e nel muscolo scheletrico., La struttura ramificata del glicogeno rende più facile abbattere rapidamente per rilasciare il glucosio per servire come combustibile quando necessario con breve preavviso.

Il glicogeno epatico viene scomposto in glucosio, che viene rilasciato nel flusso sanguigno e può essere utilizzato dalle cellule di tutto il corpo. Il glicogeno muscolare fornisce energia solo per i muscoli, per alimentare l’attività. Che può tornare utile se sei inseguito da un leone, o sprint per rendere il vostro autobus!

Anche se il glicogeno è immagazzinato nel fegato e nei muscoli degli animali, non lo troviamo nella carne, perché viene scomposto subito dopo la macellazione., Quindi, il glicogeno non si trova nel nostro cibo. Invece, dobbiamo farlo nel nostro fegato e nei muscoli dal glucosio.

Ecco una bella rappresentazione del glicogeno.

Fig. 2.3-Il glicogeno è costituito da lunghe catene ramificate di glucosio, che si irradiano attorno a una proteina centrale.

3 – Fibra

La fibra include carboidrati e altre sostanze strutturali nelle piante che sono indigeribili agli enzimi umani. La fibra è fatta dalle piante per fornire protezione e supporto strutturale., Pensa agli steli spessi che aiutano una pianta a stare in piedi, ai gusci di semi duri e alla buccia di frutta che proteggono ciò che cresce all’interno. Questi sono pieni di fibre.

Fig. 2.4-Esempi di piante alimentari ad alto contenuto di fibre, tra cui grano, broccoli e mele.

Nel nostro cibo, troviamo fibre in alimenti vegetali interi come cereali integrali, semi, noci, frutta, verdura e legumi.

Uno dei tipi più comuni di fibre è la cellulosa, il componente principale nelle pareti delle cellule vegetali., La struttura chimica della cellulosa è mostrata nella figura seguente, con la nostra rappresentazione semplificata accanto ad essa. Potete vedere che la cellulosa ha lunghe catene di glucosio, simili all’amido, ma sono impilate, e ci sono legami idrogeno che collegano le pile.

Quando mangiamo la fibra, passa attraverso l’intestino tenue intatto, perché non abbiamo enzimi digestivi per scomporla. Poi, nell’intestino crasso, il nostro microbiota amico-i batteri che vivono nei nostri due punti-vanno a lavorare sulla fibra., Some fiber can be fermented by those bacteria. We’ll discuss fiber more later in the unit.

Self-Check

1. Levin, R.J. Carbohydrates., In: Nutrizione moderna in salute e malattia, 9 ° Ed., Baltimora, MD, Lippincott Williams e Wilkins, 1999

2. US Department of Agriculture (USDA), Agricultural Research Service, Nutrient Data Laboratory. USDA National Nutrient Database per riferimento standard, Legacy. Versione corrente: Aprile 2018. Internet: http://www.ars.usda.gov/nutrientdata

Crediti immagine

1. Fig. 2.1-Tipi di carboidrati diagramma di Alice Callahan realizzato con Microsoft SmartArt, CC BY-SA 4.,0

2. Le strutture chimiche di glucosio, fruttosio, galattosio, amilosio, amilopectina sono di pubblico dominio, accessibili da Wikipedia