15. Hiilihydraatit

Tärkeä osa ravintoa

Hiilihydraatit ovat ravinnon perusta. Ravintosuositusten mukaan 50-60 % päivittäisestä energiantarpeesta tulisi saada hiilihydraateista. Elimistö tarvitsee hiilihydraatteja solujen kasvuun, lihasten, elinten ja hermoston toimintaan sekä lämmön ja aineenvaihdunnan ylläpitämiseen.

Hiilihydraatit ovat sokereita

Hiilihydraatit ovat ryhmä orgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat hiilestä (C), vedystä (H) ja hapesta (O). Hiilihydraateilla ei ole omaa toiminnallista ryhmää, mutta niiden rakenteesta löytyy aina monta hydroksyyliryhmää (-OH). Ne ovat usein rengasrakenteisia. Renkaassa voi hiiliatomien lisäksi olla yksi happiatomi.

Hiilihydraatit jaetaan kemiallisen rakenteen perusteella kolmeen ryhmään:
  1. yksinkertaiset sokerit eli monosakkaridit,
  2. yhdistetyt sokerit eli disakkaridit ja
  3. pitkäketjuiset hiilihydraatit eli polysakkaridit.

Yksinkertaiset sokerit

Yksinkertaiset sokerit eli monosakkaridit koostuvat nimensä mukaisesti yhdestä sokerimolekyylistä. Yksinkertaisia sokereita ovat esimerkiksi glukoosi eli rypälesokeri ja fruktoosi eli hedelmäsokeri.


fruktoosi-ja-glukoosi.jpg


glukoosi+fruktoosi.png
Sokerien viivakaavat piirretään usein niin, että hiilirenkaan hiiliatomit jätetään merkitsemättä.



Anna kemistille kolme koeputkea, joista vain yhdessä on sokeria. Kemisti löytää sokeriliuoksen osoitusreaktioilla. Osoitusreaktiot ovat tärkeä osa kemian laboratoriotyöskentelyä.

Yhdistetyt sokerit

shutterstock_81027358.jpgYhdistetyt sokerit eli disakkaridit koostuvat nimensä mukaisesti kahdesta yhteenliittyneestä yksinkertaisesta sokerista. Esimerkiksi teehen ja kahviin lisättävä tavallinen sokeri on yhdistetty sokeri. Tavallinen sokeri on ruokosokeria ja kemistit tuntevat sen myös nimellä sakkaroosi. Sakkaroosi koostuu yhteenliittyneistä glukoosi- ja fruktoosimolekyyleistä.

Myös laktoosi eli maitosokeri ja maltoosi eli mallassokeri ovat yhdistettyjä sokereita. Elimistö pilkkoo maitosokerin ohutsuolessa galaktoosiksi ja glukoosiksi laktaasientsyymeillä. Joiltakin ihmisiltä tämä entsyymi puuttuu, ja laktoosi ei pilkkoudu ohutsuolessa vaan siirtyy paksusuoleen, jossa paksusuolen bakteerit hajottavat sen hapoiksi, vedeksi ja kaasuksi. Tuloksena on ilmavaivoja. Lievään laktoosi-intoleranssin hoitoon voi apteekista ostaa laktaasientsyymitabletteja, jotka auttavat elimistöä pilkkomaan laktaasin.


sakkaroosi.png


laktoosi-ja-maltoosi.png



Väkevä rikkihappo reagoi orgaanisten yhdisteiden kanssa irrottaen niistä kaikki muut atomit paitsi hiiliatomit. Esimerkiksi tomusokerin ja väkevän rikkihapon välisessä reaktiossa valkoisesta sokerista jää jäljelle musta hiilipötkö.

Pitkäketjuiset hiilihydraatit

Pitkäketjuiset hiilihydraatit eli polysakkaridit ovat erittäin suuria yhdisteitä, jotka koostuvat kymmenistä tai jopa kymmenistä tuhansista yhteenliittyneistä yksinkertaisista sokereista. Yksinkertaiset sokerit liittyvät kovalenttisilla sidoksilla toisiinsa muodostaen pitkiä ketjuja. Tutuimpia polysakkarideja ovat tärkkelys ja selluloosa.

Tärkkelys koostuu glukoosimolekyyleistä, jotka ovat kiertyneet spiraalimaiseen muotoon. Tärkkelystä on paljon esimerkiksi perunassa. Perunaa syödessä elimistö pilkkoo tärkkelyksen glukoosiksi, jonka elimistö pystyy hyödyntämään energiana. Tärkkelys on ihmisten tärkein energian lähde.

Selluloosassa taas voi olla jopa kymmeniä tuhansia glukoosimolekyylejä. Selluloosan molekyylirakenne ei ole spiraalimainen kuten tärkkelyksellä vaan sen molekyyliketju on suora. Tämä onkin tärkeää, sillä luonnossa selluloosa toimii kasvien tukirakenteena.

polysakkaridi.png
Selluloosa ei sovellu ihmisten ravinnoksi, sillä ihmisten ruoansulatus ei pysty pilkkomaan sitä pienemmiksi osiksi. Ihmisiltä puuttuu selluloosan pilkkomiseen vaadittava entsyymi. Se on kuitenkin tärkeä tekijä ruokavaliossa, sillä selluloosa toimii ravintokuituna, joka edistää suoliston toimintaa.


shutterstock_76617136.jpg
Kasvissyöjien ruoansulatuksessa on selluloosaa hajottava entsyymi, minkä ansioista selluloosa pilkkoutuu elimistössä glukoosiksi ja kasvit soveltuvat niiden ravinnoksi.


fotosynteesi.png
Yhteyttämisessä kasvit valmistavat hiilihydraatteja hiilidioksidista ja vedestä.



Tärkkelys voidaan osoittaa jodiliuoksella. Kokeile myös kotona.