Kohlenhydrate Stoffchemie

Zucker werden mit der Endung " -ose" benannt.

Aldosen sind Polyhydroxy-Aldehyde, während Ketosen Polyhydroxy-Ketone sind.

Triosen haben 3 Kohlenstoffatome, Tetrosen 4, Pentosen 5, Hexosen 6 und Heptosen 7.

Zwei Verbindungen, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten und ein asymmetrisches Kohlenstoffatom (ein Kohlenstoffatom mit vier verschiedenen funktionellen Gruppen) besitzen.

Die Existenz von zwei Enantiomeren. Ein Molekül mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom hat zwei verschiedene räumliche Anordnungen.

D-Glucose ist die rechtsdrehende Form von Glucose, während L-Glucose die linksdrehende Form ist.

In der Natur ist D-Glucose viel häufiger als L-Glucose.

Enzyme sind spezifisch für ein bestimmtes Enantiomer. Dies beeinflusst Reaktionsgeschwindigkeiten und die Wirksamkeit von Medikamenten.

Kohlenhydrate sind organische Verbindungen, die aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff aufgebaut sind. Sie dienen als wichtigste Energiequelle im Stoffwechsel.

Kohlenhydrate sind nicht lebensnotwendig, da der Körper sie aus anderen Nährstoffen synthetisieren kann, jedoch stellen sie die Hauptquelle für Energiegewinnung in unserem Stoffwechsel dar.

Glucose (Traubenzucker) ist der wichtigste Kohlenhydrat im Stoffwechsel der meisten Lebewesen.

Alle Zellen des Körpers können Glucose für die Energiegewinnung nutzen. Dieser Prozess wird als Zellatmung bezeichnet.

Monosaccharide sind die einfachsten Kohlenhydrate, die nicht weiter in kleinere Einheiten zerlegt werden können. Beispiele sind Glucose (Traubenzucker), Fructose (Fruchtzucker) und Galactose.

Glykosidische Bindung: Eine chemische Bindung zwischen zwei Monosacchariden, die durch Reaktion einer Hydroxylgruppe des einen Monosaccharids mit einer Hydroxylgruppe des anderen Monosaccharids unter Abspaltung von Wasser entsteht.

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, die aus vielen Monosacchariden bestehen. Sie dienen als Speicher- und Strukturmoleküle. Beispiele: Stärke, Cellulose, Glykogen.

Die Stärke-Moleküle verändern ihre Struktur beim Lösen und Erhitzen. Das führt zu einer Verkleisterung der Stärke. Diese Eigenschaft ist wichtig für die Verdauung und für die Herstellung von Lebensmitteln.

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, die aus vielen Einfachzuckermolekülen (Monosacchariden) aufgebaut sind, die durch glykosidische Bindungen miteinander verknüpft sind.

Stärke und Glykogen sind wichtige Polysaccharide, die als Energiespeicher in Pflanzen bzw. Tieren dienen.

Amylose ist ein lineares Polysaccharid, das nur aus 1→4-glykosidischen Bindungen zwischen Glucosemolekülen besteht.

Amylopectin ist ein verzweigtes Polysaccharid, das sowohl 1→4- als auch 1→6-glykosidische Bindungen zwischen Glucosemolekülen aufweist.

Cellulose ist ein lineares Polysaccharid, das nur aus 1→4-glykosidischen Bindungen zwischen Glucosemolekülen besteht.

Der menschliche Körper kann Cellulose nicht verdauen, da ihm das Enzym -Glucosidase (Cellulase) fehlt.

Zucker karamellisieren bei Erhitzung auf über 100 °C und bilden eine Vielzahl von Aroma-, Farb- und Geschmacksstoffen.

Die Maillard-Reaktion ist eine chemische Reaktion, die bei trockener Erhitzung von Kohlenhydraten mit stickstoffhaltigen Verbindungen (z.B. Aminosäuren) stattfindet.

In Säugetieren ist Glykogen das gespeicherte Polysaccharid, während Pflanzen Stärke als Speicherstoff verwenden. Stärke besteht aus Amylose (unverzweigt) und Amylopektin (verzweigt).

Inulin ist ein unverdauliches Polysaccharid, das in Pflanzen wie Chicoree, Topinambur und Artischocke vorkommt. Es besteht aus vielen Fructose-Einheiten, die durch β2→1-Bindungen verbunden sind.

Die Verdauung von Inulin ist nicht möglich, da dem menschlichen Körper die β-Fructosidase fehlt, die die 2→1-Bindungen spalten kann.

Beim Kochen von Pasta und Kartoffeln durchläuft die darin enthaltene Stärke eine Verkleisterung. Die Verkleisterung ist ein Prozess, der die Struktur der Stärke verändert und ihre Abbaubarkeit beeinflusst.

Trockene Stärke besteht aus kristallinen und amorphen Bereichen. Kaltes Wasser wird von den Stärkekörnern aufgenommen, ohne die Form zu verändern. Dieses Wasser wird vor allem im amorphen Bereich des Amylopektins gebunden.

Die Verkleisterung von Stärke findet statt, wenn sie in wässrigem Milieu über die Verkleisterungstemperatur (55 - 85°C) erhitzt wird. Dabei wird Amylose aus den Stärkekörnern freigesetzt und das Amylopektin quillt auf. Die kristallinen Bereiche verschwinden und die Stärke wird leichter verdaulich.

Die Verkleisterung von Stärke ist wichtig, um die Textur und Eigenschaften von Lebensmitteln wie Pasta und Brot zu beeinflussen.

Die Verkleisterung beeinflusst die Abbaubarkeit von Stärke durch Enzyme wie Amylase. Verkleisterte Stärke ist leichter abbaubar.

Eine Eigenschaft, die sich durch die räumliche Anordnung eines Moleküls ergibt.

Die Form des Zuckers, die im wässrigen Medium überwiegt.

Die Reaktion einer Aldehydgruppe mit einer Alkoholgruppe im selben Molekül.

Zwei verschiedene räumliche Formen von Zuckern, die sich über die offene Form ineinander umwandeln können.

Die exakte Bezeichnung der α-D-Glucose, die in einer 6-Ringform vorliegt.

Ein 6-Ring mit einem im Ring integrierten Sauerstoffatom.

Ein 5-Ring mit einem im Ring integrierten Sauerstoffatom.

Die Verbindung, die aus zwei Monosacchariden durch Abspaltung von Wasser entsteht.

Die Bindung zwischen zwei Zuckern, die durch die Reaktion einer Hydroxylgruppe eines Zuckers mit einer Alkoholgruppe eines anderen Zuckers entsteht.

Eine glycosidische Bindung zwischen zwei Zuckern, bei der die Hydroxylgruppe am C1-Atom des ersten Zuckers mit der Hydroxylgruppe am C4-Atom des zweiten Zuckers reagiert.

Eine glycosidische Bindung zwischen zwei Zuckern, bei der die Hydroxylgruppe am C1-Atom des ersten Zuckers mit der Hydroxylgruppe am C4-Atom des zweiten Zuckers reagiert, aber in der β-Form.

Ein Disaccharid, das aus zwei Glucosemolekülen besteht, die durch eine α(1→4)-glycosidische Bindung verbunden sind.

Ein Disaccharid, das aus einem Glucose- und einem Fructosemolekül besteht, die durch eine α(1→2)-glycosidische Bindung verbunden sind.

Ein Disaccharid, das aus einem Glucose- und einem Galactosemolekül besteht, die durch eine β(1→4)-glycosidische Bindung verbunden sind.

Die Auflösung der Stärkekörner, bei der sich die Amylopektin-Moleküle in Wasser lösen und große Aggregate bilden.

Ein Prozess, bei dem sich Stärke beim Abkühlen in ein dreidimensionales Netzwerk zusammenlagert und Gele bildet.

Stärke, die durch Enzyme (z. B. -Amylase) nicht abgebaut werden kann.

Stärke, die schnell und vollständig durch Enzyme verdaut wird. Sie befindet sich in frisch gekochten, stärkehaltigen Speisen.

Stärke, die langsam aber vollständig verdaut wird. Sie befindet sich in vielen rohen Cerealien.

Stärke, die in nativem Zustand (z. B. grüne Bananen, rohe Kartoffeln) oder nach bestimmten Verarbeitungsprozessen (z. B. Hülsenfrüchte, al dente Pasta) nicht abgebaut wird.

Ein Maß dafür, wie schnell ein Lebensmittel den Blutzuckerspiegel erhöht.

Der GI ist abhängig von der Zusammensetzung der im Lebensmittel vorhandenen Stärkearten. Er gibt Hinweise auf die Zugänglichkeit und Abbaubarkeit der Stärke.