Monosaccharides: ประเภทฟังก์ชั่นและการใช้งาน

Monosaccharides เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ง่ายที่สุดซึ่งประกอบด้วยลิงค์เดียวพวกมันมักจะเป็นของแข็งที่ละลายน้ำได้ละลายได้ดีในน้ำแย่ลงในแอลกอฮอล์และไม่ตอบสนองกับอีเธอร์

ลักษณะทั่วไป

ชื่อ “monosaccharides” แปลจากภาษากรีกเป็น “น้ำตาลเดียว”คาร์โบไฮเดรตที่เรียบง่ายเหล่านี้ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวและไม่สามารถแบ่งออกเป็นหน่วยเล็ก ๆ ได้Monosaccharides เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของคาร์โบไฮเดรต แต่พวกเขาสามารถรวมเข้ากับสารประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้นตัวอย่างเช่น 2 monosaccharides ทำ disaccharides สารประกอบ 3 ถึง 10 องค์ประกอบคือ oligosaccharide และอีก 11 monosaccharides ที่เชื่อมโยงกันในรูปแบบ polysaccharides

นักวิจัยประสบความสำเร็จครั้งแรกในการได้รับกลูโคสในปี 1811: นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Konstantin Sigizmund ไฮโดรไลซ์สารจากแป้งและ 33 ปีต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียอีกคนหนึ่ง K. Schmidt ให้คาร์โบไฮเดรตชื่อของพวกเขา

ในอาหาร monosaccharides จะแสดงด้วยสาร 3 ชนิด: กลูโคส, ฟรุกโตส, กาแลคโตส

ในธรรมชาติคาร์โบไฮเดรตที่ง่ายที่สุดมักจะอยู่ในรูปของกลูโคส

พวกเขาทั้งหมดมีสูตรทั่วไป C₆Н₁₂О₆. และเนื่องจากแต่ละตัวมีอะตอมคาร์บอน 6 อะตอมในองค์ประกอบของพวกเขาจึงเป็นของกลุ่มเฮกโซสอย่างไรก็ตามแม้จะมีสูตรโมเลกุลทั่วไปการจัดเรียงของอะตอมในสารแต่ละชนิดนั้นแตกต่างกันสิ่งนี้ทำให้สามารถเรียกพวกเขาว่า isomers โครงสร้าง

การจำแนกคาร์โบไฮเดรตอย่างง่าย

วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ใช้การจำแนกประเภทที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดประเภทของ monosaccharides

แต่การเริ่มต้นมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะบอกว่ามีสองรูปแบบของสารเหล่านี้:

• เปิด (oxoform);
• วัฏจักร

โมโนแซคคาไรด์แบบเปิดเป็นสารที่โมเลกุลประกอบด้วยคาร์บอนิลและกลุ่มไฮดรอกซิลหลายกลุ่มซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถเป็นอัลดีไฮโดแอลกอฮอล์และคีโตนแอลกอฮอล์ดังนั้นชื่อกลุ่มอัลโดสและคีโตส

Monosaccharides Cyclic สามารถสร้างสิ่งที่เรียกว่ารอบโดยการปิดเป็นวงแหวนสารประเภทนี้มีความเสถียรมากขึ้นดังนั้นจึงมีอยู่ในธรรมชาติในจำนวนที่มากขึ้น

นอกจากนี้โมโนแซคคาไรด์ยังมีความโดดเด่นด้วยความยาวของห่วงโซ่คาร์บอน (จำนวนอะตอมคาร์บอน)ดังนั้นการจัดระบบของสารเข้าสู่ trioses, tetroses, pentoses, hexoses และอื่น ๆ

monosaccharide isomers

monosaccharides เกือบทั้งหมดมีอะตอมคาร์บอนที่ไม่สมมาตรด้วยเหตุนี้จึงมีสเตอริโอออปติคัลสองตัวคือ D และ L. glycerol aldehyde ถือเป็นสารเริ่มต้นสำหรับ monosaccharides ทั้งหมดการเปลี่ยนแปลงที่ตามมาทั้งหมดเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการยืดโซ่ให้ยาวขึ้นรูปแบบ d และ l ของโมโนแซคคาไรด์เป็นภาพสะท้อนของกันและกันในธรรมชาติ “ตัวแทน” ของรูปแบบ D เป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในขณะที่สารสังเคราะห์ส่วนใหญ่จะแสดงในรูปแบบของตัวแปร Lอย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะบอกว่าทั้งสองรูปแบบมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน

คุณสมบัติทางชีวเคมี

กลุ่มการทำงานของโมโนแซคคาไรด์ยังกำหนดคุณสมบัติของพวกเขาดังนั้นพวกเขาสามารถเข้าสู่ปฏิกิริยาออกซิเดชันและลดลง

การเกิดออกซิเดชันของโมโนแซคคาไรด์สร้างกรดที่แตกต่างกันกรดอัลโดนิกเกิดขึ้นจากการออกซิเดชั่นของกลุ่มอัลดีไฮด์ของ C₁-อะตอมไปยังกลุ่มคาร์บอกซิลิกกรด Alderic เกิดขึ้นหลังจากการออกซิเดชั่นของอัลดีไฮด์หรือกลุ่มแอลกอฮอล์ปฐมภูมิของ C₆– อะตอมคาร์บอนกรดอัลดูโรนิกถูกสร้างขึ้นโดยออกซิเดชันของแอลกอฮอล์หลัก C₆-คาร์บอน.

การลดลงของ monosaccharides ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์หรือสารอื่น ๆ นั้นมาพร้อมกับการก่อตัวของโพลีอาลเคอลเช่นซอร์บิทอลหรือ ribitolหลังเป็นส่วนประกอบของวิตามินบี 2

ฟังก์ชั่นของน้ำตาลง่าย ๆ

Monosaccharides เป็นแหล่งพลังงานเป็นหลักส่วนใหญ่ของพวกเขาเช่นคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ มีประมาณ 4 กิโลกรัมในสาร 1 กรัม

สมองต้องการสารหวานอย่างน้อย 160 กรัมสำหรับการทำงานที่เพียงพอ

Monosaccharides ไม่ได้เป็นหนึ่งในสารอาหารที่จำเป็นสำหรับร่างกาย แต่ตัวแทนแต่ละคนของ “สปีชีส์” เป็นสิ่งสำคัญสำหรับมนุษย์ที่มีหน้าที่เฉพาะยกตัวอย่างเช่นกลูโคสเป็นเชื้อเพลิงหลักสำหรับเซลล์ของร่างกายฟรุกโตสมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญและกาแลคโตสพบได้ในเม็ดเลือดแดงของบุคคลที่มีกลุ่มเลือดสามmonosaccharide ribose เป็นส่วนหนึ่งของกรด deoxyribonucleic ในโครโมโซม

Monosaccharides และน้ำตาลในเลือด

Monosaccharides เช่นเดียวกับสารอาหารอื่น ๆ ส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมโดยร่างกายในระดับของลำไส้เล็กพวกเขาสามารถดูดซึมได้โดยไม่ต้องหมักและสลายไปก่อนยิ่งไปกว่านั้นคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนมากขึ้นทั้งหมดจะถูก “กลืน” โดยร่างกายในรูปแบบของ mono-carbohydratesกลูโคสและกาแลคโตสจะดูดซึมได้ง่ายขึ้นและเร็วกว่าคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ ในขณะที่ฟรุกโตสใช้เวลาและความพยายามมากขึ้นสำหรับร่างกายในการดูดซับและไม่ดูดซึมอย่างสมบูรณ์หลังจากการบริโภคกลูโคสและกาแลคโตสเข้าสู่กระแสเลือดอย่างรวดเร็วและเพิ่มระดับน้ำตาลอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีดัชนีน้ำตาลในเลือดสูงในเวลาเดียวกันฟรุกโตสเนื่องจากดัชนีระดับน้ำตาลในเลือดต่ำทำให้น้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นช้าและเบา ๆ

ในบทบาทของสารอาหาร

Monosaccharides ใช้เป็นสารอาหารในรูปแบบธรรมชาติและกึ่งธรรมชาติ

แต่พวกเขาทั้งหมดมีบทบาทของ “โภชนาการ” พื้นฐานสำหรับสมองซึ่งเซลล์จะไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องหากไม่มีน้ำตาลเพียงพอ

ในธรรมชาติ monosaccharides ธรรมชาติคือ:

• กลูโคส (เดกซ์โทรส);
• ฟรุกโตส;
• กาแลคโตส;
• Mannose;
• ribose;
• Deoxyribose

พวกเขาทั้งหมดคือ hexoses นั่นคือพวกเขาประกอบด้วยอะตอมคาร์บอน 6 อะตอม

กึ่งโมโนแซคคาไรด์

hexoses (มี 6 อะตอมคาร์บอน):

• d และ l-allose;
• d และ l-altrose;
• d และ l-fucose;
• D และ L-gulose;
• D-Sorbose;
• d-tagatose

Pentoses (มี 5 อะตอมคาร์บอน):

• d และ l-arabinose;
• D และ L-lyxose;
• Rhamnose;
• D-ribose;
• Ribulose และรูปแบบสังเคราะห์
• d-xylose (น้ำตาลไม้)

tetroses (มี 4 อะตอมคาร์บอน):

• d และ l-erythrose;
• erythrulose;
• d และ l-threose

ตัวอย่างของอาหารที่มี monosaccharides:

• น้ำผลไม้และผลไม้ (กลูโคสฟรุกโตส);
• น้ำผึ้ง (กลูโคสฟรุกโตส);
• น้ำเชื่อม (กลูโคสฟรุกโตส);
• ไวน์ของหวาน (กลูโคสฟรุกโตส);
• เครื่องดื่ม (น้ำอัดลมเครื่องดื่มชูกำลังเหล้า) ช็อคโกแลตของหวาน (ส่วนใหญ่เป็นกลูโคส)

ลักษณะของ monosaccharides ที่กินได้

กลูโคส

ชื่อของ monosaccharide นี้จากภาษากรีกโบราณหมายถึง “หวาน” และในระดับกลูโคสเคมียังเป็นที่รู้จักกันว่า “น้ำตาลองุ่น”พบได้ในน้ำองุ่นผลไม้และยังพบได้ในเลือดมันเป็นสารที่มีสูตร C₆Н₁₂О₆เป็นคริสตัลสีขาวหวานที่ละลายได้ง่ายในน้ำ

monosugar ประเภทนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในธรรมชาติกลูโคสเป็นส่วนประกอบของ disaccharides และ polysaccharidesภายใต้สภาพธรรมชาติมันเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงมันยังผลิตจากโพลีแซคคาไรด์เช่นเซลลูโลสและแป้งโดยการไฮโดรไลซิสและการหมักก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และเอทิลแอลกอฮอล์เกิดขึ้นในระหว่างการหมักกลูโคสและความสามารถนี้เป็นลักษณะของคาร์โบไฮเดรตทั้งหมดเนื่องจากช่วยให้เลือดขนส่งน้ำตาลไปยังเซลล์ทั้งหมดในร่างกายในร่างกายมนุษย์มันมีบทบาทในฐานะผู้จัดหาพลังงานและเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของกล้ามเนื้อ

ฟรุกโตส

ฟรุกโตสได้ชื่อที่สอง “ผลไม้หรือน้ำตาลผลไม้” เพราะส่วนใหญ่พบได้ในผลเบอร์รี่และผลไม้แต่นักเคมีเรียกมันว่า Levuloseมันเป็นองค์ประกอบของซูโครสและแลคโตโลสและถึงแม้ว่าผลไม้จำนวนมากมีฟรุกโตสจับคู่กับกลูโคส แต่น้ำตาลผลไม้ก็เป็นสารหวานนอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของน้ำผึ้งและที่น่าสนใจก็คือน้ำตาลชนิดเดียวที่พบในน้ำอสุจิของมนุษย์และวัว

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างฟรักโทสและกลูโคสคือความไม่มั่นคงในการแก้ปัญหาอัลคาไลน์และกรดใช้อย่างแข็งขันในการผลิตไอศกรีมเป็นสารที่ป้องกันการก่อตัวของผลึกบริโภคในปริมาณมากมันทำให้เกิดอารมณ์เสียในการย่อยอาหารยังเพิ่มความเข้มข้นของไขมันในเลือดซึ่งเชื่อว่าเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อโรคหัวใจ

กาแลคโตส

โดยปกติจะไม่พบในธรรมชาติ แต่ถูกไฮโดรไลซ์จากแลคโตสซึ่งพบในนมแม้ว่ากาแลคโตสจะไม่ละลายในน้ำและมีความหวานน้อยกว่ากลูโคส แต่ก็มีข้อได้เปรียบอื่น ๆ อีกมากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งมันก่อให้เกิด glycolipids และ glycoproteins ซึ่งพบได้ในเนื้อเยื่อหลายชนิด

กาแลคโตส monosaccharide มีอยู่ในสองรูปแบบ: วงจรและอะซิเคลิคพบได้ในเนื้อเยื่อของพืชและยังเป็นองค์ประกอบของโพลีแซคคาไรด์บางชนิดรวมถึงแบคทีเรียดังนั้นจึงมักจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการหมักและการเปลี่ยนแปลงเป็นยีสต์แลคโตสที่เรียกว่าแลคโตสในร่างกายมนุษย์มีอยู่เป็นส่วนหนึ่งของแลคโตส (น้ำตาลนม) และสารอื่น ๆเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสได้ง่ายซึ่งจะช่วยดูดซับคาร์โบไฮเดรตได้ง่ายขึ้นนอกจากนี้ในบางสถานการณ์สามารถแปลงเป็น galacturonic หรือ ascorbic acidในผู้หญิงกาแลคโตสสามารถทำซ้ำได้จากกลูโคสเพื่อเปลี่ยนเป็นแลคโตสในต่อมเตาเมา

การปรากฏตัวของกาแลคโตสพบได้ในนมมะเขือเทศและผักและผลไม้อื่น ๆ อีกมากมายในอุตสาหกรรมอาหารกาแลคโตสถูกใช้อย่างแข็งขันเป็นส่วนผสมที่ใช้งานอยู่ในเครื่องดื่มให้พลังงาน

กาแลคโตสมีคุณสมบัติที่ไม่เหมือนใครโดยเฉพาะอย่างยิ่งมันส่งเสริมการลดน้ำหนักที่เร็วขึ้นจากนั้นการเก็บรักษาทำหน้าที่เป็นตัวแทนป้องกันต่อโรคเบาหวานในผู้ใหญ่นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งพลังงานที่มั่นคงสำหรับนักกีฬาและบุคคลที่ทำงานทางร่างกาย

ด้วยความสามารถที่เป็นเอกลักษณ์ของกาแลคโตสนักวิจัยจะเรียกมันว่า “น้ำตาลอายุใหม่” มากขึ้นแม้ว่าพวกเขาจะยอมรับว่าคุณสมบัติหลายอย่างยังไม่เป็นที่รู้จัก

ความต้องการ monosaccharides

คนที่ทำงานอย่างหนักทั้งทางร่างกายหรือจิตใจเช่นเดียวกับนักกีฬามักจะต้องการการบริโภค monosaccharides อย่างเพียงพอมากที่สุดเด็ก ๆ ในช่วงที่มีการเจริญเติบโตอย่างรุนแรงผู้ที่มีความผิดปกติทางจิตภาวะซึมเศร้าโรคของทางเดินอาหารน้ำหนักน้อยเกินไปและในระหว่างการมึนเมาก็ต้องการ “ความหวาน”

แต่ผู้ที่ควรระมัดระวังมากขึ้นในการนับแคลอรี่และการบริโภคคาร์โบไฮเดรตต่อวันเป็นคนอ้วนในระยะต่าง ๆ คนที่มีความดันโลหิตสูงผู้สูงอายุและผู้คนที่เป็นผู้นำวิถีชีวิตอยู่ประจำ

นอกจากนี้ monosaccharides มีความจำเป็นสำหรับผู้ที่มีแคลเซียมและการขาดวิตามินซีเนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ช่วยในการดูดซับสารที่มีประโยชน์เหล่านี้

เราสามารถเข้าใจได้ว่าร่างกายขาด monosaccharides โดยการลดลงของน้ำตาลในเลือดลดน้ำหนักอย่างกะทันหันสถานะซึมเศร้ารวมถึงความรู้สึกหิวอย่างต่อเนื่องในทางตรงกันข้ามสัญญาณเพื่อลดส่วนหวานคือตับ dystrophy สัญญาณของความดันโลหิตสูงและความไม่สมดุลของกรดอัลคาไลน์นอกจากนี้คนที่ไม่แพ้นมและผลิตภัณฑ์นมไม่ควรใช้น้ำตาลในทางที่ผิด

Monosaccharides เป็นส่วนสำคัญของอาหารประจำวันของเราพวกเขาจำเป็นสำหรับคนที่จะเติมเต็มพลังอารมณ์ดีและการทำงานของสมองที่เหมาะสมดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าสารเหล่านี้มีอยู่ในอาหารของคุณ