Opbouw en structuur

Alle koolhydraten zijn opgebouwd uit een of meer (soms wel duizenden) “enkele” bouwstenen. Deze bouwstenen zijn enkelvoudige suikermoleculen (monosachariden): glucose, galactose en/of fructose. Deze suikermoleculen zijn anders dan de kristalsuiker uit het dagelijks gebruik. Om als energie te kunnen dienen, moeten de suikermoleculen vrijgemaakt worden uit de “grote suikerketen van soms wel duizenden moleculen” door enzymen of darmbacteriën. De suikerketens zijn te groot om de darmwand te kunnen passeren. De enkelvoudige suikers (de bouwstenen) kunnen de darmwand wel passeren. De grote suikerketens moeten dus door enzymen in stukjes worden geknipt. Vervolgens kunnen ze vanuit de darm worden opgenomen in de bloedbaan. Van daaruit leveren sommige suikermoleculen direct energie. Anderen worden eerst nog in de lever omgezet naar voor het lichaam bruikbare energie en komen pas daarna in het bloed of worden tijdelijk opgeslagen.

Molecuulstructuur

Als u meer wilt begrijpen van het effect dat verschillende soorten koolhydraten hebben op de eigenschappen en mogelijke gezondheidseffecten van uw product, is het nuttig wat meer te weten over de molecuulstructuur van verschillende koolhydraten. De molecuulstructuur van een koolhydraat bepaalt namelijk in grote mate hun gedrag in het productieproces als ook de eigenschappen van het eindproduct. Daarbij komt dat de molecuulstructuur vaak ook verandert gedurende het productieproces. In het productieproces worden vaak enzymen gebruikt om bijvoorbeeld soepeler deeg te verkrijgen, maar gist, meel en bloem bevat van nature ook enzymen dat tijdens het rijsproces zijn werk zal doen. U zult dus (deels) een ander soort koolhydraat in het eindproduct hebben, dan het soort dat u er als grondstof heeft ingestopt.
 
Een koolhydraat bestaat dus uit een of meer suikermoleculen, zogeheten sachariden. Koolhydraten zijn in te delen naar het aantal suikermoleculen waaruit ze bestaan. Dit noemt men de polymerisatiegraad, afgekort als DP (van het Engelse Degree of Polymerization).

  • Monosachariden (glucose, fructose, galactose) – 1 DP
  • Disachariden (sucrose=kristalsuiker, lactose, maltose) – 2 DP
  • Oligosachariden (raffinose, maltodextrines) – 3 tot 9 DP
  • Polysachariden (zetmeel, resistent zetmeel, cellulose, inuline) - alles boven de 9 DP

Molecuulstructuur en verteerbaarheid

Hoe gemakkelijk en snel koolhydraten beschikbaar zijn als energie hangt slechts in kleine mate af van het aantal suikermoleculen waaruit ze is opgebouwd. Veel belangrijker hiervoor is uit welke suikermoleculen het is opgebouwd:  glucose is na opname in de bloedbaan direct als energie beschikbaar, fructose en galactose moeten eerst naar de lever om omgezet te worden in bruikbare energie.

Daarnaast is het voor de vertering in de dunne darm van belang hoe de suikermoleculen met elkaar verbonden zijn. Dit kan bijvoorbeeld  in 1 rechte lijn zijn, vertakt of verknoopt (een netwerk met vele dwarsverbindingen). Daarnaast kan het koolhydraat opgerold of “plat” van structuur zijn. Deze structuur bepaalt hoe toegankelijk de verbindingen tussen de moleculen zijn voor verteringsenzymen. Een rechte lijn lijkt misschien gemakkelijk, maar hier is heel veel enzym voor nodig om alle bindingen door te knippen omdat de lijn zich als een bolletje zal oprollen. De binnenste ketens zijn dan ontoegankelijk en zal stukje voor stukje moeten worden geknipt. In verknoopte structuren kunnen enzymen veel efficiënter te werk gaan omdat met enkele knipjes de structuur in losse brokstukken uiteenvalt. Deze brokstukken kunnen dan allemaal tegelijkertijd worden afgebroken.

In het document 'voornaamste typen koolhydraten' vindt u een overzicht van de voornaamste koolhydraten in onze voeding met daarbij uit welke suikermoleculen (monomeren) ze zijn opgebouwd, de lengte van de ketens (DP) en hun verteerbaarheid voor de mens.

Molecuulstructuur en functionaliteit

De molecuulstructuur bepaalt in belangrijke mate de functionaliteit. Het vormen van kristallen bijvoorbeeld. Sommige moleculen trekken water aan en blijven enigszins in oplossing terwijl andere snel het water verliezen en harde kristallen vormen. Dit kun je zien in bijvoorbeeld suikerwerk.

Een andere eigenschap is het vermogen van de moleculen om water te binden. Zo bindt niet verhit zetmeel 50% van zijn gewicht aan water terwijl verstijfseld zetmeel (andere molecuulstructuur) wel tot 5 maal zijn eigen gewicht aan water op kan nemen. Dit zie je in soepen en sauzen.

Smaak is ook heel belangrijk. Fructose is veel zoeter dan glucose. Ook het “reducerend” vermogen van suikers is van belang. Reducerende suikers kunnen bij verhitting een reactie met bepaalde eiwitten aangaan zodat een karamelachtige smaak ontstaat en de suiker donker kleurt. Dit zie je veel in bakproducten. Immers meer kleur geeft meer smaak. Ook door fermentatie (rijsprocessen) kunnen andere suikerverbindingen ontstaan en dat kan invloed hebben op bijvoorbeeld kleur of smaak.