Polysachariden
Een lange keten van monosachariden, verbonden door glycosidebindingen, wordt een polysacharide genoemd (poly- = “veel”). De keten kan vertakt of onvertakt zijn, en hij kan verschillende soorten monosachariden bevatten. Het molecuulgewicht kan 100.000 dalton of meer bedragen, afhankelijk van het aantal monomeren dat is samengevoegd. Zetmeel, glycogeen, cellulose, en chitine zijn primaire voorbeelden van polysacchariden.
Zetmeel is de opgeslagen vorm van suikers in planten en bestaat uit een mengsel van amylose en amylopectine (beide polymeren van glucose). Planten zijn in staat glucose te synthetiseren, en het overschot aan glucose, boven de onmiddellijke energiebehoeften van de plant, wordt opgeslagen als zetmeel in verschillende plantendelen, waaronder wortels en zaden. Het zetmeel in de zaden levert voedsel voor het embryo wanneer het ontkiemt en kan ook dienen als voedselbron voor mens en dier. Het zetmeel dat door de mens wordt geconsumeerd, wordt door enzymen, zoals amylasen in het speeksel, afgebroken tot kleinere moleculen, zoals maltose en glucose. De cellen kunnen dan de glucose opnemen.
Zetmeel is opgebouwd uit glucosemonomeren die met elkaar verbonden zijn door α 1-4 of α 1-6 glycosidebindingen. De getallen 1-4 en 1-6 verwijzen naar het koolstofnummer van de twee residuen die zich hebben verbonden om de binding te vormen. Zoals in figuur
Glycogeen is de opslagvorm van glucose bij mensen en andere gewervelde dieren en bestaat uit monomeren van glucose. Glycogeen is het dierlijke equivalent van zetmeel en is een sterk vertakte molecule die gewoonlijk in lever- en spiercellen wordt opgeslagen. Wanneer de bloedglucosespiegel daalt, wordt glycogeen afgebroken om glucose vrij te maken in een proces dat bekend staat als glycogenolyse.
Cellulose is het meest voorkomende natuurlijke biopolymeer. De celwand van planten bestaat voor het grootste deel uit cellulose; dit geeft structurele steun aan de cel. Hout en papier zijn meestal cellulosehoudend van aard. Cellulose bestaat uit glucosemonomeren die met elkaar verbonden zijn door β 1-4 glycosidebindingen (Figuur \(\PageIndex{7})).
Zoals te zien is in figuur \(\PageIndex{7}:\), is elk ander glucosemonomeer in cellulose omgedraaid en zijn de monomeren dicht opeengepakt als lange lange ketens. Dit geeft cellulose zijn stijfheid en hoge treksterkte, die zo belangrijk is voor plantencellen. Hoewel de β 1-4-koppeling niet door menselijke spijsverteringsenzymen kan worden afgebroken, zijn herbivoren zoals koeien, koala’s, buffels en paarden, met de hulp van de gespecialiseerde flora in hun maag, in staat plantenmateriaal dat rijk is aan cellulose te verteren en als voedselbron te gebruiken. Bij deze dieren verblijven bepaalde soorten bacteriën en protisten in de pens (een deel van het spijsverteringsstelsel van herbivoren) en scheiden het enzym cellulase af. De blindedarm van grazende dieren bevat ook bacteriën die cellulose verteren, waardoor het een belangrijke rol speelt in het spijsverteringsstelsel van herkauwers. Cellulases kunnen cellulose afbreken tot glucosemonomeren die door het dier als energiebron kunnen worden gebruikt. Termieten zijn ook in staat cellulose af te breken door de aanwezigheid van andere organismen in hun lichaam die cellulasen afscheiden.
Koolhydraten dienen verschillende functies in verschillende dieren. Geleedpotigen (insecten, schaaldieren en andere) hebben een uitwendig skelet, exoskelet genaamd, dat hun inwendige lichaamsdelen beschermt (zoals te zien is bij de bij in Figuur 8). Dit exoskelet is gemaakt van het biologische macromolecuul chitine, dat een polysaccharide-houdende stikstof is. Het is opgebouwd uit zich herhalende eenheden van N-acetyl-β-d-glucosamine, een gemodificeerde suiker. Chitine is ook een belangrijk bestanddeel van de celwanden van schimmels; schimmels zijn noch dieren noch planten en vormen een eigen koninkrijk in het domein Eukarya.
Carrière connecties: Registered Dietitian
Obesitas is een wereldwijd gezondheidsprobleem, en veel ziekten zoals diabetes en hartziekten komen steeds vaker voor als gevolg van obesitas. Dit is een van de redenen waarom geregistreerde diëtisten steeds meer gevraagd worden voor advies. Geregistreerde diëtisten helpen bij het plannen van voedingsprogramma’s voor mensen in verschillende settings. Zij werken vaak met patiënten in gezondheidsinstellingen, waar zij voedingsplannen opstellen om ziekten te behandelen en te voorkomen. Diëtisten kunnen bijvoorbeeld een patiënt met diabetes leren hoe de bloedsuikerspiegel te beheersen door de juiste soorten en hoeveelheden koolhydraten te eten. Diëtisten kunnen ook werken in verpleeghuizen, scholen en privépraktijken.
Om een geregistreerde diëtist te worden, moet men ten minste een bachelordiploma in diëtetiek, voeding, levensmiddelentechnologie, of een verwant gebied behalen. Bovendien moeten geregistreerde diëtisten een begeleid stageprogramma voltooien en slagen voor een nationaal examen. Degenen die een loopbaan in de diëtetiek nastreven, volgen cursussen in voeding, scheikunde, biochemie, biologie, microbiologie en menselijke fysiologie. Diëtisten moeten experts worden in de chemie en fysiologie (biologische functies) van voedsel (eiwitten, koolhydraten, en vetten).
Voordelen van Koolhydraten