Die Kohlenhydrate sind eine Sammelbezeichnung für Stoffe wie Zucker, Stärke oder Zellulose. Sie bilden den häufigsten organischen Stoff auf der Erde.
Kohlenhydrate sind fast alle nach der folgenden chemischen Formel aufgebaut: Cx(H2O)y. Das bedeutet, sie enthalten x-Teile Kohlenstoff und y-Teile Wasser.
Monosaccharide (Einfachzucker)
Als Paradebeispiel für ein einfaches Zuckermolekül nennen wir den Traubenzucker (die Glucose). Weitere Einfachzucker sind Fructose und Galactose.
Glucosemolekül
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| Glucose Traubenzucker |
Galactose Schleimzucker |
Fructose Fruchtzucker |
Zweifachzucker – Disaccharide
Aus den Monosacchariden bilden sich Disaccharide (Zweifachzucker). Sie kommen häufig in der Natur vor:
- Sacharose ist unser normaler Haushaltszucker. Sie besteht aus den Monosacchariden Glucose und Fructose.
- Laktose (Milchzucker) besteht aus Galactose und Glucose
- Maltose (Malzzucker) besteht aus Glucose und Glucose (α-glycosidisch verbunden)
- Zellobiose (Baustein der Cellulose) besteht aus Glucose und Glucose (β-glycosidisch verbunden)
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Vielfachzucker – Polysaccharide
Polysaccharide sind Polymere (viele Einheiten) mit hunderten bis vielen tausenden Kohlenhydrateinheiten. Unter ihnen ist die Stärke, welche bei Tieren (Glykogen, Leberstärke) und bei Pflanzen (Amylum).
Stärke ist unlöslich und somit osmotisch nicht wirksam. Somit kann sie als Speicherstoff für Energiestoff verwendet werden.
Speicherung von Kohlenhydraten
Tiere und Mensch speichern Kohlenhydrate als Glykogen, Pflanzen als Stärke (Amylum).
Glykogen und Stärke sind lange und vielfach verzweigte Vielfachzucker. Diese bestehen aus einzelnen Zuckermolekülen (Einfachzuckern).
Aus Kohlenhydraten wird Energie
Die Kohlenhydrate sind die Energieträger für die Lebewesen. Ihre Abbauprodukte werden in den Zellen in den Mitochondrien (Citratzyklus) zu den Energieträgern wie ATP (Adenosintriphosphat) aufgebaut.
Der Unterschied zwischen Zellulose und Stärke
Zellulose ist – wie Stärke – aus Glucose-Einheiten aufgebaut. Die Verbindung der Glucose-Molekülen haben zwar in beiden Stoffen 1,4-glycosidische Verbindung, aber diese unterscheidet sich von der der Stärke. Die β-glycosidische Verknüpfung kann von Wirbeltieren nicht aufgespalten werden. Dafür haben die Wirbeltiere kein Enzym.
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| Maltose mit α-1,4-glycosidischer Verbindung |
Cellobiose mit β-1,4-glycosidischer Verbindung |