Glucidele (carbohidraţii)
De demult li s-a spus hidraţi de carbon, apoi zaharuri, iar în cele din urmă, glucide. Eu prefer să le spun carbohidraţi, deoarece, în culturism, aşa sunt cunoscuţi.
Biochimic sunt compuşi aldehidici (cu grupări aldehidice, O=C––H) sau cetonici (cu grupări cetonice, O=C––CH2–...) ai polialcoolilor (compuşi cu mai multe grupări hidroxilice, –OH, în moleculă), sau produşii acestora de condensare (de deshidratare).
Ca răspândire, se găsesc preponderent în organismele vegetale, care îi sintetizează din doxid de carbon, apă şi energie solară. Aşa absorb ele dioxidul de carbon din atmosferă, eliberând oxigen. Organismele animale îi folosesc drept sursă de energie preferenţială, descompunându-i la dioxid de carbon şi apă, cu consum de oxigen, prin intermediul glicolizei şi a ciclului Krebs.
Nutriţionistic, aş zice că alimentele bogate în carbohidraţi nu lipsesc de la nici o masă. Pâinea, cartofii, orezul, biscuiţii, ciocolata, fructele sunt doar câteva exemple de alimente care conţin carbohidraţi.
Bucătarul ne îndrumă să consumăm, de asemenea, câteva sortimente de pâine, ca să ne ţină de foame.
Chimic, sunt compuşi în care proporţia dintre carbon, oxigen şi hidrogen este de 1:1:2, în general, având formula brută Cn(HOH)n. Desigur, există şi excepţii.
După comportamentul la hidroliză, carbohidraţii se împart în oze (monoze, zaharuri simple), care nu hidrolizează (nu se descompun în alte unităţi în prezenţa apei şi a catalizatorilor acizi; hidroliza lor se numeşte invertire), şi ozide (zaharuri complexe), care se descompun în oze.
La rândul lor, în funcţie de numărul de atomi de carbon din moleculă, ozele se subîmpart în: trioze, cu trei atomi de carbon, tetroze (cu patru atomi de carbon), pentoze (cu patru atomi de carbon), hexoze (cu şase atomi de carbon), heptoze (cu şapte atomi de carbon), n-oze (cu număr mare de atomi de carbon). Câteva exemple uzuale de oze sunt: glucoza (dextroza), fructoza, galactoza (hexoze), xiloza, arabinoza, riboza(pentoze) etc.
Ozidele se divid în două mari grupe: holozide (care conţin în structura lor doar componente glucidice) şi heterozide (care înglobează în moleculă şi componente neglucidice).
Holozidele se împart în: oligoozide (oligozaharide), care cuprind lanţuri de 2 – 6 molecule de oligozaharide, identice sau diferite, şi poliozide (polizaharide, glicani), care formează macromolecule constituite dintr-un număr imens de oze. Dintre oligozaharide, cele mai cunoscute sunt zaharoza, constituită dintr-o moleculă de glucoză şi una de fructoză, maltoza (polimer al glucozei), lactoza (format dintr-o moleculă de glucoză şi una de galactoză), iar dintre polizaharide, celuloza (care, prin hidroliză, eliberează molecule de glucoză), amidonul (format din molecule de glucoză) sau glicogenul (singurul polizaharid animal, constituie forma de acumulare primară a glucozei).
Datorită prezenţei în molecule a unuia sau a mui multor atomi de carbon asimetrici (care au legăturile covalente – mod de legare a unor atomi constând nu în neutralizarea sarcinii lor ionice, ci de punere în comun a electronilor disponibili, aşa încât fiecare formează un dublet sau octet, dar cei doi sau opt electroni nu aparţin, în totalitate, nici unui atom – satisfăcute cu patru atomi diferiţi), ozele prezintă fenomenul de activitate optică. Pe baza acestei caracteristici, un compus cu acelaşi număr atomic şi aceeaşi formulă chimică restrânsă, poate prezenta diferite structuri spaţiale, determinând diferite comportamente fizice şi chimice. Aceşti compuşi se numesc stereoizomeri, fiind, în primul rând, optic-activi. Ce înseamnă asta? Că, în lumină polarizată, îi deviază acesteia planul de polarizare spre dreapta sau spre stânga.
Astfel, ozele se subîmpart şi după criteriul direcţiei de deviaţie a luminii polarizate, în dextroze (grupate în seria sterică –de la stereoizomer– D), deviind planul spre dreapta, şi levuroze (levuri, din seria sterică L), care-l deviază spre stânga.
Dintre alimentele bogate în carbohidraţi, voi aminti: produsele zaharoase (între 40% la cacao praf şi 99,9% la zahăr), produsele de panificaţie (între 48%, la pâinea graham şi 75 – 76% la pstele făinoase), fructele uscate (de la 9% la merre, la 74 la curmale), leguminoasele uscate (~47 % la fasole), sucurile de fructe (între 8% la cel de mure şi până la 29% la cel de prune), fructele crude (5% la pepeni – 18% la struguri) etc.Principalele oze
Deşi există multe oze, cele mai importante pentru hrana omului sunt:
1. Glucoza (dextroza, zahărul din struguri), cea mai unoascută dintre oze, ea joacă un rol foarte important pentru metabolismul tuturor organismelor vii. Biochimic, este o aldohexoză (cu o grupare aldehidică), fiind reprezentată prin doi stereoizomeri, D-glucoza (dextroza) şi L-glucoza. În Natură, glucoza se formează din dioxid de carbon şi apă, sub acţiunea razelor solare, în părţile verzi clorofiliene ale plantelor. De asemenea, sinteza ei poate avea loc în organismul animal, în urma gluconeogenezei, din acid piruvic sau lactic. Se găseşte fie liberă, în fructe sau nectarul florilor, fie polimerizată, ca amidon, celuloză sau glicogen. de asemenea, intră în componenţa a numeroase oligozaharide (zaharoză, maltoză, lactoză etc.). Cantitatea de glucoză dizolvată în plasma sanguină, exprimată în miligrame per decilitru se numeşte glicemie. Ea variază în condiţii normale fiziologice între 60 – 110 (120) mg per dl. Prezenţa sa în urină indică instalarea diabetului.
În urma oxidării, glucoza se transformă în acid gluconic şi acid glucuronic, responsabili, în mare parte pentru scăderea pH-ului din cavitatea bucală şi pentru apariţia cariilor dentare (pH-ul – pondus hidrogenii, puterea hidrogenului – este o măsură a concentraţiei ionilor de hidrogen dintr-un mediu, notată cu semn schimbat; valoarea prag este considerată 7, adică mediu – pH – neutru; când pH-ul se situează sub acestă valoare, mediul este acid, iar peste 7, bazic).
Forma de circulaţie şi cea mai stabilă a glucozei, forma piranozică (cu nucleu hexagonal, format din 5 atomi de carbon şi unul de oxigen, al şaselea atom de carbon apărând ca o ramificaţie a acestui ciclu) devine, sub acţiunea insulinei, forma furanozică (cu nucleu pentagonal, la care participă 4 atomi de carbon şi unul de oxigen, ceilalţi 2 atomi de carbon funcţionând drept catenă laterală). Astfel, glucoza este activată şi oxidată.
2. Fructoza (levuloza) este o cetohexoză (cu o grupare cetonică), iar stereoizomerul său deviază planul luminii polarizate spre stânga. Ca şi glucoza, în Natură se găseşte liberă sub forma piranozică şi combinată, sub forma furanozică. În organismul animal, fructoza constituie sursa exclusivă de energie a spermatozoizilor.
Dintre oligozaharide, capul de afiş îl deţine zaharoza. Se găseşte frecvent în Natură şi este constituit dintr-o moleculă de glucoză în formă piranozică şi o moleculă de fructoză în formă furanozică (zaharoza se mai numeşte şi alfa-D-glucopiranozido-beta-D-fructofuranozid).
Maltoza este penultima etapă a descompunerii enzimatice a amidonului, fiind formată din două molecule de glucoză (4-D-glucozo-alfa-D-glucopiranozid).
Lactoza (zahărul din lapte) este singurul dizaharid animal, format dintr-o moleculă de glucoză şi una de galactoză.
Celobioza are în constituţia sa două molecule de glucoză şi nu se găseşte liberă în Natură. Cel mai adesea se găseşte polimerizată sub forma celulozei.Principalele polizaharide şi heterozide
Prin polimerizarea diozidelor rezultă polizaharide. Cele mai cunoscute trei polizaharide sunt:
a. celuloza, care are ca monomer celobioza. Intră în componenţa ţesuturilor de susţinere la organismele vegetale.
b. amidonul constituie rezerva de energie a plantelor şi sursa primară de carbohidraţi a animalelor.
c. glicogenul este rezerva temporară de energie a animalelor, putând fi uşor depolimerizat la glucoză care, apoi, are căi specifice de metabolizare.
Heterozidele pot îngloba, pe lângă substratul principal, constituit din carbohidraţi, şi componente neglucidice. Astfel de heterozide sunt: fucoidinele de la alge (conţin şi xiloză, acid uronic şi sulfaţi), chitina (cu grupări aminate), acidul hialuronic (format din N-acetilglucozamină şi acid glucuronic, în proporţie de 1:1) etc.