คาร์โบไฮเดรต คาร์โบไฮเดรตและส่วนประกอบที่สำคัญ

คาร์โบไฮเดรท (Carbohydrate)

คาร์โบไฮเดรท (Carbohydrate)
- Carbohydrate ประกอบด้วยธาตุ C, H และ O มีอัตราส่วนของ hydrogen atom และ
oxygen atom เป็น 2 ต่อ 1
- Carbohydrate สังเคราะห์ขึ้นโดยพืช จาก O2 และ H2O โดยใช้ energy จากดวงอาทิตย์
เรียกขบวนการนี้ว่า Photosynthesis
- โครงสร้างของ Carbohydrate มี structural group ที่พบบ่อยๆ 3 groups คือ
alcohol (-OH)
O
aldehyde (-CH)
O
ketone (- C -)
- Carbohydrate แบ่งออกเป็น 3 พวกคือ
Monosaccharides (Latin, saccharum, sugar)
Oligosaccharides
Polysaccharides
- Monosaccharides เป็น simple sugar (น้ำตาลชั้นเดียว) ที่ไม่สามารถแตกตัวต่อไปให้
เล็กลงอีกได้
- Oligosaccharides เป็น carbohydrate ที่เมื่อถูก hydrolyzed จะให้ monosaccharide
ตั้งแต่ 2-10 ตัว (oligo = few)
- Polysaccharide เมื่อถูก hydrolyzed จะให้ monosaccharide จำนวนมาก
- Carbohydrates เป็นสารประกอบที่ให้พลังงานสูง เป็นสารประกอบที่ป็นแหล่งสำคัญ
ของพลังงานในขบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี (Metabolic processes) ของพืชและสัตว์ glucose (C6H12O6) และ simple sugar อื่นๆ เป็นแหล่งของ energy ของ cell Polysaccharides เช่น แป้ง (starch) เป็นที่เก็บพลังงาน ซึ่ง cell สามารถนำไปใช้ได้เมื่อแตกตัวเป็น monosaccharides
- Carbohydrates บางชนิดใช้เป็นโครงสร้างของ cell เช่น cellulose เป็นโครงสร้างของ
ต้นไม้


Monosaccharides (Simple sugar) พบว่า monosaccharides ที่รู้จักในขณะนี้มีประมาณ 70 ชนิด 20 ชนิดเป็น simple sugar ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ น้ำตาลเหล่านี้มีคุณสมบัติละลายน้ำได้ดีมาก เนื่องจากมี (-OH) group อยู่ ละลายได้ยากในแอลกอฮอล์ และไม่ละลายใน ether น้ำตาลเหล่านี้ส่วนใหญ่มีรสหวาน แต่บางชนิดมีรสเฝื่อน monosaccharide อาจเป็น polyhydroxyalehydes (aldoses) หรือ polyhydroxy ketone (ketoses)
สืบเนื่องจากจำนวนคาร์บอนและอะตอมในโมเลกุล monosaccharides จะอยู่ในรูปของ bioses (C2) triose (C3) tetroses (C4) pentoses (C5) hexoses (C6) heptoses (C7) ฯลฯ แต่ monosaccharides โดยทั่วไปส่วนใหญ่เป็น hexoses และ pentoses
ตัวอย่างโครงสร้างของ hexose
Glucose บางทีเรียกว่า dextrose, grape sugar หรือ corn sugar หรือ blood sugar มีความหวานน้อยกว่า cane sugar ละลายในน้ำร้อนและน้ำเย็น พบในผลไม้ที่มีความหวาน เช่น องุ่น, เชอรี่ ส้ม และผักบางชนิด เช่น ข้าวโพดหวานและแครอท พบในเลือดและส่วนที่เป็นของเหลวในเนื้อเยื่อ ใช้เป็นแหล่งของพลังงาน, glucose ที่ผ่านเข้าไปใน cell จะเกิด metabolism ซึ่งมี reaction ดังนี้
C6H12O6 + 6 O2 6 H2 + 6 CO2 + energy
ปฏิกิริยาดังกล่าวข้างต้นนั้น ไม่ใช่เกิดขึ้นเพียงขั้นตอนเดียว มีหลายขั้นตอน
ขั้นตอนแรกในการใช้ glucose โดยร่างกาย คือการเปลี่ยน glucose ไปเป็น glucose – 6 – phosphate เกิดเป็น ester glucose – phosphate
Fermentation เกิดขึ้นโดยจุลินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง yeast และจุลินทรีย์บางชนิดทำให้เกิด aerobic glycolysis ได้ บางชนิดก็ทำให้เกิด anaerobic glycolysis ได้เป็นต้น
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถที่จะเกิดทั้ง anaerobic และ aerobic glycolysis ถึงแม้ว่าตามปกติจะเป็น aerobic glycolysis เช่น เมื่อกล้ามเนื้อใช้งานมาก ซึ่งอาจจะเกิดจากการออกกำลังกายหนักมากเกินไป ในระหว่างการออกกำลังกายจะต้องใช้ออกซิเจนมาก ทำให้ได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ จึงเกิดการสร้าง lactic acid ขึ้น ถ้าหากสภาวะเช่นนี้เกิดขึ้นนาน lactic acid ที่สะสมในกล้ามเนื้อจะระคายเคืองต่อเนื้อเยื่อ ทำให้เกิดการเจ็บปวด แต่หลังจากที่ได้รับออกซิเจนเพียงพอแล้ว lactic acid จะถูก oxidized ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำและพลังงานต่อไปได้
Fructose (levulose หรือ fruit sugar) มีความสามารถในการละลายสูงและไม่เป็นผลึกได้ง่าย มีความหวานมากกว่าน้ำตาลทราย พบในน้ำผึ้ง, ผลไม้สุกและผักบางชนิด และเป็นผลผลิตที่ได้จากการแตกตัวของ sucrose
Galactose ไม่พบในสภาพอิสระ พบในแหล่งเดียว คือ จากการแตกตัวของ lactose
Mannose พบกระจายในอาหารน้อยมาก ละลายได้ยาก