Understanding nutrition
Paragraaf 4.1
De familie van koolhydraten in de voeding omvat:
1. Monosachariden: enkelvoudige suikers.
2. Disachariden: suikers samengesteld uit paren monosachariden.
3. Polysachariden: grote moleculen opgebouwd uit ketens van monosachariden.
Monosachariden en disachariden (de suikers) worden soms ‘simpele koolhydraten’ genoemd,
en polysachariden (zetmeel en vezels) worden soms ‘complexere koolhydraten’ genoemd. Om
de structuur van koolhydraten te begrijpen moet je naar de atomen kijken die erin zitten. Elk
atoom kan een bepaald aantal chemische bindingen vormen met andere atomen:
- Waterstofatomen, een
- Zuurstofatomen, twee
- Stikstofatomen, drie
- Koolstofatomen, vier
Scheikundigen stellen de bindingen voor als lijnen tussen de chemische symbolen die staan
voor de atomen (figuur 4-1 blz. 100). Atomen vormen moleculen op manieren die voldoen
aan de bindingsvereisten van elk atoom. De volgende lijst met de belangrijkste suikers
(enkelvoudige koolhydraten bestaande uit monosachariden, dissachariden of beide) in
voeding symboliseert ze als zeshoeken en vijfhoeken van verschillende kleuren. Deze drie
zijn monosachariden:
- Glucose
- Fructose
- galactose
Deze drie zijn disachariden:
- Maltose (glucose+glucose)
- Sucrose (glucose+fructose)
- Lactose (glucose+galactose)
De drie monossachariden die het belangrijkst zijn in voeding hebben allemaal dezelfde
aantallen en soorten atomen. Elk bevat 6 koolstofatomen, 12 waterstofatomen en 6
zuurstofatomen (in snelschrift geschreven als C6H12O6). De monosachariden verschillen in
de samenstelling van hun atomen. Deze chemicale verschillen verklaren de verschillende
zoetheid van de monosachariden. Een snufje gezuiverde glucose op de tong geeft slechts een
milde zoete smaak en galactose smaakt nauwelijks zoet. Fructose is echter zo intens zoet als
honing.
,Chemisch gezien is glucose een groter en ingewikkelder molecuul dan de ethylalcohol die
wordt getoond in figuur 4-1, maar het voldoet aan dezelfde scheikundige regels: elk
koolstofatoom heeft vier bindingen enzovoort. Figuur 4-2 geeft de chemische structuur van
een glucose molecuul weer. Algemeen bekend als bloedsuiker, dient glucose als een
essentiële energiebron voor alle activiteiten van het lichaam. De betekenis ervan voor voeding
is enorm. Glucose is een van de twee suikers is in elke disacharide, en de eenheid waaruit de
polysachariden bijna uitsluitend worden gemaakt. Een van deze polysachariden, zetmeel, is de
belangrijkste voedselbron van energie voor alle mensen op de wereld. Glycogeen is een
belangrijke opslagvorm van energie in het lichaam.
Fructose heeft dezelfde chemische formule als glucose, maar de structuur verschilt (figuur 4-
3, blz. 101). De rangschikking van de atomen in fructose stimuleert de smaakpapillen op de
tong om de zoete sensatie te produceren. Fructose komt van nature voor in fruit en honing;
andere bronnen omvatten producten zoals frisdranken.
De monosacharide galactose komt van nature in voedingsmiddelen voor als een enkele suiker,
slechts in zeer kleine hoeveelheden. Galactose heeft dezelfde aantallen en soorten atomen als
glucose en fructose in nog een andere rangschikking (zie figuur 4-3).
De disachariden zijn paren van de drie zojuist beschreven monosachariden. Glucose komt in
alle drie voor; het tweede lid van het paar is fructose, galactose of een andere glucose. Deze
koolhydraten en alle andere energienutriënten worden samengevoegd en weer uit elkaar
gehaald door soortgelijke chemische reacties: condensatie en hydrolyse. Om een disacharide
te maken, verbindt een chemische reactie die bekend staat als condensatie twee
monosachariden met elkaar (zie figuur 4-4, blz. 102). Een hydroxylgroep (OH) van het ene
monosacharide en een waterstofatoom (H) van het andere vormen samen een watermolecuul.
De twee oorspronkelijk gescheiden monosachariden verbinden zich met een enkele zuurstof
(O). Om een disaccharide in tweeën te breken, vindt er een chemische reactie plaats die
bekend staat als hydrolyse (zie figuur 4-5). Een watermolecuul splitst zich om de H en OH te
leveren die nodig zijn om de resulterende monosachariden te voltooien. Hydrolysereacties
treden vaak op tijdens de spijsvertering. De disacharide maltose bestaat uit twee glucose-
eenheden. Maltose wordt geproduceerd wanneer zetmeel breekt, zoals bij mensen gebeurt
tijdens de vertering van koolhydraten. Het komt ook voor tijdens het fermentatieproces dat
alcohol oplevert. Maltose is slechts een ondergeschikt bestanddeel van een paar
voedingsmiddelen, met name gerst. Fructose en glucose vormen samen de disacharide
sucrose. Sucrose is de zoetste van de disachariden omdat het fructose bevat, de zoetste van de
monosachariden. Deze suikers zorgen voor de natuurlijke zoetheid van fruit, groenten en
granen. Om tafelsuiker te maken, wordt sucrose geraffineerd uit de sappen van suikerriet en
suikerbieten en vervolgens gegranuleerd. Afhankelijk van de mate waarin het geraffineerd is,
wordt het product de bekende bruine, witte en poedersuiker. De combinatie van galactose en
glucose maakt het disaccharide lactose, het belangrijkste koolhydraat van melk. Lactose, ook
wel melksuiker genoemd, levert de helft van de energie die wordt geleverd door vetvrije
melk.
, In tegenstelling tot de zojuist genoemde enkelvoudige koolhydraten, zijn de polysachariden
iets complexer en bevatten ze veel glucose-eenheden en in sommige gevallen enkele andere
monosachariden die aan elkaar zijn geregen. Drie soorten polysachariden zijn belangrijk in de
voeding: glycogeen, zetmeel en vezels. Glycogeen is een opslagvorm van energie in het
lichaam; zetmeel is de opslagvorm van energie in planten en vezels zorgen voor structuur in
stengels, stammen, wortels, bladeren en schillen van planten. Zowel glycogeen als zetmeel
zijn opgebouwd uit glucose-eenheden; vezels zijn samengesteld uit een verscheidenheid aan
monosachariden en andere koolhydraatderivaten. Glycogeen komt slechts in beperkte mate
voor in vlees en helemaal niet in planten. Om deze reden is voedsel geen belangrijke bron van
glycogeen. Glycogeen speelt echter een belangrijke rol in het lichaam: het slaat glucose op
voor toekomstig gebruik. Glycogeen is gemaakt van vele glucosemoleculen die aan elkaar
zijn gekoppeld in sterk vertakte ketens. Wanneer de hormonale boodschap 'energie vrijmaken'
aankomt bij een lever- of spiercel, reageren enzymen door de vele vertakkingen van
glycogeen gelijktijdig aan te vallen, waardoor een golf van glucose beschikbaar komt. Het
menselijk lichaam slaat glucose op als glycogeen, maar plantencellen slaan glucose op als
zetmeel, lange, vertakte of onvertakte ketens van honderden of duizenden glucosemoleculen
die aan elkaar zijn gekoppeld. Deze gigantische zetmeelmoleculen zijn naast elkaar verpakt in
producten zoals tarwe of rijst, in wortelgewassen en knollen zoals yams en aardappelen, en in
peulvruchten zoals erwten en bonen. Wanneer je de plant eet, hydrolyseert je lichaam het
zetmeel tot glucose en gebruikt het de glucose voor zijn eigen energiedoeleinden. Alle
zetmeelrijke voedingsmiddelen zijn afkomstig van planten. Granen zijn de rijkste voedselbron
van zetmeel en leveren een groot deel van de voedselenergie voor mensen over de hele
wereld. Peulvruchten en knollen zijn ook belangrijke bronnen van zetmeel.
Voedingsvezels zijn de structurele delen van planten en worden dus aangetroffen in alle
plantaardige voedingsmiddelen; groenten, fruit, volkoren granen en peulvruchten. De meeste
voedingsvezels zijn polysachariden. Zetmelen zijn ook polysachariden, maar voedingsvezels
verschillen van zetmeel doordat de bindingen tussen hun monosachariden niet kunnen worden
afgebroken door spijsverteringsenzymen in het lichaam. Figuur 4.7 (blz. 104) illustreert het
verschil in de bindingen die glucosemoleculen in zetmeel aan elkaar koppelen met die in de
vezelcellulose. Omdat voedingsvezels onverteerd door het lichaam gaan, dragen ze geen
monosachariden bij, en dus weinig of geen energie. Hoewel de meeste voedingsmiddelen een
verscheidenheid aan vezels bevatten, sorteren onderzoekers voedingsvezels vaak in twee
groepen op basis van hun oplosbaarheid. Dergelijke verschillen helpen hun acties in het
lichaam te verklaren. Sommige voedingsvezels lossen op in water (oplosbare vezels), vormen
gels (viskeus) en worden gemakkelijk verteerd door bacteriën in de dikke darm
(fermenteerbaar). Vaak aangetroffen in haver, gerst, peulvruchten en citrusvruchten, worden
oplosbare vezels meestal geassocieerd met bescherming tegen hartaandoeningen en diabetes
door respectievelijk het cholesterol- en glucosegehalte in het bloed te verlagen. Andere vezels
lossen niet op in water (onoplosbare vezels), vormen geen gels (niet-viskeus) en fermenteren
minder gemakkelijk. Meestal te vinden in volle granen en groenten, bevorderen onoplosbare
vezels de stoelgang, verlichten constipatie en voorkomen diverticulaire aandoeningen.
Wanneer de voedingsvezels uit planten zijn gewonnen of worden vervaardigd en vervolgens
aan voedingsmiddelen worden toegevoegd of in supplementen worden gebruikt, worden ze
functionele vezels genoemd, als ze gunstige gezondheidseffecten hebben.
