คาร์โบไฮเดรตเป็นสารประกอบที่เกิดจากคาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) ดังนั้นในทางเคมีจึงเรียกว่าคาร์โบไฮเดรต ซึ่งมีสูตรทั่วไปคือ Cx(H2อ)y.
เหล่านี้เป็นชีวโมเลกุลมากมายในธรรมชาติ เรียกอีกอย่างว่าคาร์โบไฮเดรตหรือน้ำตาล ซึ่งมีตั้งแต่น้ำตาลที่เราใช้เพื่อทำให้หวานจนถึงเซลลูโลสที่มีอยู่ในเซลล์พืช
3 หน้าที่หลักของคาร์โบไฮเดรต
1. การจัดหาพลังงาน
มนุษย์ได้รับพลังงานจากอาหาร เมื่อกลืนกินเข้าไป คาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยโดยเอ็นไซม์จำเพาะเป็นหน่วยน้ำตาลที่เล็กกว่าจนกว่าจะมีการผลิตกลูโคส
ในเซลล์ พลังงานได้มาจากกลูโคส ตามสมการโลกด้านล่าง
ค6โฮ12อู๋6 + 6 โอ2 → 6 CO2 + 6 ชั่วโมง2O + พลังงาน
พลังงานที่ปล่อยออกมานี้ถูกใช้โดยระบบประสาท โดยที่สมองเป็นผู้บริโภคหลัก พลังงานของเซลล์ประสาทมาจากกลูโคสโดยเฉพาะ
2. การเก็บพลังงาน
พืชมีเม็ดสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ซึ่งสามารถดูดซับพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ได้
การใช้คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศและน้ำที่รากจับได้ พืชสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีในกระบวนการสังเคราะห์แสงได้
การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นตามปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้
6 CO2(ช) + 6 ชั่วโมง2อู๋(1) + แสงแดด → C6โฮ12อู๋6(aq) + 6 โอ2(ช)
โมเลกุลกลูโคส (C6โฮ12อู๋6) ผลิตรวมกันเพื่อสร้างแป้ง ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีหน้าที่เก็บพลังงานในอวัยวะพืช
3. โครงสร้างเซลล์
เซลล์พืชเป็นหน่วยสร้างเนื้อเยื่อพืช ซึ่งประกอบด้วยออร์แกเนลล์และสารพันธุกรรม คั่นด้วยผนังเซลล์
ส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์คือเซลลูโลส ซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยโมเลกุลกลูโคสจำนวนมาก
เซลลูโลสทำให้เซลล์พืชมีโครงสร้างที่ตายตัวซึ่งมีหน้าที่ในการป้องกัน การสนับสนุน และความต้านทาน คาร์โบไฮเดรตนี้ยังควบคุมการเข้าถึงของน้ำไปยังเซลล์และการทำงานร่วมกันระหว่างเซลล์ข้างเคียง
เพื่อรับความรู้เพิ่มเติมอ่าน: คาร์โบไฮเดรตหรือคาร์โบไฮเดรต: มันคืออะไร?
การจำแนกคาร์โบไฮเดรต
ตามขนาดของโซ่และความซับซ้อนของมัน คาร์โบไฮเดรตสามารถจำแนกได้เป็น:
- โมโนแซ็กคาไรด์
- โอลิโกแซ็กคาไรด์
- โพลีแซ็กคาไรด์
มอโนแซ็กคาไรด์ หรือเรียกอีกอย่างว่า เอซเป็นคาร์โบไฮเดรตที่ง่ายกว่าและไม่ผ่านการไฮโดรไลซิส โอลิโกแซ็กคาไรด์และพอลิแซ็กคาไรด์สอดคล้องกับ โอซิเดียมคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่สามารถเปลี่ยนเป็นโมเลกุลขนาดเล็กลงได้เมื่อถูกไฮโดรไลซ์
1. โมโนแซ็กคาไรด์
พวกมันคือคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยอัลโดสซึ่งมีหมู่อัลดีไฮด์ (-CHO) อยู่ในสายโซ่ และคีโตสซึ่งมีหมู่ฟังก์ชันคีโตน (C=O)
ตามจำนวนของคาร์บอน โมโนแซ็กคาไรด์แบ่งออกเป็นไตรโอส (3C), เตโทรส (4C), เพนโทส (5C), เฮกโซส (6C) และเฮปโตส (7C)
ตัวอย่าง:
กลูโคสเป็นอัลโดเฮกโซสที่ผลิตขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ฟรุกโตสเป็นคีโตเฮกโซสที่พบในผลไม้
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ โมโนแซ็กคาไรด์.
2. โอลิโกแซ็กคาไรด์
โอลิโกแซ็กคาไรด์สอดคล้องกับคาร์โบไฮเดรตที่ละลายน้ำได้ซึ่งเกิดขึ้นจากโมโนแซ็กคาไรด์มากกว่าหนึ่งชนิดรวมกันด้วยพันธะโอไกลโคซิดิก
กลุ่มนี้รวมถึงไดแซ็กคาไรด์ จุดต่อของโมโนแซ็กคาไรด์สองตัว และไตรแซ็กคาไรด์ ซึ่งสอดคล้องกับการรวมตัวของโมโนแซ็กคาไรด์สามตัวในหนึ่งโมเลกุล
ตัวอย่าง:
มอลโตสเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่เป็นส่วนหนึ่งของมอลต์ที่ใช้ในการผลิตเบียร์ Raffinose เป็นไตรแซ็กคาไรด์ที่พบในอาหารเช่นถั่ว
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ไดแซ็กคาไรด์.
3. โพลีแซ็กคาไรด์
โพลีแซ็กคาไรด์เป็นโมโนแซ็กคาไรด์หลายตัวที่เชื่อมกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกในสายโซ่โพลีเมอร์ที่มีความยาว
ตัวอย่าง:
- แป้ง: พลังงานสำรองของผัก
- ไกลโคเจน: พลังงานสำรองของสัตว์
- เซลลูโลส: องค์ประกอบโครงสร้างของผนังเซลล์พืช
พอลิแซ็กคาไรด์สามชนิดข้างต้นเป็นพอลิเมอร์ที่มีสูตรโมเลกุล (C6โฮ10อู๋6)ไม่เนื่องจากเกิดจากการรวมตัวกันของโมเลกุลกลูโคสหลายตัว
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ พอลิแซ็กคาไรด์.
แหล่งคาร์โบไฮเดรตหลักสำหรับอาหาร
คาร์โบไฮเดรตส่วนใหญ่พบในผัก เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสง อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์จากสัตว์อาจมีคาร์โบไฮเดรต เช่น นมที่มีน้ำตาลแลคโตส
คาร์โบไฮเดรตเป็นหนึ่งในสามกลุ่มของธาตุอาหารหลัก พร้อมด้วยโปรตีนและไขมัน ซึ่งจำเป็นต้องรวมอยู่ในอาหารเนื่องจากร่างกายไม่ได้ผลิตพวกมัน โดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มาของการบริโภคคาร์โบไฮเดรตทุกๆ 1 กรัมจะมีให้ 4.02 กิโลแคลอรี
ในอาหาร แคลอรี่ที่บริโภคระหว่างวันควรเท่ากับคาร์โบไฮเดรต 45% ถึง 65% ปริมาณที่แนะนำต่อวันคือ 135 กรัม การบริโภคนี้จะแตกต่างกันไปหากบุคคลนั้นทนทุกข์ทรมานจากความเจ็บป่วยเช่นโรคเบาหวานหรือมีอาการอื่น ๆ เช่นการตั้งครรภ์
คาร์โบไฮเดรตอย่างง่ายกับคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน
คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวและเชิงซ้อนแตกต่างกันในโครงสร้าง ดังนั้นจึงถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายในรูปแบบต่างๆ คาร์โบไฮเดรตอย่างง่ายซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลหนึ่งหรือสองชนิด โดยทั่วไปจะย่อยได้เร็ว ในขณะที่คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนใช้เวลานานกว่า
คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวมีอยู่ในอาหารประเภทแปรรูป ซึ่งขาดวิตามิน เกลือแร่ หรือไฟเบอร์ ดังนั้นจึงเรียกว่า "แคลอรีเปล่า" และสามารถนำไปสู่การเพิ่มน้ำหนักได้ ที่พวกเขา:
- เค้ก
- ลูกอม
- โซดา
- ไอศครีม
- มันฝรั่งทอด
คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนมีน้ำตาลมากกว่าสามชนิดและอุดมไปด้วยแป้ง ดูตัวอย่างด้านล่าง
- ถั่ว
- ถั่วเลนทิล
- มันฝรั่ง
- ข้าวโพด
- ซีเรียล
เป็นที่น่าสังเกตว่าเนื่องจากพวกมันถูกดูดซึมได้อย่างรวดเร็ว คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวทำให้เกิดพลังงานจำนวนมากในระยะเวลาอันสั้น ในขณะที่สารเชิงซ้อนมีพลังงานที่ปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่อง
คาร์โบไฮเดรตที่ดีกับคาร์โบไฮเดรตที่ไม่ดี
โดยทั่วไป คาร์โบไฮเดรตจัดว่าดีหรือไม่ดีสำหรับคุณค่าทางโภชนาการ เมื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของอาหารแล้ว คาร์โบไฮเดรตที่ดีนั้นแตกต่างจากคาร์โบไฮเดรตที่ไม่ดีตรงที่มี:
- ปริมาณแคลอรี่ปานกลาง
- สารอาหารมากมาย
- ไฟเบอร์มากมาย
- โซเดียมต่ำ
- ไขมันอิ่มตัวต่ำ
- ไม่มีไขมันทรานส์
อาหารที่พบในธรรมชาติ เช่น ผัก เกี่ยวข้องกับคาร์โบไฮเดรตที่ดี ผลิตภัณฑ์แปรรูปที่มีน้ำตาลสูง เช่น น้ำอัดลม จัดเป็นคาร์โบไฮเดรตที่ไม่ดี
คาร์โบไฮเดรตส่วนเกิน x การขาดคาร์โบไฮเดรต
คาร์โบไฮเดรตส่วนเกินในอาหาร โดยเฉพาะอาหารที่ผ่านการขัดสี จะถูกย่อยสลายโดยเอ็นไซม์ในลำไส้และเปลี่ยนเป็นกลูโคสอย่างรวดเร็ว
นี้อาจกลายเป็นวงจรอุบาทว์ในร่างกาย เนื่องจากการผลิตอินซูลินถูกกระตุ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณน้ำตาลในเลือด ในทางกลับกัน อินซูลินจะลดระดับน้ำตาลในเลือดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจนำไปสู่ความรู้สึกอ่อนแอและหิวมากขึ้น
ในทางกลับกัน การขาดคาร์โบไฮเดรตในร่างกายทำให้ไขมันในร่างกายถูกใช้เป็นแหล่งพลังงาน
อย่างไรก็ตาม คาร์โบไฮเดรตมีความสำคัญในกระบวนการเผาผลาญไขมัน หากปราศจากคาร์โบไฮเดรต กระบวนการก็จะไม่สมบูรณ์ ทำให้เกิดการสะสมของสารพิษที่นำไปสู่การลดค่า pH ของเลือดและ การคายน้ำ
แหล่งพลังงานทางเลือกอื่นสำหรับคาร์โบไฮเดรตคือโปรตีน ซึ่งใช้สำหรับการผลิตกล้ามเนื้อ เมื่อร่างกายใช้โปรตีนเป็นเชื้อเพลิง ก็สามารถสร้างความเครียดให้กับไตได้
ทดสอบความรู้ของคุณกับ คำถามเกี่ยวกับคาร์โบไฮเดรต.
