第四章 — 碳水化合物
什么是碳水化合物
Carbohydrates are primary metabolites universally present in living organisms. As the first product of photosynthesis, they are the starting point for all phytochemicals and animal biochemicals. The most abundant single organic substance on Earth is cellulose, a polymer of glucose. The name "carbohydrate" reflects early biochemistry — originally referring to "hydrates of carbon."
คาร์โบไฮเดรตเป็นสารหลักที่พบได้ทั่วไปในสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์แรกของการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์โบไฮเดรตจึงเป็นจุดเริ่มต้นของสารพฤกษเคมีทั้งหมด และยังรวมถึงสารชีวเคมีในสัตว์อีกด้วย คาร์โบไฮเดรตเกิดขึ้นในธรรมชาติมากกว่าสารประกอบธรรมชาติชนิดอื่นๆ สารอินทรีย์เดี่ยวที่มีมากที่สุดบนโลกคือเซลลูโลส ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของกลูโคส ซึ่งเป็นวัสดุโครงสร้างหลักของพืช
最初的碳水化合物名称被赋予给一种被认为是有机碳化合物的化合物，其通用式为 Cn(H₂O)n แน่นอนว่าตอนนี้เรารู้แล้วว่าโมเลกุลอื่นๆ อีกหลายชนิดก็เป็นไฮเดรตของคาร์บอนเช่นกัน ดังนั้นคำนี้จึงกลายเป็นภาพสะท้อนที่น่าสนใจของประวัติศาสตร์ยุคแรกของชีวเคมี
碳水化合物的功能
Carbohydrates serve multiple essential functions: primary nutrition for animals, energy sources for metabolism in plants and animals, carbon sources in metabolic processes, energy storage, flavor and sweetness, dietary fiber, structural elements (e.g., cellulose in cell walls), and components of cell-to-cell recognition processes.
碳水化合物在生命系统中扮演着多种重要的角色，包括
- 所有动物的主要营养物质
- 植物和动物代谢的营养能源
- 代谢过程中碳源
- 身体中的能量储存形式
- 食物中的风味和甜味来源
- 主要膳食纤维来源
- 细胞和组织的重要结构成分（如细胞壁中的纤维素）
- 细胞接触过程和生物识别的组成部分
主要类别是碳水化合物
Carbohydrates are classified into three major categories: monosaccharides (simple sugars like glucose and fructose), oligosaccharides (2–10 sugar units, including disaccharides like lactose, maltose, and sucrose), and polysaccharides (long chains including cellulose, starch, glycogen, and pectin). Deoxysugars and amino sugars are important subcategories.
主要碳水化合物类别根据分子的大小和复杂性分为三大类
单糖 — น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว เช่น กลูโคส ฟรุกโตส กาแลกโตส เป็นหน่วยพื้นฐานที่สุดของคาร์โบไฮเดรต ไม่สามารถแตกสลายให้เป็นน้ำตาลที่เล็กกว่าได้อีก
低聚糖 — ประกอบด้วยหน่วยน้ำตาล 2–10 หน่วย รวมถึงไดแซ็กคาไรด์ที่สำคัญ ได้แก่
- 乳糖（牛奶糖）
- 麦芽糖 (Maltose)
- 蔗糖 (白糖)
多糖（葡甘露聚糖） — 长链由数百到数千个糖单位组成，分为:
- 多糖: 葡聚糖、β-D-葡聚糖、淀粉、糖原、纤维素
- 杂多聚糖: 果胶，半纤维素，胶，粘液 (木质软泥)
脱氧糖（deoxysugars) 一个或两个醇基将损失于还原反应。一个重要的例子是 2-脱氧-D-核糖，它是组成 DNA 这种物质在传递遗传信息方面至关重要
氨基糖是多种多糖、糖脂和糖蛋白的组成部分。自然界常见的例子包括 D-葡糖胺及 D-半乳胺，存在于昆虫和甲壳类动物的结构中，也是几丁质的重要组成部分
