Carbohydrate là gì? Phân loại Carbohydrate | LT Hóa 12 KNTT

Carbohydrate là gì và tại sao nó lại quan trọng đến vậy? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò của carbohydrate trong cơ thể, cách phân loại chúng và ứng dụng trong đời sống.

Khái niệm Carbohydrate là gì?

Carbohydrate hay còn gọi là đường bột, là một trong những chất dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể, cung cấp năng lượng chính cho các hoạt động hàng ngày.

Cacbonhiđrate (còn gọi là gluxit hay saccarit) là các hợp chất hữu cơ tạp chức, trong phân tử chứa nhiều nhóm hyđroxyl (-OH) và nhóm cacbonyl (-CO-), thường có công thức tổng quát là Cn(H2O)m.

Cacbonhiđrate được phân loại thành ba nhóm chính:

• Monosaccarit là loại Cacbonhiđrate đơn giản nhất, không thể thủy phân thêm, ví dụ như Glucozơ và Fructozơ (C6H12O6).
• Đisaccarit là loại Cacbonhiđrate có thể thủy phân sinh ra hai phân tử monosaccarit, như Saccarozơ và Mantozo (C12H22O11).
• Polisaccarit là nhóm Cacbonhiđrate phức tạp, khi thủy phân triệt để có thể tạo ra nhiều Monosaccarit, như tinh bột và Xenlulozo (C6H10O5)n.

Khái quát cấu trúc phân tử của các chất Carbohydrate

Cấu trúc phân tử của Carbohydrate

Glucozơ và fructozơ (C6H12O6)

Glucozơ

Là monosaccarit

• Có cấu tạo gồm:
  • Một nhóm cacbonyl tại vị trí C1 (chức năng như anđehit)
  • Năm nhóm –OH liên kết với năm nguyên tử cacbon còn lại
• Công thức hóa học: CH2OH[CHOH]4CHO (thuộc loại poliancol)

⇒ Glucozơ sở hữu đặc điểm của một anđehit đơn chức và cũng là rượu đa chức.

Fructozơ

Là đồng phân của glucozơ

• Có cấu tạo bao gồm:
  • Một nhóm cacbonyl tại vị trí C2 (chức năng như xeton)
  • Năm nhóm –OH liên kết với năm nguyên tử cacbon còn lại
• Công thức hóa học: CH2OH[CHOH]3COCH2OH (thuộc loại poliancol)

Trong môi trường kiềm, fructozơ có khả năng chuyển đổi thành chất glucozơ.

Saccarozơ và mantozơ (C12H22O11)

Saccarozơ

Là một Disaccarit.

• Cấu tạo bởi liên kết giữa C1 của gốc α-glucozơ và C2 của gốc β-fructozơ thông qua một nguyên tử oxy (C1 – O – C2).
• Trong phân tử này không còn nhóm OH semiaxetal, do đó không thể mở vòng.

Mantozơ

Là đồng phân của Saccarozơ.

• Cấu tạo từ liên kết giữa C1 của gốc α-glucozơ với C4 của gốc α-hoặc β-glucozơ thông qua một nguyên tử oxy (C1 – O – C4).
• Đơn vị monosaccarit thứ hai trong phân tử có nhóm OH semiaxetal tự do, cho phép mở vòng và tạo thành nhóm anđehit (–CHO).

Tinh bột và xenlulozơ (C6H10O5)n

Tinh bột

Là Polisaccarit.

• Cấu tạo từ các đơn vị α-glucozơ liên kết với nhau tạo thành mạch có dạng xoắn ốc.
• Trong phân tử này không chứa nhóm anđehit (CHO) và các nhóm hydroxyl (OH) bị ngăn cản, không thể tiếp cận được.

Xenlulozơ

Không phải là đồng phân của tinh bột.

• Cấu tạo từ các đơn vị β-glucozơ liên kết với nhau thành chuỗi dài.
• Trong phân tử không có nhóm anđehit (CHO) và mỗi đơn vị còn lại ba nhóm hydroxyl (OH) tự do.
• Do đó, công thức của xenlulozơ có thể được biểu diễn là [C6H7O2(OH)3]n.

Tính chất hóa học

Phân loại Carbohydrate

Các phân tử Carbohydrate có thể là một phân tử đường đơn lẻ hoặc một chuỗi các phân tử đường liên kết với nhau. Tùy theo số lượng phân tử đường trùng hợp, carbohydrate có thể được phân loại thành ba nhóm chính: đường đơn, oligosaccharide và polysaccharide.

Hoặc một cách đơn giản hơn, carbohydrate có thể được chia thành ba nhóm chính: đường đơn, đường đôi và đường đa, với các đặc điểm như sau:

Đường đơn

• Bao gồm các phân tử có từ 5 đến 6 nguyên tử cacbon.
• Ví dụ: Glucose, fructose, galactose, ribose,…

Đường đôi

• Gồm hai phân tử đường đơn kết nối với nhau thông qua liên kết glycoside.
• Ví dụ: Sucrose (từ glucose và fructose), lactose (từ galactose và glucose), maltose (từ hai phân tử glucose),…

Đường đa

• Cấu tạo từ hai hoặc nhiều đơn vị đường đơn liên kết với nhau thành chuỗi thẳng hoặc phân nhánh.
• Ví dụ: Glycogen, tinh bột, cellulose, chitin,…

Carbohydrate là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của chúng ta. Việc hiểu rõ về phân loại và chức năng của carbohydrate giúp chúng ta lựa chọn thực phẩm một cách thông minh, từ đó xây dựng một chế độ ăn uống lành mạnh và cân bằng.

Xem thêm các nội dung khác:

• Hóa học 12 Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa
• Saccharose là gì? Cấu tạo phân tử saccarozo