Karbohidratlar Yeryüzünde en çok bulunan organik molekül grubudur, (CH 2 O) n genel formülüyle ifade edilebilirler. Genelde suda çözünürler, Güneş ışığının fotosentez yapan organizmalar tarafından tutulmasıyla sentezlenirler, Diğer organik maddelerin hemen hemen tamamı karbohidratların metabolize edilmesiyle sentezlenir. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 1 Karbohidratların sınıflandırılması İçerdikleri basit şeker ünitesi sayısına göre Monosakkaritler Disakkaritler Oligosakkaritler ve Polisakkaritler şeklinde sınıflandırmak mümkündür Karbon sayısına göre Triozlar Tetrozlar Pentozlar Heksozlar vs. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 2 Monosakkaritler 3-7 karbon atomuna sahiptirler Aldehit veya keton yapısındadırlar Aldehit yapısında olanlara aldozlar Keton yapısında olanlar ketozlar denir En basit yapılı iki trioz 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 3 1
Monosakkaritler En önemli monosakkaritler glukoz ve fruktozdur. İnsan beslenmesinde önemli yer tutarlar Glukoz canlılar için evrensel enerji kaynağıdır Diğer önemli bazı monosakkaritler; eritroz, riboz, ksiloz, arabinoz, mannoz, galaktoz dur. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 4 Aldozlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 5 Ketozlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 6 2
Stero izomerizm Hidroksimetil grubuna en yakın kiral karbona bağlı OH grubunun sağda veya solda oluşuna göre, monosakkaritler D veya L olarak adlandırılırlar. D ve L formları birbirinin ayna görüntüsüdür Doğada genelde D formlar bulunur Herhangi bir monosakkarit için 2 n tane stero izomer söz konusudur (n=kiral karbon atomu sayısı) 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 7 Şekerlerin Optikçe aktifliği Monosakkaritler kiral karbon atom içerdiklerinden polarize ışığın düzlemini değiştirirler Bu çevirme D ve L izomerizmiyle karıştırılmamalıdır Sözgelimi polarize ışığı sağa çeviren ve OH grubu solda olan glukoz molekülü D(+)glukoz olarak adlandırılır. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 8 Monosakkaritlerin halka yapıları Monosakkaritler çözelti içerisinde çoğunlukla halka formunda bulunurlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 9 3
Monosakkaritlerin halka yapıları 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 10 Monosakkaritlerin halka yapıları 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 11 Monosakkaritler indirgen bileşiklerdir Anomerik karbon atomundan okside olan şekerler indirgen özellik gösterirler 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 12 4
Monosakkarit türevleri Serbest anomerik karbonu bulunan şekerler indirgen özelliktedir ve bu reaksiyonlar sırasında kendileri şeker asitlerine okside olurlar Bu yolla belli bir örnekteki indirgen şeker miktarı belirlenebilir 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 13 Şeker asitleri 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 14 Şeker alkolleri Aldehit veya keton grubunun indirgenmesiyle oluşurlar Şekersiz gıdalarda tatlandırıcı olarak yoğun olarak kullanılmaktadırlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 15 5
Deoksi şekerler ve şeker esterleri DNA nın yapısına giren deoksiriboz deoksi şekerlere en önemli örnektir Şeker esterlerine en önemli örnekler ise glukoz fosfat ve ATP yapısıdır 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 16 Amino şekerler OH grubu yerine bir amino grubu gelmesiyle amino glukozidler oluşur. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 17 Disakkaritler İki monosakkaritin birbirine glikozidik bağla bağlanmasıyla oluşurlar. En önemli disakkaritler; sakkaroz (glukoz+fruktoz), laktoz (glukoz+galaktoz) ve maltoz dur (glukoz+glukoz) Heterodisakkarit Homodisakkarit 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 18 6
Maltoz Nişastanın amilaz ile parçalanması sırasında ortaya çıkar Çimlenmekte olan tahıllarda bol bulunur, özellikle de arpada bol bulunur ve bira yapımında önemlidir. Mayalar tarafından kullanımı kolay olduğundan fermente içecek üretiminde kullanılır 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 19 Laktoz Süt şekeri olarak da adlandırılır Yeni doğan canlılar için çok önemlidir Laktoz bağırsaklardan emilemez, laktaz enzimiyle monosakkaritlerine parçalanması gerekir Bu enzim bebeklerde bulunur ancak erişkinlerde miktarı çok azdır. Bu enzimden tamamen yoksun bireyler laktoz intolerans olarak adlandırılır. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 20 Sakkaroz Çay şekeri olarak kullandığımız şekerin adıdır. İndirgen uç bulundurmaz Birçok bitki tarafından fotosentez yoluyla üretilir Enzimatik (invertaz) veya fiziksel işlemlerle kendini oluşturan fruktoz ve glukoza parçalanabilir ve invert şeker oluşur. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 21 7
Polisakkaritler (glikanlar) Doğada bulunan karbohidratların çoğu polisakkarit halinde bulunur, Monosakkarit ünitelerinin arka arkaya eklenmesiyle oluşurlar, Tek bir monosakkarit türünden oluşuyorlarsa homoglikan, değilse heteroglikan olarak adlandırılır, Meyve ve sebzelerde bulunan depo karbohidratı nişasta, hayvan ve insanlardaki glikojen ve bitki gövdelerinde bulunan selüloz en önemli polisakkaritlerdir. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 22 Polisakkaritler (glikanlar) 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 23 Depo polisakkaritleri: nişasta Beslenmemizde önemli yer tutan bir karbohidrattır Glukoz ünitelerinden oluşur Dallanmamış amiloz ve dallanmış amilopektin fraksiyonlarından oluşur Her bir zincirin bir ucu indirgendir. α-1,6 bağı α-1,4 bağı 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 24 8
Nişasta Nişasta suda çözünmez ancak miseller oluşturur Kaynatılıp soğutulan nişasta süspansiyonu, jelimsi bir yapı kazanır Bu özelliğinden dolayı nişasta, su tutucu olarak gıdalara katılır Su içinde şişmiş nişastanın sindirimi daha kolaydır 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 25 Nişasta Bitkide belli yerlerde depolanan nişastadan, ihtiyaç duyulduğunda glukoz üniteleri koparılıp diğer dokulara taşınır Amilaz enzimleri tarafından yıkılırlar, Glukoz fosfat ünitelerini nişasta fosforilaz enzimi koparır Ancak dallanma noktaları ancak α-1,6-glukozidaz enzimi tarafından koparılabilir. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 26 Depo polisakkaritleri: glikojen Hayvan ve insanların karaciğerinde ve az miktarda da kaslarda ve diğer dokularda bulunur Oldukça dallanmış bir yapıdadır Açlık durumunda ve hızlı enerji gereksinimi durumlarında glukoza parçalanarak kullanılır Nişasta gibi iyotla etkileştiğinde mavi renk verir 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 27 9
Yapısal karbohidratlar: selüloz Glukoz ünitelerinin β-1,4 bağıyla bağlanmasıyla oluşurlar Bitki dokularına sertlik ve direnç veren karbohidrattır Suda çözünmez İnsan sindirim sisteminde parçalanamazlar Hayvanların dört gözlü midesindeki bakteriler kısmi olarak parçalarlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 28 Yapısal karbohidratlar: kitin Böcek kabukları gibi sert dokularda bulunur, N-asetil-D-glukozamin ünitelerinin β-1,4 bağıyla bağlanmasıyla oluşur. Deasetillenmesiyle kitozan denilen madde elde edilir. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 29 Bakteri hücre duvarı 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 30 10
Peptidoglikan 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 31 Peptidoglikan 00220 Gıda Biyokimyası-Mart'13 32 11