คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate)

2.คาร์โบไฮเดรต

         เป็นสารชีวโมเลกุลที่ทำหน้าที่สะสมพลังงาน ที่พบในชีวิตประจำวันทั่วไปได้แก่ น้ำตาล แป้ง เซลลูโลส  และไกลโคเจน โดยที่ส่วนใหญ่พบแป้งและเซลลูโลสในพืช ส่วนไกลโคเจนพบในเซลล์เนื้อเยื่อ น้ำไขข้อและผนังเซลล์ของสัตว์

ที่มา : https://medthai.com 

        สารชีวโมเลกุลในกลุ่มคาร์โบไฮเดรตจะมีลักษณะเป็นสารประกอบอินทรีย์(Organic compound)ซึ่งมีธาตุหลัก ๆ อยู่ 3ชนิด คือธาตุคาร์บอน(C) ไฮโดรเจน(H) และออกซิเจน(O) ในธรรมชาติเราสามารถพบสารจำพวกคาร์โบไฮเดรตได้หลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดก็มีจำนวนธาตุที่เป็นองค์ประกอบแตกต่างกัน  คาร์โบไฮเดรตสามารถพบได้ทั่วไปตามส่วนต่าง ๆ ของพืช หรือผลิตภัณฑ์จากพืชซึ่งประกอบด้วยแป้งและน้ำตาล  เช่น  หัวเผือก หัวมัน  น้ำตาลทราบ  น้ำตาลปี๊บ  น้ำผึ้ง  ผัก  ผลไม้ที่มีรสหวาน  และข้าว  เป็นต้น
ชนิดและโครงสร้างของคาร์โบไฮเดรต

        โดยคาร์โบไฮเดรตสามารถจำแนกตามจำนวนโมเลกุลของน้ำตาลที่เชื่อมโยงกันได้เป็น 3 กลุ่ม  คือ 

 -มอนอแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide) 

        มอนอแซ็กคาไรด์หรือน้ำตาลโมเลกุลเดียว น้ำตาลโมเลกุลเดียวเป็นหน่วยน้ำตาลที่ เล็กที่สุดประกอบด้วยคาร์บอน 3 ถึง 8 อะตอม จึงสามารถจําแนกน้ำตาลประเภทโมเลกุลเดียวตามจํานวนคาร์บอนที เป็นองค์ประกอบคือ

         มอนอแซ็กคาไรด์ที พบมากในธรรมชาติส่วนใหญ่เป็นเพนโทสและเฮกโซส เพนโทสที พบมากได้แก่ ไรโบสและไรบูโรส และ เฮกโซสที มากได้แก่ กลูโคส ฟรักโทส และกาแลกโทสซึ่งมีโครงสร้างดังนี้

ที่มา http://www.scimath.org/images/uploads/1feb23.gif

- โอลิโกแซ็กคาไรด์ (oligosaccharide)  

        โอลิโกแซ็กคาไรด์ (oligosaccharide) น้ำตาลจําพวกโอลิโกแซ็กคาไรด์ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวประมาณ 2-15 หน่วยสร้างพันธะด้วยพันธะไกลโคซิดิก ที่พบมากที่สุดของน้ำตาลชนิดนี้คือน้ำตาลไดแซ็กคาไรด์ ซึ่งเกิดจากน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวรวมตัวกัน 2 หน่วยต่อกัน ได้แก่ ซูโครส เป็นน้ำตาลที่ได้จากต้นอ้อย แล็กโตส น้ำตาลในน้ำนม เป็นต้น

ที่มา http://www.scimath.org/images/uploads/1feb23.gif

     - พอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide)  

        พอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลใหญ่ที่ประกอบด้วย มอนอแซ็กคาไรด์หลายๆ โมเลกุลเชื่อมต่อกันพอลิแซ็กคาไรด์ที่สําคัญต่อสิ่งมีชีวิต ได้แก่ แป้ง เซลลูโลส และไกลโคเจน ถ้าเราแบ่งพอลิแซ็กคาไรด์ตามหน้าที่ สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทคือ พอลิแซ็กคาไรด์สะสมและพอลิแซ็กคาไรด์โครงสร้าง

ที่มา http://www.scimath.org/images/uploads/1feb23.gif

สมบัติและปฏิกิริยาของคาร์โบไฮเดรต 

       กลูโคส ซูโครสหรือน้ำตาลทราย แป้ง และเซลลูโลสล้วนเป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรต แต่จะแตกต่างกันที่ขนาดโมเลกุลและมวลโมเลกุล เมื่อน้ำตาลทราย แป้งและเซลลูโลสไปต้มกับกรดซัลฟิวริกจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส เกิดผลิตภัณฑ์เป็นมอนอแซ็กคาไรด์สามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกส์ได้ตะกอนสีแดงอิฐ ถ้าพิจาณาการละลายน้ำ พวกโมเลกุลขนาดใหญ่จะละลายน้ำได้น้อยแต่ถ้าเป็นพวกมอนอแซ็กคาไรด์ และ ไดแซ็กคาไรด์ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดเล็กจะละลายน้ำได้ดี 

ประโยชน์ของคาร์โบไฮเดรด

1.       พลังงานและความอบอุ่นแก่ร่างกาย ทำให้ร่างกายสามารถเคลื่อนไหวเพื่อทำงานหรือประกอบกิจกรรมต่าง ๆ ได้ (คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม จะให้พลังงาน 4 แคลอรี่)

2.       คาร์โบไฮเดรตจัดเป็นส่วนประกอบของสารที่ทำหน้าที่สำคัญในร่างกายหลายชนิด เช่น สารจำพวกไกลโคโปตีน (glycoprotein), ไกลโคไลปิด (glycolipid), กรดนิวคลิอิค (nucleic acid) เป็นต้น

3.       คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งงานที่เรียกว่าโพลีแซ็กคาไรด์สะสม (Storage polysaccharide) เช่น ไกลโคเจนและแป้ง ซึ่งเป็นเสมือนแหล่งเสบียงที่เก็บตุนพลังงานไว้ เมื่อร่างกายต้องการใช้พลังงานก็จะถูกย่อยให้เป็นกลูโคสเพื่อใช้เผาผลาญให้ได้พลังงานต่อไป

4.       คาร์โบไฮเดรตมีความจำเป็นต่อการช่วยเผาผลาญไขมันในร่างกายให้เป็นไปตามปกติ หากร่างกายได้รับคาร์โบไฮเดรตไม่เพียงพอร่างกายจะเผาผลาญไขมันเป็นพลังงานมากขึ้น ทำให้เกิดสารประเภทคีโทนมาคั่ง (ketone bodies) ซึ่งจะก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายได้

5.       คาร์โบไฮเดรตจะช่วยสงวนคุณค่าของโปรตีนไว้ไม่ให้เผาผลาญเป็นพลังงาน หากได้รับพลังงานจากคาร์โบไฮเดรตเพียงพอ

6.       คาร์โบไฮเดรตที่เหลือใช้จากการเปลี่ยนไปเป็นพลังงานและสร้างไกลโคเจน ร่างกายจะนำไปใช้ในการสังเคราะห์ไขมันและกรดอะมิโน

7.       การทำงานของสมองจะต้องพึ่งกลูโคส (glucose) ซึ่งเป็นตัวให้พลังงานที่สำคัญ

8.       กรดกลูคูโรนิก (glucuronic acid) (อนุพันธ์ของกลูโคส) มีหน้าที่เปลี่ยนสารพิษที่เข้าสู่ร่างกายเมื่อผ่านไปที่ตับ ทำให้มีพิษลดลงและอยู่ในสภาพที่ร่างกายจะสามารถขับถ่ายออกมาได้

9.       ช่วยทำหน้าที่เป็นโครงสร้างของผนังเซลล์ในแบคทีเรีย เซลล์พืชและสัตว์ เช่น ไคตินในกระดองปู วุ้นในสาหร่ายทะเล และยังทำหน้าที่ทางชีวภาพอื่น ๆ เช่น เฮปาริน จะช่วยป้องกันการแข็งตัวของเลือด เป็นต้น

10.   อาหารจำพวกธัญพืชนอกจากจะมีคาร์โบไฮเดรตแล้ว ยังเป็นแหล่งที่ให้โปรตีน เกลือแร่ และวิตามินอีกด้วย