多糖類
グリコシド結合でつながった単糖の長い鎖は多糖類（ポリ＝「たくさん」）と呼ばれる。 この鎖は分岐していてもいなくてもよく、また異なる種類の単糖を含んでいてもよい。 分子量は結合したモノマーの数によって10万ダルトン以上になることもある。 デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチンは多糖類の主な例です。
デンプンは植物の糖の貯蔵形態で、アミロースとアミロペクチン（両方ともグルコースのポリマー）の混合物で構成されています。 植物はグルコースを合成することができ、植物がすぐに必要とするエネルギーを超えて余ったグルコースは、根や種子などさまざまな植物の部位にデンプンとして貯蔵される。 種子に含まれるデンプンは、発芽する際に胚の食料となり、また、人間や動物の食料源としても機能することができる。 人間が摂取したデンプンは、唾液中のアミラーゼなどの酵素によって、マルトースやグルコースなどのより小さな分子に分解されます。
デンプンはグルコース単量体がα-1-4またはα-1-6のグリコシド結合で結合したもので、細胞がグルコースを吸収することができます。 1-4、1-6という数字は、結合した2つの残基の炭素数を表している。 図に示すように、アミロースはグルコース単量体の未分岐鎖（α1～4結合のみ）からなるデンプンであり、アミロペクチンは分岐した多糖類（分岐点ではα1～6結合）である
グリコーゲンはヒトや他の脊椎動物におけるグルコースの貯蔵形態で、グルコースの単量体から構成されている。 グリコーゲンは、動物のデンプンに相当し、通常、肝臓や筋肉細胞に貯蔵される高度に分岐した分子です。 血中グルコース濃度が低下すると、グリコーゲンは分解されてグルコースを放出します。
セルロースは、最も豊富な天然バイオポリマーです。 植物の細胞壁はほとんどがセルロースでできており、これが細胞を構造的に支えている。 木材や紙もほとんどがセルロース系です。 セルロースはグルコースモノマーがβ1-4グリコシド結合で結合したものです（図(ⅳ)）
炭水化物は動物によってさまざまな機能を果たしている。 節足動物（昆虫、甲殻類など）は、外骨格と呼ばれる外側の骨格で体内を守っています（図中のハチなど）。 この外骨格は、生体高分子であるキチン（含窒素多糖類）でできている。 N-アセチル-β-d-グルコサミンという変性糖の繰り返し単位でできている。 キチンも真菌の細胞壁の主成分である。真菌は動物でも植物でもなく、Eukaryaという独自の王国を形成している。 昆虫は多糖類の一種であるキチンからなる硬い外骨格を持つ。 (credit: Louise Docker)
Career Connections: 管理栄養士
肥満は世界的な健康問題であり、糖尿病や心臓病など多くの病気が肥満のために蔓延しつつあります。 このような背景から、管理栄養士が相談相手として求められることが多くなっています。 管理栄養士は、さまざまな環境で個人のための栄養プログラムを計画するのに役立ちます。 医療施設では、患者の治療や病気の予防のための栄養計画を立てることが多い。 例えば、糖尿病の患者に対して、正しい炭水化物の種類と量を食べることで血糖値を管理する方法を指導することもあります。 管理栄養士はまた、老人ホーム、学校、および個人事務所で働くことができる。
登録管理栄養士になるためには、管理栄養士、栄養、食品技術、または関連分野の学士号以上を取得する必要がある。 さらに、登録栄養士は、監督下のインターンシップ・プログラムを完了し、国家試験に合格しなければならない。 栄養学のキャリアを目指す人は、栄養学、化学、生化学、生物学、微生物学、および人体生理学のコースを履修します。 栄養士は、食品（タンパク質、炭水化物、脂肪）の化学と生理学（生物学的機能）の専門家にならなければなりません。