Xem mã nguồn của Carbohydrat

{{1000 bài cơ bản}}[[Tập tin:Lactose.svg|nhỏ|phải|310px|[[Lactoza|Lactose]] là một loại [[disacarit]] có trong [[sữa]]. Nó bao gồm một phân tử [[galactose|D-galactose]] và một phân tử [[glucose|D-glucose]] liên kết với nhau bởi một [[liên kết glycosit]] β-1-4.]]
'''Carbohydrat'''{{Ref_label|A|α|none}} ([[tiếng Anh]]: carbohydrate) hay '''glucid''' ([[tiếng Pháp]]: glucide) là một chất hữu cơ có chứa 3 nguyên tố là carbon (C), oxy (O) và hydro (H) với tỷ lệ H:O = 2:1 (tương tự tỷ lệ của nước [[Nước|H<sub>2</sub>O]]). Một cách tổng quát, có thể biểu diễn công thức phân tử của Carbohydrat là C<sub>''m''</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>''n''</sub> hoặc C<sub>''n''</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>''m''</sub>  (trong đó ''m'' và ''n'' là các số tự nhiên khác không, có thể bằng hoặc khác nhau). Đây là một nhóm  phổ biến nhất trong bốn nhóm  [[phân tử sinh học]] chính. Chúng có nhiều vai trò quan trọng trong các cơ thể sống như tích trữ và vận chuyển  [[năng lượng]] (như [[tinh bột]], [[glycogen]]) và các thành phần cấu trúc (như [[cellulose]] trong thực vật và [[chitin|kitin]] trong động vật). Thêm vào đó, carbohydrat và các dẫn xuất của nó có vai trò chính trong quá trình làm việc của [[hệ miễn dịch]], [[thụ tinh]], [[sinh bệnh học|phát bệnh]] và [[sinh học phát triển]].<ref>{{Chú thích sách |authors=Anthea Maton & Jean Hopkins, Charles William McLaughlin, Susan Johnson, Maryanna Quon Warner, David LaHart, Jill D. Wright|title = Human Biology and Health |url = https://archive.org/details/humanbiologyheal00scho |publisher = Prentice Hall |date = 1993 |location = Englewood Cliffs, New Jersey, USA |pages = [https://archive.org/details/humanbiologyheal00scho/page/52 52]–59 |isbn = 0-13-981176-1}}</ref>

==Cấu trúc==
Carbohydrat cấu tạo nên hầu hết các vật chất hữu cơ trên Trái Đất do các vai trò bao quát của chúng trong tất cả các dạng sống. Đầu tiên là tồn tại ở dạng dự trữ năng lượng, nhiên liệu và chất trao đổi trung gian. Thứ 2, các loại đường [[ribose]] và [[deoxyribose]] tạo thành một phần trong cấu trúc của [[RNA]] và [[DNA]]. Thứ 3, [[polysaccharide]] là các thành phần cấu trúc của thành tế bào [[vi khuẩn]] và [[thực vật]]. Thực ra, cellulose là thành phần chính của [[thành tế bào]] thực vật và là một trong những [[hợp chất hữu cơ]] phổ biến nhất trong [[sinh quyển]]. Thứ 4, carbohydrat có quan hệ với một số [[protein]] và [[lipid]], các chất này có vai trò quan trọng trong việc tương tác gián tiếp giữa các tế bào và sự tương tác giữa các tế bào với các thành phần khác trong môi trường của tế bào.

Carbohydrat là hợp chất hữu cơ đơn giản nhất gồm [[aldehyde]] hoặc [[keton]] với một số nhóm [[hydroxyl]], thường thì mỗi [[nguyên tử]] [[carbon]] chứa [[nhóm chức]] aldehyde hoặc keton. Các đơn vị cơ bản của carbohydrat được gọi là [[monosacarit]]; ví dụ như [[glucose]], [[galactose]], và [[fructose]]. [[Công thức hóa học|Công thức]] thu gọn tổng quát của một monosaccharide là (C·H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>, với n lớn hơn hoặc bằng 3; tuy nhiên, không phải tất cả carbohydrat đều tuân theo công thức này (như [[axit uronic|acid uronic]], các đường deoxy như [[fucose]]), hoặc không phải tất cả các chất hóa học có công thức như trên thì được xếp vào nhóm carbohydrat.<ref>Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) ''Biochemistry''. ấn bản lần thứ 3. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6</ref>

Monosaccharide có thể được liên kết với nhau để tạo thành [[polysaccharide]] (hay [[oligosaccharide]]) theo nhiều cách khác nhau. Một số carbohydrat chứa một hoặc nhiều hơn các phân tử monosaccharide khi có một hoặc vài nhóm chức bị thay thế hoặc bị khử. Ví dụ, [[deoxyribose]] là thành phần cấu tạo của [[DNA]] bị biến đổi từ [[ribose]]; [[kitin]] được cấu tạo bởi các đơn vị [[N-acetylglucosamine]] có tính tuần hoàn, là một dạng glucose chứa [[nitơ]].

Danh pháp khoa học của các carbohydrat rất phức tạp còn các tên gọi thông thường của các carbohydrat thường có phần đuôi là '''-ose'''. [[Glycoinformatics]] là ngành nghiên cứu đặc biệt tiếp cận đến [[tin sinh học]] duy nhất và đặc biệt của các carbohydrat.

==Phân loại==
Carbohydrates là các [[aldehyde]] polyhydroxy, [[xeton|keton]], [[rượu]], [[acid]], các chất dẫn xuất đơn giản của chúng và [[polyme]] của chúng có sự liên kết của các loại acetal. Chúng có thể được phân loại theo mức độ trùng hợp (polymerization) và có thể được chia thành ba nhóm chính ban đầu, cụ thể là các loại [[đường (thực phẩm)]], [[oligosaccharide]]s và [[polysaccharide]]s<ref>{{chú thích web|title=Carbohydrates in human nutrition - Chapter 1 - The role of carbohydrates in nutrition|url=https://www.fao.org/docrep/w8079e/w8079e07.htm|website=Food and Agriculture Organization of the United Nations|publisher=FAO}}</ref>

{| border="1"
|+ '''Các carbohydrate chính trong dinh dưỡng'''
|- bgcolor="#b9ffc5"
! align="center" | Lớp (DP*)!! Phân nhóm!! Các thành phần
|-
! bgcolor="#b9ffe8" rowspan="3" |[[Đường (thực phẩm)]] (1-2) 
|| [[Monosaccharide]]s || [[Glucose]], [[galactose]], [[fructose]]
|-
| [[Disaccharide]]s || [[Sucrose]], [[lactose]], [[maltose]], [[trehalose]]
|-
| [[Polyol]]s || [[Sorbitol]], [[mannitol]]
|-
! bgcolor="#b9ffe8" rowspan="2" |[[Oligosaccharide]]s (3-9) 
|| Malto-oligosaccharides || [[Maltodextrin]]s
|-
| Other oligosaccharides || [[Raffinose]], [[stachyose]], fructo-oligosaccharides
|-
! bgcolor="#b9ffe8" rowspan="2" |[[Polysaccharide]]s (>9) 
|| [[Tinh bột]] || [[Amylose]], [[amylopectin]], modified starches
|-
| Non-starch polysaccharides ||[[Xenlulose|Xellulose]], [[hemicellulose]], [[pectin]]s, [[hydrocolloid]]s
|}
DP * = Degree of polymerization (mức độ trùng hợp)

== Monosaccharide ==
{{chính|Monosaccharide}}
[[Tập tin:D-glucose color coded.png|130px|phải|nhỏ|[[Glucose|D-glucose]] là một aldohexose có công thức là (C·H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>. Các nguyên tử màu đỏ thuộc nhóm [[anđêhít|aldehyde]], và màu xanh thuộc nhóm [[chirality (chemistry)|asymmetric center]] nằm xa aldehyde; do vậy góc -OH này nằm phên phải của [[Fischer projection]], đây là đường loại D.]]
Monosaccharide là các carbohydrate đơn giản do đó chúng không thể thủy phân thành các carbohydrate nhỏ hơn. Chúng là các aldehyde hoặc [[xeton|keton]] có hai hay nhiều nhóm hydroxyl. Công thức hoá học tổng quát của một monosaccharide chưa hiệu chỉnh là (C•H<sub>2</sub>O)<sub> n</sub>, nghĩa đen là một "carbon hydrate." Monosaccharide là các phân tử nhiên liệu quan trọng cũng như là những khối liên kết trong các acid nucleic. Monosaccharide đơn giản nhất có n = 3 là các dihydroxyacetone và D- và L-glyceraldehyde.

=== Phân loại các monosaccharide ===
<div class="thumb tleft">
<div class="thumbinner" style="width:187px;">
[[Tập tin:Alpha-D-glucopyranose-2D-skeletal.png|185px]]
[[Tập tin:Beta-D-glucopyranose-2D-skeletal.png|185px]]
<div class="thumbcaption">
Các đồng phân [[alpha|α]] và [[β]] của [[glucose]]. Vị trí của nhóm hydroxyl (đỏ hoặc lục) trên các carbon đồng phân tương đối so với nhóm CH<sub>2</sub>OH liên kết với carbon 5: chúng hoặc là ở vị trí đối diện (α), hoặc ở vùng phía (β).
</div>
</div>
</div>
Monosaccharide được phân loại dựa trên 3 đặc điểm khác nhau gồm: vị trí của các nhóm [[carbonyl]], số nguyên tử carbon, và đối xứng bàn tay của chúng. Nếu nhóm carbonyl là [[anđêhít|aldehyde]], monosaccharide là [[aldose]]; nếu nhóm carbonyl là [[xeton|keton]], monosaccharide là [[ketose]]. Monosaccharide có 3 nguyên tử carbon là [[triose]], 4 nguyên tử carbon là [[tetrose]],  5 nguyên tử carbon là [[pentose]], sáu là [[hexose]], và tương tự.<ref>{{Chú thích sách | authorlink = |authors=Neil A. Campbell; Brad Williamson; Robin J. Heyden| title = Biology: Exploring Life | publisher = Pearson Prentice Hall | year = 2006 | location = Boston, Massachusetts | pages = | url = https://www.phschool.com/el_marketing.html | doi = | id = | isbn = 0-13-250882-6 }}</ref> Hai hệ thống phân loại này thường được sử dụng kết hợp. Ví dụ, [[glucose]] là một [[aldohexose]] (aldehyde sáu carbon), [[ribose]] là một [[aldopentose]] (aldehyde 5 carbon), và [[fructose]] là một [[ketohexose]] (keton 6 carbon).

Các nguyên tử carbon liên kết với một [[nhóm hydroxyl]] (-OH), với ngoài lệ là carbon đầu tiên va cuối cùng là không đối xứng, tạo ra hai vị trí có thể khác nhau theo cấu trúc không gian trung tâm (R hay S). Do tính bất đối xứng này, một số đồng phân có thể tồn tại đối với bất kỳ một công thức monosaccharide cho trước. Ví dụ, aldohexose D-glucose có công thức là (C·H<sub>2</sub>O) <sub>6</sub>, trong đó tất cả chỉ 2 trong sáu nguyên tử carbon là không đồng phẳng với các phân tử còn lại, làm cho D-glucose tạo ra 2<sup>4</sup> = 16 vị trí đồng phân không gian. Trong trường hợp của [[glyceraldehydes]], aldotriose, có một cặp đồng phân không gian là [[enantiomers]] và [[epimer]]. [[Dihydroxyacetone|1, 3-dihydroxyacetone]], ketose giống với aldose glyceraldehydes, là một phân tử đối xứng không có các tâm không gian). Việc hoán đổi vị trí D hay L được thực hiện dựa trên hướng của cárbon bất đối xứng xa nhất tính từ nhóm carbonyl: trong hệ tọa độ Fischer chuẩn nếu nhóm hydroxyl nằm ở bên phải thí phân tử đó là đường D, ngược lại là đường L. Tiếp đầu ngữ "D-" và "L-" không nên nhầm lẫn với "d-" hay "l-", với ý nghĩa chỉ hướng xoay mặt phẳng [[ánh sáng phân cực]]. Việc sử dụng "d-" và "l-" không tuân theo quy tắc hoá học của carbohydrate.<ref>{{Chú thích sách |authors=Ward Pigman & Horton, D.|title=The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A|editor=Pigman and Horton |series= |edition=2nd|date= |year=1972  |publisher=Academic Press |location=San Diego |isbn= |pages=1–67 |chapter= Chapter 1: Stereochemistry of the Monosaccharides }}</ref>

=== Sử dụng trong sinh vật ===
Monosaccharide là nguồn nhiên liệu chính trong quá trình [[trao đổi chất]], được sử dụng làm nguồn năng lượng (glucose là nguồn năng lượng quan trọng nhất trong tự nhiên) cũng như trong [[quang hợp]]. Khi monosaccharide không được nhiều tế bào sử dụng ngay lập tức thì chúng thường chuyển sang các dạng có lưu trữ có hiệu quả hơn về mặt không gian như [[polysaccharide]]. Trong các loài động vật, bao gồm cả con người, dạng lưu trữ này là [[glycogen]], đặc biệt có trong gan và các tế bào cơ. Còn trong thực vật, [[tinh bột]] là một cách lưu trữ tương tự.

== Disaccharide ==
[[Tập tin:sucrose 3Dprojection.png|nhỏ|phải|250px|[[Sucroza|Sucrose]], còn được gọi là [[đường ăn]], là một disaccharie phố biến. Nó được cấu tạo bởi hai monosacharide: [[glucose|D-glucose]] (trái) và [[fructose|D-fructose]] (phải).]]
{{chính|Disaccharide}}
Khi hai monosaccharide liên kết với nhau sẽ tạo thành [[disacarit|disaccharide]] và chúng là các polysaccharide đơn giản nhất, ví dụ như [[sucroza|sucrose]] và [[lactoza|lactose]]. Chúng liên kết với nhau bằng một [[liên kết cộng hóa trị]] tạo thành từ [[phản ứng khử nước]], theo đó sẽ tách ra một nguyên tử hydro của một monosaccharide và một nhóm hydroxyl của monosaccharide còn lại. Công thức hóa học của disaccharides là C<sub>12</sub>H<sub>22</sub>O<sub>11</sub>. Mặc dù có nhiều kiểu disaccharide, chỉ một số ít disaccharides là được chú ý.

[[Sucroza|Sucrose]] là một disaccharide phổ biến nhất và là kiểu chính được vật chuyển trong thực vật. Nó bao gồm một phân tử [[glucose|D-glucose]] và một phân tử [[fructose|D-fructose]]. Danh pháp khoa học của sucrose là ''O''-α-D-glucopyranosyl-(1→2)-D-fructofuranoside, bao gồm 4 yếu tố:
* Tên gọi của hai monosaccharide cấu tạo nên nó: glucose và fructose 
* Kiểu cấu tạo vòng của chúng: glucose là [[pyranose]], và fructose là [[furanose]]
* Cách chúng liên kết với nhau: oxy nối với carbon số 1 (C1) của α-D-glucose được liên kết với C2 của D-fructose.
* Tiếp vị ngữ ''-oside'' chỉ đồng phân carbon của hai monosaccharide tham gia vào liên kết cộng hóa trị.

[[Lactoza|Lactose]], là một disaccharide được cấu tạo từ một phân tử [[galactose|D-galactose]] và một phân tử [[glucose|D-glucose]], có nhiều trong sữa của động vật có vú. Danh pháp khoa học của lactose là ''O''-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose. Các disaccharides nổi tiếng khác là [[maltose]] (2 D-glucoses liên kết α-1,4) và cellulobiose (2 D-glucoses liên kết β-1,4).

== Xem thêm ==
{{commonscat|Carbohydrates}}
<!-- Xin hãy sắp xếp theo bảng chữ cái -->
* [[Hóa sinh|Hóa sinh học]]
* [[Phản ứng Maillard]]
* [[Gluconeogenesis]]
* [[Glycolipid]]
* [[Glycoprotein]]
* [[Glycoinformatics]]
* [[Cao phân tử]]
* [[Nutrition]]
* [[Quang hợp]]
* [[Đường]]

== Tham khảo ==
{{Tham khảo}}

== Ghi chú ==
'''α.''' {{Note_label|A|α|none}} có nghĩa '[[hydrat]] của [[carbon]]'

'''β.''' {{Note_label|B|β|none}} có nguồn gốc từ [[tiếng Hy Lạp|Hy Lạp]] ''σάκχαρον'', sákcharon, nghĩa là "[[đường]]"

== Liên kết ngoài ==
* {{Britannica|94687|Carbohydrate (biochemistry)}}
* [https://www2.ufp.pt/~pedros/bq/carb_en.htm Carbohydrates, including interactive models and animations] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130629185521/https://www2.ufp.pt/~pedros/bq/carb_en.htm |date = ngày 29 tháng 6 năm 2013}} (Requires [https://www.mdl.com/products/framework/chime/ MDL Chime] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060320002451/https://www.mdl.com/products/framework/chime/ |date = ngày 20 tháng 3 năm 2006}})
* [https://www.chem.qmw.ac.uk/iupac/2carb/ IUPAC-IUBMB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN): Carbohydrate Nomenclature]
* [https://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtualText/carbhyd.htm Carbohydrates detailed] {{Webarchive|url=https://arquivo.pt/wayback/20160516074319/https://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtualText/carbhyd.htm |date=2016-05-16 }}
* [https://www.biochemweb.org/carbohydrates.shtml Carbohydrates and Glycosylation - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050301072700/https://www.biochemweb.org/carbohydrates.shtml |date = ngày 1 tháng 3 năm 2005}}
* [https://www.functionalglycomics.org/static/consortium/ Consortium for Functional Glycomics]
* [https://www.wineclubwizard.com/wine-carbohydrates.html Wine Carbohydrates] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110417070138/https://www.wineclubwizard.com/wine-carbohydrates.html |date=2011-04-17 }}
{{Kiểm soát tính nhất quán}}
{{carbohydrates}}
{{Các chất thay thế máu và dịch truyền}}
{{Khoa học thực phẩm}}
{{Phytochemical}}
{{Trao đổi chất}}

[[Thể loại:Carbohydrat| ]]
[[Thể loại:Dinh dưỡng]]
[[Thể loại:Bài cơ bản dài trung bình]]
[[Thể loại:Đái tháo đường]]