Kohlenhydrate Stoffchemie
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Questions and Answers

Welche Bedingung ist notwendig für die Zersetzung von Stärkekörnern?

  • Temperaturen unter 50°C
  • Temperaturen über 80°C
  • Temperaturen über 100°C (correct)
  • Temperaturen unter 100°C

    • Wie verhalten sich Amylose-Gele bei Temperaturen über 150°C?

  • Sie bleiben unverändert.
  • Sie werden stabiler.
  • Sie bilden neue Aggregate.
  • Sie lösen sich auf. (correct)

    • Welche der folgenden Lebensmittel sind Beispiele für resistente Stärke?

  • Frisch gekochte Kartoffeln
  • Gequollene Stärke in gedämpftem Gemüse (correct)
  • Warm servierte Spaghetti
  • Luftgetrocknete Nudeln

    • Was ist der Einfluss retrogradierter Stärke auf den Glykämischen Index?

    <p>Reduziert den Glykämischen Index.</p> Signup and view all the answers

    Welches Lebensmittel ist langsam, aber vollständig abbaubar durch α-Amylase?

    <p>Rohe Cerealien</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt am besten Amylopektin bei der Zersetzung?

    <p>Es bildet große Aggregate in wässrigem Milieu.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Temperaturen, bei denen Amylopektin-Gele wieder verflüssigt werden können?

    <p>Zwischen 25 und 95°C</p> Signup and view all the answers

    Was zeigt der Glykämische Index eines Lebensmittels an?

    <p>Die Zugänglichkeit und Abbaubarkeit der Stärke.</p> Signup and view all the answers

    Welche Bindungen sind in Amylopektin vorhanden?

    <p>Sowohl $eta1→4$- als auch $eta1→6$-Bindungen</p> Signup and view all the answers

    Warum ist Cellulose für Menschen nicht verdaulich?

    <p>Es fehlt das Enzym $eta$-Glucosidase.</p> Signup and view all the answers

    Welche dieser Zuckerarten kommt häufig in Lebensmitteln vor?

    <p>Maltose</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit Zuckern bei Erhitzung über 100°C?

    <p>Sie karamelisieren und bilden verschiedene Produkte.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage zu Amylose ist korrekt?

    <p>Sie hat keine Verzweigungen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften ist typisch für Stärke?

    <p>Wird in Glucose umgewandelt, wenn sie verdaut wird.</p> Signup and view all the answers

    In welchem Prozess entstehen Maillard-Produkte beim Erhitzen von Zuckern?

    <p>Bei trockener Erhitzung mit N-haltigen Verbindungen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Zucker ist falsch?

    <p>Eine Triose hat fünf C-Atome.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die Struktur von Cellulose am besten?

    <p>Sie besteht aus Glucose-Einheiten mit $eta1→4$-Bindungen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung hat keine Enantiomere?

    <p>Dihydroxyaceton</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet die Bezeichnung D-Glucose?

    <p>Die Glucose kommt hauptsächlich in der Natur vor.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Enantiomere ist korrekt?

    <p>Sie haben unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele C-Atome hat eine Hexose?

    <p>6</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Verbindungen ist eine Ketose?

    <p>Fructose</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über asymmetrische C-Atome ist richtig?

    <p>Sie haben vier verschiedene funktionelle Gruppen.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Bezeichnung L-Form?

    <p>Moleküle mit einer linken Konfiguration.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei der Verkleisterung von Stärke?

    <p>Kristalline Bereiche der Stärke verschwinden weitgehend.</p> Signup and view all the answers

    Warum sind Inuline in der Nahrung nicht verdaulich?

    <p>Weil die notwendige Enzymaktivität zur Spaltung der Bindungen fehlt.</p> Signup and view all the answers

    Welches Polysaccharid ist in Pflanzen überwiegend gespeichert?

    <p>Stärke</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wichtigkeit von Kohlenhydraten im Stoffwechsel?

    <p>Kohlenhydrate sind die wichtigste Energiequelle im Stoffwechsel.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die chemische Natur von Zuckern?

    <p>Zucker sind Ketone oder Aldehyde eines mehrwertigen Alkohols.</p> Signup and view all the answers

    Wohin bindet Stärke hauptsächlich Wasser in ihren Granula?

    <p>In den amorphen Bereichen des Amylopektins.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt den Prozess, bei dem Monosaccharide zu großen Molekülen verknüpft werden?

    <p>Glykosidische Bindung</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Wassereinlagerung in trockener Stärke ist richtig?

    <p>Trockene Stärke verändert ihre Form während Wasserbindung nicht wesentlich.</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym spaltet α1→2-Bindungen in Saccharose?

    <p>Saccharase-Isomaltase</p> Signup and view all the answers

    Was sind Enantiomere?

    <p>Zwei Spiegelbilder von Molekülen, die sich an einem chiralen Zentrum unterscheiden.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen Amylose und Amylopektin?

    <p>Amylose ist unverzweigt, während Amylopektin verzweigt ist.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage zu glykosidischen Bindungen zwischen Monosacchariden ist korrekt?

    <p>Glykosidische Bindungen beeinflussen die Resorption von Oligo- und Polysacchariden.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert beim Lösen und Erhitzen von Stärke?

    <p>Stärke verändert sich und beeinflusst die physiologischen Effekte.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt nicht den Prozess der Trocknung bei UHT-Milch?

    <p>Farb- und Aromastoffe sind in UHT-Milch erwünscht.</p> Signup and view all the answers

    Warum sind Kohlenhydrate keine essentiellen Nährstoffe?

    <p>Der Körper kann sie selbst aufbauen.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Kohlenhydrate ist das wichtigste im Stoffwechsel?

    <p>Glucose</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung entsteht durch die Reaktion einer Aldehydgruppe mit einer Alkoholgruppe?

    <p>Halbacetal</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Prozent der Glucose liegen in der Ringform vor?

    <blockquote> <p>99 %</p> </blockquote> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die α-D-Galactosidase im Dünndarm?

    <p>Abbau von oligomeren Zuckern</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Anomerie von Zuckern?

    <p>Räumliche Anordnung an einem C-Atom</p> Signup and view all the answers

    Welche Disaccharidstruktur entsteht bei der Reaktion von Glucose und Fructose?

    <p>Saccharose</p> Signup and view all the answers

    Welche chemische Eigenschaft charakterisiert Fructose in ihrer Ringform?

    <p>Furan-Ring</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Disaccharide ist ein Zwischenprodukt beim Abbau von Stärke?

    <p>Maltose</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die α- und β-glycosidische Bindung?

    <p>Die räumliche Anordnung der OH-Gruppe</p> Signup and view all the answers

    Wie erfolgt die Bildung eines Disaccharids?

    <p>Durch Kondensation von zwei Monosacchariden</p> Signup and view all the answers

    Wie ist die Struktur der α-D-Glucopyranose charakterisiert?

    <p>6er-Ring mit integriertem O-Atom</p> Signup and view all the answers

    Welche Form von Glucose ist energetisch am günstigsten für den Ringschluss?

    <p>β-Form</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei der Reaktion von zwei Monosacchariden?

    <p>Es resultiert ein Oligosaccharid</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Oligosaccharide ist nicht spaltbar?

    <p>Stachyose</p> Signup and view all the answers

    In welcher Form liegen die meisten Zuckermoleküle vor?

    <p>Als Ringform</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Lernziele

    • Studierende kennen die Nomenklatur der Kohlenhydrate und können Kohlenhydratarten eindeutig benennen.
    • Studierende können die Begriffe Enantiomerie und Anomerie erklären und Beispielmoleküle benennen.
    • Studierende kennen glycosidische Bindungsarten zwischen Monosacchariden und deren Konsequenzen auf die Digestion und Resorption bedeutsamer Oligo- und Polysaccharide.
    • Studierende können erklären, wie sich Stärke beim Lösen und Erhitzen verändert und welche physiologischen Effekte dies zur Folge hat.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Wissenswertes

    • Kohlenhydrate sind keine essentiellen Nährstoffe. Der Organismus kann sie selber aufbauen.
    • Kohlenhydrate stellen die wichtigste Energiequelle im Stoffwechsel dar.
    • Das wichtigste Kohlenhydrat im Stoffwechsel ist Glucose.
    • Jede Zellart kann Glucose zur Energiegewinnung nutzen.
    • Einfache Kohlenhydratbausteine (Monosaccharide) können über glykosidische Bindungen zu sehr grossen Speicher- und Strukturmolekülen (Polysaccharide) verknüpft werden.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Wichtige Monosaccharide

    • Glucose, Fructose, Galactose sind wichtige Monosaccharide (Einfachzucker).

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Was sind Zucker chemisch betrachtet?

    • Zucker sind Aldehyde bzw. Ketone eines mehrwertigen Alkohols.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Was sind Enantiomere?

    • Zwei Verbindungen, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten.
    • Voraussetzung: ein C-Atom hat vier verschiedene funktionelle Gruppen.
    • Solche C-Atome nennt man asymmetrische C-Atome.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Gibt es hier jeweils zwei Enantiomere?

    • D-Glycerinaldehyd (R)-2,3-Dihydroxypropanal
    • L-Glycerinaldehyd (S)-2,3-Dihydroxypropanal
    • Dihydroxyaceton, 1,3-Dihydroxypropan-2-on

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Nomenklatur der Zucker

    • Zucker erkennt man an der Endung „-ose“.
    • Einteilung nach Position der Carbonylgruppe:
      • Polyhydroxy-Aldehyde = Aldosen
      • Polyhydroxy-Ketone = Ketosen
    • Einteilung nach Kettenlänge:
      • 3 C-Atome = Triosen
      • 4 C-Atome = Tetrosen
      • 5 C-Atome = Pentosen
      • 6 C-Atome = Hexosen
      • 7 C-Atome = Heptose

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Beispiele wichtige Zucker

    • Glucose, Fructose, Galactose

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Glucose hat zwei Enantiomere

    • D-Glucose (rechtsdrehend)
    • L-Glucose (linksdrehend)
    • In der Natur kommt fast ausschliesslich die D-Glucose vor.
    • Aminosäuren liegen fast ausschliesslich in der L-Form vor.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Bedeutung der D- und L-Enantiomere

    • Viele Enzyme sind spezialisiert auf ein Enantiomer als Substrat.
    • Unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeit
    • Unterschiedliche Wirksamkeit von Medikamenten
    • Unterschiedliche chemisch/physiologische Eigenschaften
    • Beispiele: Die Aminosäure L-Valin schmeckt bitter, D-Valin süß.
    • L-Carvon (Kümmelgeruch), D-Carvon (Minzegeruch)

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - In welcher räumlichen Anordnung liegen Zucker vor?

    • Offene Form: < 1%
    • Ringform: > 99%
    • Halbacetal = Reaktion einer Aldehydgruppe mit einer Alkoholgruppe.
    • Ringschluss: der Glucose erfolgt zwischen C1 und C5-Atom.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Bei Ringschluss

    • sind zwei räumliche Formen möglich (= Anomerie).
    • Es entstehen zwei Anomere (α und β-Form).
    • können sich über die offene Form ineinander umwandeln.
    • 2/3 der Glc liegt in der β-Form, 1/3 in der α-Form.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Was ist denn α-D-Glucopyranose?

    • Zucker können in 5er- oder 6er-Ringen vorliegen.
    • 6er-Ringe mit einem im Ring integrierten O-Atom = Pyran.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Fructose gibt`s in zwei Ringformen

    • 5er-Ringe mit einem im Ring integrierten O-Atom = Furan.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Vom Mono- zum Polysaccharid - die Glykosidische Bindung

    • Reagiert eine OH-Gruppe eines Monosaccharids mit einem Alkohol unter Abspaltung von Wasser (Kondensation), entsteht ein Glykosid (Spezialfall eines Ethers).
    • Falls beide Verbindungen Monosaccharide wird, wird die Verbindung Disaccharid genannt.
    • Über die glycosidische Bindung wird jeweils der nächste Zucker „angebaut“ bis zum Polysaccharid.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Mögliche Verknüpfungsarten zwischen Zuckern

    • α- und β-glycosidische Bindung.
    • Beide Formen sind über C1 (links) und C4 (rechts) verbunden.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Biochemisch wichtige Disaccharide

    • Maltose = α-D-Glucopyranosyl-(1→4)-D-Glucopyranose, oder 4-O-a-D-Glucopyranosyl-D-Glucopyranose – Zwischenprodukt beim Abbau von Stärke.
    • Isomaltose = α-D-Glucopyranosyl-(1→6)-D-Glucopyranose, oder 6-O-a-D-Glucopyranosyl-D-Glucopyranose.
    • Lactose = β-D-Galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose – wichtigster Energielieferant für Säuglinge.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Wichtige Di- und Oligosaccharide

    • Maltose, Saccharose, Lactose
    • Nicht spaltbare Oligosaccharide: Raffinose, Stachyose, Verbascose

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Polysaccharide

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Struktur verschiedener Polysaccharide

    • Stärkekörner: Amylose (unverzweigt), Amylopektin (verzweigt). Glucose in α-1→4-Bindungen.
    • Glykogen. Glucose in α-1→4- und α-1→6-Bindungen.
    • Cellulose. Glucose in β-1→4-Bindungen, keine Verzweigungen.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Vom Di- zum Polysaccharid

    • Stärke und Glykogen. Amylose (Glucose in α-1→4-Bindungen), Amylopectin (Glucose in a1→4- und α1→6-Bindungen).
    • Cellulose (Glucose in β-1→4-Bindungen, keine Verzweigungen).

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Eigenschaften von Zuckern und Stärke

    • Eigenschaften von Zuckern und Stärke im Organismus und im Kochtopf.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Welche Zuckerarten kommen in Lebensmitteln vor?

    • Graphische Darstellung verschiedener Zuckerarten in unterschiedlichen Lebensmitteln.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Erhitzungsprodukte von Zuckern

    • Werden Zucker auf mehr als 100°C erhitzt, karamelisieren sie.
    • Bei Gegenwart von N-haltigen Verbindungen bilden sich Maillard-Produkte.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Polysaccharide als Speicherstoffe

    • In Säugetieren: Glykogen.
    • In Pflanzen: Stärke (Amylose, Amylopektin), Inulin

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Was passiert beim Kochen von Pasta und Kartoffeln?

    • Verkleisterung von Stärke.
    • Zersetzung der Stärkekörner.
    • Retrogradation.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Der Glykämische Index

    • Zusammenhang mit den in einem Lebensmittel vorliegenden Formen der Stärke.
    • WIdeerspiegelt die Zugänglichkeit und Abbauarkeit der Stärke.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Zusätzliche Informationen

    • Videos zur Repetition mit entsprechenden Links zu YouTube-Videos
    • Quellen: Thesimplechemics

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