Carbohydrat (hay còn gọi là gluxit) là một chất hữu cơ quan trọng, có chứa carbon (C), oxy (O), và hydro (H) trong tỷ lệ H:O = 2:1 (giống tỷ lệ trong nước - H2O). Tổng quan, công thức phân tử của Carbohydrat có thể được viết là Cm(H2O)n hoặc Cn(H2O)m (với m và n là số tự nhiên khác không, có thể bằng hoặc khác nhau). Carbohydrat là nhóm phổ biến nhất trong bốn nhóm phân tử sinh học chính và có vai trò quan trọng trong cơ thể sống.
Cấu trúc của Carbohydrat
Carbohydrat là thành phần chính của hầu hết các chất hữu cơ trên Trái Đất do các vai trò quan trọng của chúng trong các dạng sống. Đầu tiên, chúng đóng vai trò như dạng dự trữ năng lượng, nhiên liệu và chất trao đổi trung gian. Thứ hai, các loại đường ribose và deoxyribose tạo thành một phần của cấu trúc của RNA và DNA. Thứ ba, polysaccharide là thành phần cấu trúc của thành tế bào vi khuẩn và thực vật, đặc biệt cellulose trong thực vật và kitin trong động vật. Thứ tư, Carbohydrat có quan hệ với protein và lipid, các chất này có vai trò quan trọng trong tương tác giữa các tế bào và tương tác giữa các tế bào với môi trường của chúng.
Carbohydrat là hợp chất hữu cơ đơn giản nhất, gồm một aldehyde hoặc ketone với các nhóm hydroxyl (-OH). Các đơn vị cơ bản của Carbohydrat được gọi là monosacarit, ví dụ như glucose, galactose, và fructose. Công thức tổng quát của một monosaccharide là (C·H2O)n, với n lớn hơn hoặc bằng 3. Tuy nhiên, không phải tất cả Carbohydrat tuân theo công thức này (như acid uronic, các đường deoxy như fucose), hoặc không phải tất cả các chất hóa học có công thức như trên thì được coi là Carbohydrat.
Monosaccharide có thể liên kết với nhau để tạo thành polysaccharide hoặc oligosaccharide. Các chất này có thể chứa một hoặc nhiều hơn các phân tử monosaccharide khi có các nhóm chức bị thay thế hoặc bị khử. Ví dụ, deoxyribose là thành phần cấu tạo của DNA, và kitin là glucose chứa nitơ.
Các Loại Carbohydrat
Carbohydrat có thể được phân loại theo mức độ trùng hợp và có thể được chia thành ba nhóm chính ban đầu: các loại đường ( thực phẩm ), oligosaccharide và polysaccharide.
Các đường (thực phẩm)
- Monosaccharides: Glucose, galactose, fructose
Oligosaccharide (3-9 monosaccharides)
- Malto-oligosaccharides: Maltodextrins
- Các oligosaccharide khác: Raffinose, stachyose, fructo-oligosaccharides
Polysaccharide (>9 monosaccharides)
- Tinh bột: Amylose, amylopectin, modified starches
- Non-starch polysaccharides: Cellulose, hemicellulose, pectins, hydrocolloids
Sử dụng của Carbohydrat trong sinh vật
Monosaccharide là nguồn nhiên liệu chính trong quá trình trao đổi chất, được sử dụng làm nguồn năng lượng quan trọng. Khi monosaccharide không được sử dụng ngay lập tức, chúng thường được chuyển thành các dạng có lưu trữ có hiệu quả hơn về mặt không gian như polysaccharide. Trong động vật, dạng lưu trữ này là glycogen, đặc biệt có trong gan và các tế bào cơ. Trong thực vật, tinh bột là một cách lưu trữ tương tự.
Disaccharide
Disaccharide là kết hợp của hai monosaccharide, và chúng là các polysaccharide đơn giản nhất. Ví dụ, sucrose và lactose là các disaccharide phổ biến. Sucrose gồm một phân tử D-glucose và một phân tử D-fructose. Lactose, có nhiều trong sữa của động vật có vú, gồm một phân tử D-galactose và một phân tử D-glucose. Các disaccharide khác bao gồm maltose (hai phân tử D-glucose liên kết α-1,4) và cellulobiose (hai phân tử D-glucose liên kết β-1,4).
Kết luận
Carbohydrat là chất dinh dưỡng quan trọng trong các cơ thể sống. Chúng cung cấp năng lượng và có vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng của tế bào. Với sự phân loại chi tiết về các loại Carbohydrat và vai trò của chúng trong cơ thể, hiểu rõ về Carbohydrat giúp chúng ta thực hiện một lối sống lành mạnh và cân bằng.
Nguồn hình ảnh: GTN Foods
