Cacbohydrat – Wikipedia Tiếng Việt

Carbohydrat[α] (tiếng Anh: carbohydrate) hay glucid (tiếng Pháp: glucide) là một chất hữu cơ có chứa 3 nguyên tố là carbon (C), oxy (O) và hydro (H) với tỷ lệ H:O = 2:1 (tương tự tỷ lệ của nước H2O). Một cách tổng quát, có thể biểu diễn công thức phân tử của Carbohydrat là Cm(H2O)n hoặc Cn(H2O)m (trong đó m và n là các số tự nhiên khác không, có thể bằng hoặc khác nhau). Đây là một nhóm phổ biến nhất trong bốn nhóm phân tử sinh học chính. Chúng có nhiều vai trò quan trọng trong các cơ thể sống như tích trữ và vận chuyển năng lượng (như tinh bột, glycogen) và các thành phần cấu trúc (như cellulose trong thực vật và kitin trong động vật). Thêm vào đó, carbohydrat và các dẫn xuất của nó có vai trò chính trong quá trình làm việc của hệ miễn dịch, thụ tinh, phát bệnh và sinh học phát triển.[1]

Cấu trúc

[sửa | sửa mã nguồn]

Carbohydrat cấu tạo nên hầu hết các vật chất hữu cơ trên Trái Đất do các vai trò bao quát của chúng trong tất cả các dạng sống. Đầu tiên là tồn tại ở dạng dự trữ năng lượng, nhiên liệu và chất trao đổi trung gian. Thứ 2, các loại đường ribose và deoxyribose tạo thành một phần trong cấu trúc của RNA và DNA. Thứ 3, polysaccharide là các thành phần cấu trúc của thành tế bào vi khuẩn và thực vật. Thực ra, cellulose là thành phần chính của thành tế bào thực vật và là một trong những hợp chất hữu cơ phổ biến nhất trong sinh quyển. Thứ 4, carbohydrat có quan hệ với một số protein và lipid, các chất này có vai trò quan trọng trong việc tương tác gián tiếp giữa các tế bào và sự tương tác giữa các tế bào với các thành phần khác trong môi trường của tế bào.

Carbohydrat là hợp chất hữu cơ đơn giản nhất gồm aldehyde hoặc keton với một số nhóm hydroxyl, thường thì mỗi nguyên tử carbon chứa nhóm chức aldehyde hoặc keton. Các đơn vị cơ bản của carbohydrat được gọi là monosacarit; ví dụ như glucose, galactose, và fructose. Công thức thu gọn tổng quát của một monosaccharide là (C·H2O)n, với n lớn hơn hoặc bằng 3; tuy nhiên, không phải tất cả carbohydrat đều tuân theo công thức này (như acid uronic, các đường deoxy như fucose), hoặc không phải tất cả các chất hóa học có công thức như trên thì được xếp vào nhóm carbohydrat.[2]

Monosaccharide có thể được liên kết với nhau để tạo thành polysaccharide (hay oligosaccharide) theo nhiều cách khác nhau. Một số carbohydrat chứa một hoặc nhiều hơn các phân tử monosaccharide khi có một hoặc vài nhóm chức bị thay thế hoặc bị khử. Ví dụ, deoxyribose là thành phần cấu tạo của DNA bị biến đổi từ ribose; kitin được cấu tạo bởi các đơn vị N-acetylglucosamine có tính tuần hoàn, là một dạng glucose chứa nitơ.

Danh pháp khoa học của các carbohydrat rất phức tạp còn các tên gọi thông thường của các carbohydrat thường có phần đuôi là -ose. Glycoinformatics là ngành nghiên cứu đặc biệt tiếp cận đến tin sinh học duy nhất và đặc biệt của các carbohydrat.

Phân loại

[sửa | sửa mã nguồn]

Carbohydrates là các aldehyde polyhydroxy, keton, rượu, acid, các chất dẫn xuất đơn giản của chúng và polyme của chúng có sự liên kết của các loại acetal. Chúng có thể được phân loại theo mức độ trùng hợp (polymerization) và có thể được chia thành ba nhóm chính ban đầu, cụ thể là các loại đường (thực phẩm), oligosaccharides và polysaccharides[3]

Các carbohydrate chính trong dinh dưỡng

Lớp (DP*)	Phân nhóm	Các thành phần
Đường (thực phẩm) (1-2)	Monosaccharides	Glucose, galactose, fructose
	Disaccharides	Sucrose, lactose, maltose, trehalose
	Polyols	Sorbitol, mannitol
Oligosaccharides (3-9)	Malto-oligosaccharides	Maltodextrins
	Other oligosaccharides	Raffinose, stachyose, fructo-oligosaccharides
Polysaccharides (>9)	Tinh bột	Amylose, amylopectin, modified starches
	Non-starch polysaccharides	Xellulose, hemicellulose, pectins, hydrocolloids

DP * = Degree of polymerization (mức độ trùng hợp)

Monosaccharide

[sửa | sửa mã nguồn] Bài chi tiết: Monosaccharide

Monosaccharide là các carbohydrate đơn giản do đó chúng không thể thủy phân thành các carbohydrate nhỏ hơn. Chúng là các aldehyde hoặc keton có hai hay nhiều nhóm hydroxyl. Công thức hoá học tổng quát của một monosaccharide chưa hiệu chỉnh là (C•H2O) n, nghĩa đen là một "carbon hydrate." Monosaccharide là các phân tử nhiên liệu quan trọng cũng như là những khối liên kết trong các acid nucleic. Monosaccharide đơn giản nhất có n = 3 là các dihydroxyacetone và D- và L-glyceraldehyde.

Phân loại các monosaccharide

[sửa | sửa mã nguồn]

Các đồng phân α và β của glucose. Vị trí của nhóm hydroxyl (đỏ hoặc lục) trên các carbon đồng phân tương đối so với nhóm CH2OH liên kết với carbon 5: chúng hoặc là ở vị trí đối diện (α), hoặc ở vùng phía (β).

Monosaccharide được phân loại dựa trên 3 đặc điểm khác nhau gồm: vị trí của các nhóm carbonyl, số nguyên tử carbon, và đối xứng bàn tay của chúng. Nếu nhóm carbonyl là aldehyde, monosaccharide là aldose; nếu nhóm carbonyl là keton, monosaccharide là ketose. Monosaccharide có 3 nguyên tử carbon là triose, 4 nguyên tử carbon là tetrose, 5 nguyên tử carbon là pentose, sáu là hexose, và tương tự.[4] Hai hệ thống phân loại này thường được sử dụng kết hợp. Ví dụ, glucose là một aldohexose (aldehyde sáu carbon), ribose là một aldopentose (aldehyde 5 carbon), và fructose là một ketohexose (keton 6 carbon).

Các nguyên tử carbon liên kết với một nhóm hydroxyl (-OH), với ngoài lệ là carbon đầu tiên va cuối cùng là không đối xứng, tạo ra hai vị trí có thể khác nhau theo cấu trúc không gian trung tâm (R hay S). Do tính bất đối xứng này, một số đồng phân có thể tồn tại đối với bất kỳ một công thức monosaccharide cho trước. Ví dụ, aldohexose D-glucose có công thức là (C·H2O) 6, trong đó tất cả chỉ 2 trong sáu nguyên tử carbon là không đồng phẳng với các phân tử còn lại, làm cho D-glucose tạo ra 24 = 16 vị trí đồng phân không gian. Trong trường hợp của glyceraldehydes, aldotriose, có một cặp đồng phân không gian là enantiomers và epimer. 1, 3-dihydroxyacetone, ketose giống với aldose glyceraldehydes, là một phân tử đối xứng không có các tâm không gian). Việc hoán đổi vị trí D hay L được thực hiện dựa trên hướng của cárbon bất đối xứng xa nhất tính từ nhóm carbonyl: trong hệ tọa độ Fischer chuẩn nếu nhóm hydroxyl nằm ở bên phải thí phân tử đó là đường D, ngược lại là đường L. Tiếp đầu ngữ "D-" và "L-" không nên nhầm lẫn với "d-" hay "l-", với ý nghĩa chỉ hướng xoay mặt phẳng ánh sáng phân cực. Việc sử dụng "d-" và "l-" không tuân theo quy tắc hoá học của carbohydrate.[5]

Sử dụng trong sinh vật

[sửa | sửa mã nguồn]

Monosaccharide là nguồn nhiên liệu chính trong quá trình trao đổi chất, được sử dụng làm nguồn năng lượng (glucose là nguồn năng lượng quan trọng nhất trong tự nhiên) cũng như trong quang hợp. Khi monosaccharide không được nhiều tế bào sử dụng ngay lập tức thì chúng thường chuyển sang các dạng có lưu trữ có hiệu quả hơn về mặt không gian như polysaccharide. Trong các loài động vật, bao gồm cả con người, dạng lưu trữ này là glycogen, đặc biệt có trong gan và các tế bào cơ. Còn trong thực vật, tinh bột là một cách lưu trữ tương tự.

Disaccharide

[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Disaccharide

Khi hai monosaccharide liên kết với nhau sẽ tạo thành disaccharide và chúng là các polysaccharide đơn giản nhất, ví dụ như sucrose và lactose. Chúng liên kết với nhau bằng một liên kết cộng hóa trị tạo thành từ phản ứng khử nước, theo đó sẽ tách ra một nguyên tử hydro của một monosaccharide và một nhóm hydroxyl của monosaccharide còn lại. Công thức hóa học của disaccharides là C12H22O11. Mặc dù có nhiều kiểu disaccharide, chỉ một số ít disaccharides là được chú ý.

Sucrose là một disaccharide phổ biến nhất và là kiểu chính được vật chuyển trong thực vật. Nó bao gồm một phân tử D-glucose và một phân tử D-fructose. Danh pháp khoa học của sucrose là O-α-D-glucopyranosyl-(1→2)-D-fructofuranoside, bao gồm 4 yếu tố:

• Tên gọi của hai monosaccharide cấu tạo nên nó: glucose và fructose
• Kiểu cấu tạo vòng của chúng: glucose là pyranose, và fructose là furanose
• Cách chúng liên kết với nhau: oxy nối với carbon số 1 (C1) của α-D-glucose được liên kết với C2 của D-fructose.
• Tiếp vị ngữ -oside chỉ đồng phân carbon của hai monosaccharide tham gia vào liên kết cộng hóa trị.

Lactose, là một disaccharide được cấu tạo từ một phân tử D-galactose và một phân tử D-glucose, có nhiều trong sữa của động vật có vú. Danh pháp khoa học của lactose là O-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose. Các disaccharides nổi tiếng khác là maltose (2 D-glucoses liên kết α-1,4) và cellulobiose (2 D-glucoses liên kết β-1,4).

Xem thêm

[sửa | sửa mã nguồn] Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện về Carbohydrat.

• Hóa sinh học
• Phản ứng Maillard
• Gluconeogenesis
• Glycolipid
• Glycoprotein
• Glycoinformatics
• Cao phân tử
• Nutrition
• Quang hợp
• Đường

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

1. ^ Anthea Maton & Jean Hopkins, Charles William McLaughlin, Susan Johnson, Maryanna Quon Warner, David LaHart, Jill D. Wright (1993). Human Biology and Health. Englewood Cliffs, New Jersey, USA: Prentice Hall. tr. 52–59. ISBN 0-13-981176-1.{{Chú thích sách}}: Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
2. ^ Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochemistry. ấn bản lần thứ 3. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
3. ^ "Carbohydrates in human nutrition - Chapter 1 - The role of carbohydrates in nutrition". Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAO.
4. ^ Neil A. Campbell; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 11 năm 2014. Truy cập ngày 17 tháng 2 năm 2012.{{Chú thích sách}}: Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
5. ^ Ward Pigman & Horton, D. (1972). "Chapter 1: Stereochemistry of the Monosaccharides". Trong Pigman and Horton (biên tập). The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (ấn bản thứ 2). San Diego: Academic Press. tr. 1–67.

Ghi chú

[sửa | sửa mã nguồn]

α. ^ có nghĩa 'hydrat của carbon'

β. ^ có nguồn gốc từ Hy Lạp σάκχαρον, sákcharon, nghĩa là "đường"

Liên kết ngoài

[sửa | sửa mã nguồn] Wikiquote có bộ sưu tập danh ngôn về: Carbohydrat

• Carbohydrate (biochemistry) tại Encyclopædia Britannica (bằng tiếng Anh)
• Carbohydrates, including interactive models and animations Lưu trữ ngày 29 tháng 6 năm 2013 tại Wayback Machine (Requires MDL Chime Lưu trữ ngày 20 tháng 3 năm 2006 tại Wayback Machine)
• IUPAC-IUBMB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN): Carbohydrate Nomenclature Lưu trữ ngày 24 tháng 1 năm 2005 tại Wayback Machine
• Carbohydrates detailed Lưu trữ ngày 16 tháng 5 năm 2016 tại Portuguese Web Archive
• Carbohydrates and Glycosylation - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology Lưu trữ ngày 1 tháng 3 năm 2005 tại Wayback Machine
• Consortium for Functional Glycomics
• Wine Carbohydrates Lưu trữ ngày 17 tháng 4 năm 2011 tại Wayback Machine

x t s Các loại carbohydrat
Chung	Aldose Ketose Furanose Pyranose
Hình học	Anomer Cấu trúc cyclohexan Mutarotation
Monosaccharide	Diose Aldodiose Glycolaldehyde Triose Aldotriose Glyceraldehyde Ketotriose Dihydroxyacetone Tetrose Aldotetrose Erythrose Threose Ketotetrose Erythrulose Pentose Aldopentose Arabinose Lyxose Ribose Xylose Ketopentose Ribulose Xylulose Đường deoxy Deoxyribose Hexose Aldohexose Allose Altrose Galactose Glucose Gulose Idose Mannose Talose Ketohexose Fructose Psicose Sorbose Tagatose Đường deoxy Fucose Fuculose Rhamnoza Heptose Ketoheptose Mannoheptulose Sedoheptulose Trên 7 Octose Nonose Axit neuraminic
Nhiều saccharide	Disaccharide Cellobiose Isomaltose Isomaltulose Lactose Lactulose Kẹo mạch nha Saccarose Trehalose Turanose Trisaccharide Maltotriose Melezitose Raffinose Tetrasaccharide Stachyoza Other oligosaccharide Acarbose Fructooligosaccharide (FOS) Galactooligosaccharide (GOS) Isomaltooligosaccharide (IMO) Maltodextrin Polysaccharide Beta-glucan Oat beta-glucan Lentinan Sizofiran Zymosan Xenlulose Kitin Chitosan Dextrin / Dextran Fructose / Fructan Inulin Galactose / Galactose Glucose / Glucan Glycogen Hemicellulose Levan beta 2→6 Lignin Mannan Pectin Tinh bột Amylopectin Amyloza Xanthan gum
Thể loại

x t s Chất thay thế máu và dịch truyền (B05)
Máu và các sản phẩm liên quan (B05A)	Albumin huyết thanh Dextran Chế phẩm gelatin Hemoglobin crosfumaril Hemoglobin raffimer Hydroxyethyl starch Hồng cầu Tiểu cầu Huyết tương Tế bào gốc từ máu cuống rốn
Dịch truyền tĩnh mạch (B05B)	Amino acid Nhũ tương lipid Carbohydrat Protein thủy phân Các chất điện li Trometamol Mannitol Ure
Dung dịch tưới máu (B05C)	Cetylpyridinium Chlorhexidin Nitrofural Sulfamethizole Taurolidin Acid mandelic Noxytiolin Ethacridine lactate Neomycin Natri chloride Natri citrat Magnesi citrat Natri bicarbonat Glucose Sorbitol Glycine Mannitol
Khác (B05D, B05X)	Dung dịch thẩm phân phúc mạc Kali chloride Natri bicarbonat Natri chloride Amoni chloride Magnesi sulfat Kali phosphat Calci chloride Natri acetat Natri phosphat Magnesi phosphat Magnesi chloride Kẽm chloride Acid hydrochloric Natri glycerophosphat Kali lactat Dung dịch cardioplegia Kali acetat Arginin Alanyl glutamine Lysin

x t s Khoa học thực phẩm
Chung	Dị ứng Kỹ thuật thực phẩm Vi sinh vật Dinh dưỡng Chế độ ăn Lâm sàng Xử lý Xử lý cứu trợ Chất lượng Phân biệt cảm giác Kỹ thuật xét nghiệm Lưu biến học Dự trữ Công nghệ x t s Hóa thực phẩm Phụ gia Carbohydrat Màu Enzym Axit béo thiết yếu Hương liệu Bổ sung Lipid "Chất khoáng" (Nguyên tố hóa học) Protein Vitamin Nước Bản mẫu:Bảo quản thực phẩm
Công nghiệp thực phẩm	Sản xuất Đóng gói Marketing Dịch vụ thực phẩm Phát triền bền vững x t s An toàn thực phẩm cho người tiêu dùng Adulterants, food contaminants 3-MCPD Aldicarb Cyanide Formaldehyde Lead poisoning Melamine Mercury in fish Sudan I Hương liệu Monosodium glutamate (MSG) Salt Sugar High-fructose corn syrup Microorganisms Botulism Campylobacter jejuni Clostridium perfringens Escherichia coli O104:H4 Escherichia coli O157:H7 Hepatitis A Hepatitis E Listeria Norovirus Rotavirus Salmonella Bệnh ký sinh trùng Amoebiasis Anisakiasis Cryptosporidiosis Cyclosporiasis Diphyllobothriasis Enterobiasis Fasciolopsiasis Fasciolosis Giardiasis Gnathostomiasis Paragonimiasis Toxoplasmosis Trichinosis Trichuriasis Pesticides Chlorpyrifos DDT Lindane Malathion Methamidophos Preservatives Benzoic acid Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) Sodium benzoate Sugar substitutes Acesulfame potassium Aspartame Saccharin Sodium cyclamate Sorbitol Sucralose Toxins, poisons, environment pollution Aflatoxin Arsenic contamination of groundwater Benzene in soft drinks Bisphenol A Dieldrin Diethylstilbestrol Dioxin Mycotoxins Nonylphenol Shellfish poisoning Food contamination incidents Devon colic Swill milk scandal 1858 Bradford sweets poisoning 1900 English beer poisoning Morinaga Milk arsenic poisoning incident Minamata disease 1971 Iraq poison grain disaster Toxic oil syndrome 1993 Jack in the Box E. coli outbreak 1996 Odwalla E. coli outbreak 2006 North American E. coli outbreaks ICA meat repackaging controversy 2008 Canada listeriosis outbreak 2008 Chinese milk scandal 2008 Irish pork crisis 2008 United States salmonellosis outbreak 2011 Germany E. coli outbreak 2011 Taiwan food scandal 2011 United States listeriosis outbreak 2013 Bihar school meal poisoning 2013 horse meat scandal 2013 Taiwan food scandal 2014 Taiwan food scandal 2017 Brazil weak meat scandal 2017–18 South African listeriosis outbreak 2018 Australian rockmelon listeriosis outbreak 2018 Australian strawberry contamination Food safety incidents in China Food safety in Australia Foodborne illness outbreaks death toll United States Regulation, standards, watchdogs Acceptable daily intake E number Food labeling regulations Food libel laws International Food Safety Network ISO 22000 Quality Assurance International Food processing 4-Hydroxynonenal Acid-hydrolyzed vegetable protein Acrylamide Bệnh Creutzfeldt-Jakob Phụ gia thực phẩm Food irradiation Heterocyclic amines Modified starch Nitrosamines Polycyclic aromatic hydrocarbon Shortening Chất béo trans Related topics Curing (food preservation) Food and drink prohibitions Food marketing Food politics Food preservation Food quality Genetically modified food Intestinal parasites Institutions Centre for Food Safety European Food Safety Authority Institute for Food Safety and Health International Food Safety Network Ministry of Food and Drug Safety Category Commons Cookbook WikiProject Bản mẫu:Thay thế thực phẩm
Chính trị thực phẩm	Năng lượng thực phẩm An ninh thực phẩm Nạn đói Suy dinh dưỡng Quá độ dinh dưỡng
Tổ chức	Hiệp hội Quốc tế về bảo vệ thực phẩm Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Tổ chức nghiên cứu Nông nghiệp và Thực phẩm quốc gia Cơ quan quản lý Dược phẩm và Thực phẩm quốc gia

x t s Hóa thực phẩm
Phụ gia Carbohydrat Màu Enzym Axit béo thiết yếu Hương liệu Bổ sung Lipid "Chất khoáng" (Nguyên tố hóa học) Protein Vitamin Nước

x t s Các loại hóa thực vật
Phytochemicals	Natural phenols và Polyphenols Phytosterols Saponins
Misc:	List of phytochemicals and foods in which they are prominent
x t s Danh sách trao đổi chất hóa sinh Carbohydrat Alcohol Glycoprotein Glycoside Lipids Eicosanoids Acid béo trung gian Glycerides Phospholipid Sphingolipid Steroid Acid nucleic Dẫn xuất trung gian Protein Amino acid trung gian Khác Tetrapyrroles trung gian
Các họ chính của các chất hóa sinh
Peptit | Amino acid | Axit nucleic | Cacbohydrat | Lipid | Terpen | Carotenoit | Tetrapyrrol | Phụ nhân tử Enzym | Steroit | Flavonoit | Ancaloit | Polyketit | Glicozit
Các chất tương tự của axít nucleic:		Các chất tương tự của axít nucleic:

x t s Trao đổi chất, dị hóa, đồng hóa
Thông tin chung	Con đường chuyển hóa Mạng lưới chuyển hóa Nhóm dinh dưỡng chính
Chuyển hóa năng lượng	Hô hấp tế bào Đường phân → Khử carbonxyl pyruvate → Chu trình Krebs → Phosphoryl hóa oxy hóa (Chuỗi chuyền điện tử + ATP synthase) Hô hấp yếm khí Chất nhận điện tử không phải là oxy Lên men Đường phân → Phosphoryl hóa mức cơ chất ABE Ethanol Acid lactic
Con đường đặc hiệu	Chuyển hóa protein Tổng hợp protein Dị hóa Chuyển hóa carbohydrate(Dị hóa carbohydratevà đồng hóa) Ở người Đường phân ⇄ Tân tạo đường Phân giải đường ⇄ Tạo đường Con đường pentose phosphate Fructolysis Galactolysis Glycosyl hóa liên kết N liên kết O Không có ở người Quang hợp Quang hợp không thải oxy Hóa tổng hợp Cố định carbon Chuyển hóa xylose Phóng xạ dưỡng Chuyển hóa lipid (lipolysis, lipogenesis) Chuyển hóa acid béo Phân giải acid béo (Beta oxi hóa) Tổng hợp acid béo Other Chuyến hóa steroid Chuyến hóa sphingolipid Chuyến hóa eicosanoid Ketosis Vận chuyển ngược cholesterol Amino acid Tổng hợp amino axít Chu trình urê Đồng hóa nucleotide Đồng hóa purine Cứu vãn nucleotide Chuyến hóa pyrimidine Khác Đồng hóa kim loại Đồng hóa sắt ở người Đồng hóa etanol

Cơ sở dữ liệu tiêu đề chuẩn
Quốc tế	GND
Quốc gia	Hoa Kỳ Pháp BnF data Nhật Bản Cộng hòa Séc Tây Ban Nha Israel
Khác	Yale LUX