คาร์โบไฮเดรต

 คาร์โบไฮเดรตคือ   สารอาหารที่ประกอบด้วยคาร์บอน ( C )ไฮโดรเจน ( H )  และออกซิเจน ( O )คาร์โบไฮเดรต เป็นสารประกอบอินทรีย์เคมี ซึ่งมีธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเป็นส่วนประกอบพืชใช้พลังงานจากแสงแดดในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศและน้ำซึ่งดูดจากดินและจะสะสมอาหารในส่วนต่างๆของพืช เช่น เมล็ด ใบ หัว ลำต้น ชนิดของคาร์โบไฮเดรตมีหลายชนิด จัดเป็นพวกใหญ่ๆได้ดังนี้ 

เป็นสารชีวโมเลกุลที่สำคัญที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตทุกชนิค คำว่าคาร์โบไฮเดรตมีรากศัพท์มาจากคำว่า คาร์บอน (carbon) และคำว่าไฮเดรต (hydrate) อิ่มตัวไปด้วยน้ำ ซึ่งรวมกันก็หมายถึงคาร์บอนที่อิมตัวไปด้วยน้ำ เนื่องจากสูตรเคมีอย่างง่ายก็คือ (C•H₂O)n ซึ่ง n≥3 หน่วยที่เล็กทีสุดของคาร์โบไฮเดรตก็คือน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวหรือโมโนแซคคาร์ไรด์คาร์โบไฮเดรตเป็นสารอาหารหลักซึ่งให้พลังงานเท่ากับ โปรตีน คือ 4 กิโลแคลลอรี่/1 กรัม ประกอบด้วย C คาร์บอน Hไฮโดรเจน และ O ออกซิเจน เป็นอัตรส่วน m:2n:n

คาร์โบไฮเดรตแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มดังนี้

1.น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว

น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (มอนอแซ็กคาไรด์) – กลูโคส ฟรุกโตส กาแลสโตส ซึ่งมีสูตร (C₆H₁₂O₆) เหมือนกัน

น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวเป็นโครงสร้างพื้นฐานของคาร์โบไฮเดรต เป็นคีโตนหรืออัลดีไฮด์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิลเกาะอยู่หลายกลุ่ม

แบ่งเป็นสองกลุ่มใหญ่คือน้ำตาลอัลโดส มีหมู่อัลดีไฮด์ เช่นน้ำตาลกลูโคส และน้ำตาลคีโตส มีหมู่คีโตน เช่นน้ำตาลฟรุกโตส 

2.น้ำตาลโมเลกุลคู่

 น้ำตาลโมเลกุลคู่ (ไดแซ็กคาไรด์)ประกอบด้วยสองหน่วยของมอนอแซ็กคาไรด์ เช่น  มอลโตส เกิดจากกลูโคส 2 โมเลกุลน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจะรวมตัวเป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่ด้วยพันธะไกลโคซิดิก ระหว่างหมู่ไฮดรอกซิลของน้ำตาลตัวหนึ่งกับคาร์บอนของน้ำตาลอีกตัวหนึ่ง ตำแหน่งที่เกิดพันธะไกลโคซิดิกแสดงโดย (1→4) ซึ่งแสดงว่า C1 ของตัวแรกต่อกับ C4 ของน้ำตาลตัวที่สอง

 3.โพลีแซคคาไรด์

 เป็นน้ำตาลโมเลกุลใหญ่ เช่น แบะแซ หรือเดกตริน
แป้ง  เป็นพอลิเมอร์ของกลูโคส เมื่อสลายด้วยกรด หรือเอนไซม์ จะกลายเป็นน้ำตาลสารโมเลกุลเล็ก แป้งจะใช้สารละลายไอโอดีนทดสอบ ซึ่งจะให้ได้สารละลายสีน้ำเงิน
เซลลูโลส  เป็นพอลิแซกคาไรด์ ที่เกิดจากกลูโคส จำนวนประมาณ 50,000 โมเลกุล เชื่อมต่อกันเป็นโซ่ยาว และมีลักษณะคล้ายตาข่าย มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโซ่ เซลลูโลสจึงมีโครงสร้างเป็นเส้นใย มีในไม้และลำต้นพืช ร้อยละ 50 มีคุณสมบัติไม่ละลายน้ำ ย่อยสลายยาก กระเพาะอาหารคนเราไม่สามารถย่อยเซลลูโลสได้ ยกเว้นในสัตว์ประเภทกินพืช เช่น วัว ควาย ม้า ซึ่งมีแบคทีเรียบางชนิดที่สามารถย่อยสลายเซลลูโลสได้

ไกลโคเจน   เป็นพอลีแซกคาไรด์ที่มีขนาดใหญ่กว่า แป้ง และเซลลูโลสมาก ประกอบด้วยกลูโคส จำนวนเป็นแสนโมเลกุลขึ้นไป พบในคนและสัตว์ โดยสะสมในกล้ามเนื้อและตับ

เกิดจากการต่อกันของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจนเป็นสายยาว โพลีแซคคาไรด์แบ่งเป็นสองชนิดคือ โฮโมโพลีแซคคาไรด์ ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวชนิดเดียว กับเฮเทอโรโพลีแซคคาไรด์ ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวหลายชนิด โพลีแซคคาไรด์ที่สำคัญมีหลายชนิด ได้แก่

• แป้ง เป็นอาหารสะสมในเซลล์พืช ประกอบด้วยโพลีเมอร์ของกลูโคสสองชนิดคือ อะไมโลส ไม่แตกกิ่ง ต่อด้วย (α1→4) กับอะไมโลเพกติน เป็นสายโพลีแซคคาไรค์ที่แตกกิ่ง โดยส่วนที่เป็นเส้นตรงต่อด้วย (α1→4) และส่วนที่แตกกิ่งต่อด้วย (α1→6)
• ไกลโคเจน เป็นอาหารสะสมในเซลล์สัตว์ มีโครงสร้างคล้ายอะไมโลเพกตินแต่แตกกิ่งมากกว่า
• เซลลูโลส เป็น
• ป็นโซ่ตรงของกลูโคส ไม่แตกกิ่ง ต่อกันด้วยพันธะ (β1→4)
• ไคติน เป็นโครงสร้าง
• โครงสร้างของเซลล์พืช ลักษณะเของเซลล์สัตว์ พบในเปลือกหอย กุ้ง ปู เป็นโฮโมโพลีแซคคาไรด์ของ N-acetyl-D-glucosamine ต่อกันด้วยพันธะ β
• เปบทิโดไกลแคน เป็นโครงสร้างของเซลล์แบคทีเรีย ประกอบด้วยโพลีแซคคาไรด์ของ N-acetylglucosamine และ N-acetylmuramic acid ต่อกันด้วยพันธะ (β1→4)
• ไกลโคซามิโนไกลแคน เป็นส่วนประกอบของสารที่อยู่ระหว่างเซลล์สัตว์ ประกอบด้วยสยโพลีแซคคาไรด์ของน้ำตาลโมเลกุลคู่ซ้ำๆกัน คือ hyaluronic acid (ประกอบด้วย glucoronic acid กับ acetylglucosamine)

 ไกลโคโปรตีนและไกลโคลิปิด

ไกลโคโปรตีน เป็นองค์ประกอบหลักของโปรตีนที่หลั่งออกนอกเซลล์ โดยเป็นโปรตีนที่เชื่อมต่อกับโอลิโกแซคคาไรด์ (น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวต่อกัน 3 – 5 โมเลกุล)

ส่วนไกลโคลิปิดซึ่งเป็นโพลีแซคคาไรด์ที่จับกับไขมันเป็นองค์ประกอบในเยื่อหุ้มต่างๆภายในเซลล์ นอกจากนั้น ไกลโคโปรตีนบางชนิด เช่น เลกติน

 

(lectin) หรือซีเลกติน (selectin) มีบทบาทในการจดจำเซลล์เป้าหมายของเชื้อก่อโรค

คาร์โบไฮเดรต

เป็นสารอินทรีย์ที่หมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์ (-CHO) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) หรือหมู่คาร์บอนิล (-CO) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) เป็นหมู่ฟังก์ชัน