Wat is een koolhydraat?

Koolhydraten zijn de voornaamste energiebronnen in een cel, en maken deel uit van de samenstelling van nucleïnezuren en de celwand. Deze stoffen, ook glyciden, koolhydraten en suikers genoemd, worden gewoonlijk aangetroffen in voedingsmiddelen van plantaardige oorsprong, zoals aardappelen en bonen, en hebben koolstof, waterstof en zuurstof in hun samenstelling. We kunnen glyciden in drie groepen indelen, met als criteria hun grootte en organisatie, het zijn: monosacchariden, disacchariden en polysacchariden.

Wat zijn koolhydraten?

Koolhydraten zijn biomoleculen van groot biologisch belang en vormen de meest overvloedige klasse van biomoleculen op onze planeet. Deze moleculen bestaan in wezen uit koolstof, waterstof en zuurstof, vandaar de naam koolhydraten. Het is echter vermeldenswaard dat andere atomen in hun moleculen aanwezig kunnen zijn, zoals stikstof in chitine, dat het exoskelet van geleedpotigen vormt.

Lees ook: Eiwitten – belangrijkste voedingsstoffen in bouwvoedsel

Functie van koolhydraten

Koolhydraten hebben verschillende functies, maar de belangrijkste functie die aan deze biomoleculen wordt toegeschreven is die van energievoorziening. Er zij ook op gewezen dat koolhydraten fungeren als signaalstoffen in het lichaam, deelnemen aan de structuur van de celwand, de structuur van het exoskelet van geleedpotigen en de vorming van nucleïnezuren.

Bronnen van koolhydraten

Als men het over koolhydraten heeft, denken veel mensen alleen aan voedingsmiddelen als brood, gebak, noedels en snoepgoed. Deze voedingsmiddelen zijn echter niet de enige die deze biomoleculen bevatten. Zoals bekend verrichten groenten fotosynthese en slaan zij aan het eind van dit proces koolhydraten op als energiebron voor de plant. Daarom bevatten alle voedingsmiddelen van plantaardige oorsprong koolhydraten, ook fruit. Ook voedingsmiddelen op basis van melk en honing bevatten koolhydraten.

Zie ook:Niet-conventionele voedingsgewassen (NFP’s): wat zijn het en waar zijn ze goed voor?

Koolhydraatclassificatie

Koolhydraten kunnen worden ingedeeld in drie hoofdklassen, waarbij de grootte van hun koolstofketen als criterium wordt gehanteerd: monosachariden, disachariden en polysachariden.

• Monosacchariden

De eenvoudigste koolhydraten worden monosacchariden genoemd, dat zijn monomeren (eenheden die polymeren vormen) waaruit de complexere koolhydraten zijn opgebouwd. Monosachariden, ook enkelvoudige suikers genoemd, worden ingedeeld volgens het aantal koolhydraten in hun molecule, die de algemene formule (CH2O)n heeft. Er zijn dus triosen met drie, tetrossen met vier, pentosen met vijf, hexosen met zes en heptosen met zeven koolstofatomen.

Als voorbeeld van monosachariden moeten we twee pentosen noemen die deelnemen aan de vorming van DNA en RNA: deoxyribose en ribose, respectievelijk. Daarnaast hebben we glucose en fructose, twee hexosen die uiterst belangrijk zijn voor levende wezens. Het is belangrijk op te merken dat glucose, dat de formule C6H12O6 heeft, het belangrijkste koolhydraat is dat door de cellen voor energie wordt gebruikt.

• Disacchariden

Disacchariden zijn koolhydraten die bestaan uit twee monosaccharidemoleculen, verbonden door glycosidebindingen, en die oplosbaar zijn in water. Een van de belangrijkste voorbeelden is sacharose, het resultaat van een glucosemolecule en een fructosemolecule. Naast sacharose is er lactose (glucose + galactose) en maltose (glucose + glucose).

Een belangrijk kenmerk van disachariden is dat ze moeten worden afgebroken om als energiebron te kunnen dienen, in tegenstelling tot monosachariden.

• Polysachariden

Polysachariden worden gevormd door honderden en zelfs duizenden monosachariden samen te voegen. In tegenstelling tot disachariden zijn zij niet oplosbaar in water. Deze onoplosbaarheid is belangrijk voor verschillende organismen, zoals bijvoorbeeld geleedpotigen, die een exoskelet hebben dat wordt gevormd door een polysaccharide (chitine) dat hen beschermt tegen ontleding. Naast chitine kunnen we als voorbeelden van polysacchariden noemen:

• Cellulose: hoofdbestanddeel van de celwand van plantencellen. Het wordt beschouwd als het meest overvloedige koolhydraat in de natuur. Hoewel het niet door de mens wordt verteerd, is cellulose als vezel belangrijk in de voeding.
• Zetmeel: De belangrijkste energiereserve van planten. Het wordt gevormd door aan elkaar gekoppelde glucosemoleculen.
• Glycogeen: Een reservekoolhydraat dat bij dieren wordt aangetroffen. Glycogeen wordt opgeslagen in de lever en de spieren en wanneer het lichaam energie nodig heeft, wordt het afgebroken tot glucosemoleculen. Evenals zetmeel en cellulose is glycogeen het resultaat van de vereniging van verschillende glucosemoleculen.

Polysachariden, wanneer zij door slechts één soort monosacharide worden gevormd, worden homopolysachariden genoemd, en dit is het geval met zetmeel en glycogeen. Wanneer polysacchariden twee of meer verschillende monosacchariden bevatten, worden zij heteropolysaccharide genoemd. Een voorbeeld van een heteropolysaccharide is peptidoglycaan, dat de celwand van bacteriën vormt.

Door Vanessa dos Santos
hoogleraar biologie