Meine Zusammenfassung Kohlenhydrate Flashcards
1
Q
Was sind Kohlenhydrate?
A
Kohlenhydrate bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 1:2:1
2
Q
Warum ist die Definition von Kohlenhydraten allein durch ihre Summenformel nicht haltbar?
A
Verbindungen wie Milchsäure haben die gleiche Summenformel, sind aber keine Kohlenhydrate
3
Q
Wie werden Kohlenhydrate definiert?
A
Als Polyhydroxyaldehyde oder Polyhydroxyketone sowie deren Derivate und Polymere
4
Q
In welche Kategorien können Kohlenhydrate unterteilt werden?
A
Aldosen und Ketosen sowie Monosaccharide, Disaccharide, Oligo- und Polysaccharide
5
Q
Was ist ein wichtiges Monosaccharid?
A
Glucose
6
Q
Welche Rolle spielen Kohlenhydrate in der Ernährung?
A
Sie sind wichtige Energielieferanten und Grundstruktur in Pflanzen
7
Q
Wie viel Prozent der Kalorien in einer typischen ‘Western Diet’ machen Kohlenhydrate aus?
A
Etwa 50%
8
Q
Was ist der Brennwert von Kohlenhydraten?
A
Etwa 4 kcal/g oder 16 kJ/g
9
Q
Was ist der Unterschied zwischen Aldosen und Ketosen?
A
Aldosen besitzen eine Aldehydgruppe an C1, Ketosen eine Ketogruppe an C2
10
Q
Was sind Stereoisomere?
A
Verbindungen, die sich nur in der räumlichen Anordnung der Substituenten unterscheiden
11
Q
Was sind Enantiomere?
A
Stereoisomere mit identischen chemischen und physikalischen Eigenschaften, aber unterschiedlichen biologischen Aktivitäten
12
Q
Was sind Diastereomere?
A
Stereoisomere, die sich in physikalischen Eigenschaften wie Schmelzpunkt und Wasserlöslichkeit unterscheiden
13
Q
Wie werden Ringstrukturen der Zucker gebildet?
A
Durch die Reaktion von elektrophilen Carbonylen und nucleophilen Hydroxygruppen
14
Q
Was sind Furanose und Pyranose?
A
Ringstrukturen der Zucker, die als 5-Ringe oder 6-Ringe auftreten
15
Q
Was ist das anomere C-Atom?
A
Das neue Chiralitätszentrum, das an C1 entsteht, wenn Zucker ringförmig wird
16
Q
Wie nennt man die verschiedenen Formen der Ringstrukturen?
A
α- und β-Formen
17
Q
Was ist Mutarotation?
A
Das Phänomen, bei dem sich der Drehwinkel einer frisch hergestellten Zuckerlösung über die Zeit ändert
18
Q
Was sind die einfachsten Monosaccharide?
A
Glycerylaldehyd und Dihydroxyaceton
19
Q
Was ist der Stammbaum der Aldosen und Ketosen?
A
Eine Darstellung der verschiedenen Zucker durch Einführung von Substituenten und Änderung der Konfiguration
20
Q
Wie wird Glucose in der Ernährung verwendet?
A
Als Baustein für Polysaccharide und Disaccharide
21
Q
Was sind weitere wichtige Monosaccharide?
A
- Fructose
- Galactose
- Arabinose
- Xylose
- Ribose
22
Q
Was ist Fructose?
A
Ein Zucker, der in vielen süßen Früchten und Honig vorkommt
23
Q
Was ist D-Galactose?
A
Ein Epimer der Glucose, das in Lactose vorkommt
24
Q
Was ist Arabinose?
A
Ein Bestandteil natürlicher Polysaccharide wie Pectin und Gummi arabicum
25
Was ist Xylose?
Der Hauptbestandteil von Hemicellulose, der aus Baumrinde gewonnen wird
26
Was ist Ribose?
Ein Bestandteil der RNA und DNA
27
Wie entstehen Disaccharide?
Durch Wasserabspaltung aus zwei Monosacchariden
28
Was sind Beispiele für Disaccharide?
* Maltose
* Saccharose
* Lactose
* Cellobiose
29
Wie werden Disaccharide unterteilt?
In reduzierende und nicht reduzierende Typen
30
Was ist Maltose?
Ein reduzierendes Disaccharid aus zwei Glucopyranose-Einheiten
31
Was ist Cellobiose?
Ein Disaccharid aus zwei Glucopyranose-Einheiten über eine β(1→4)-Bindung
32
Was ist Lactose?
Das Hauptkohlenhydrat in der Milch von Säugetieren
33
Was ist die Rolle von Saccharose in Pflanzen?
Sie dient als Transportform von Zuckern
34
Was sind die Hauptbestandteile der Zuckergewinnung aus Zuckerrohr?
* Zuckerrohr
* Zuckergehalt
* Walzenmühlen
* Kristallisation
35
Wie hoch ist der Zuckergehalt in Zuckerrüben?
Heute bei 17-19%
36
Was sind die Nebenprodukte der Zuckergewinnung?
* Carbokalk
* Dicksaft
* extrahierte Rübenschnitzel
* Melasse
37
Was ist der Unterschied zwischen Rübenzucker und Rohrzucker?
Es könnte auf die Herkunft oder die Verarbeitungsmethode zurückzuführen sein
38
Was ist Cellobiose?
Ein Disaccharid, das aus zwei Glucopyranose-Einheiten besteht, die über eine β(1→4)-Bindung verbunden sind.
39
Warum kann der Mensch Cellobiose nicht verdauen?
Weil die entsprechende β-Glucosidase fehlt.
40
Was ist Lactose?
Das Hauptkohlenhydrat in der Milch von Säugetieren, bestehend aus einer β-Galactopyranose-Einheit und einer Glucopyranose-Einheit, die über eine β(1→4)-Bindung verbunden sind.
41
Welche Enzyme sind notwendig, um Lactose zu spalten?
Lactase.
42
Was passiert bei Lactoseintoleranz?
Lactose wird nicht im Dünndarm gespalten und gelangt in den Dickdarm, wo sie durch Bakterien vergoren wird.
43
Was ist Trehalose?
Ein nicht-reduzierendes Disaccharid, das aus zwei Glucopyranose-Einheiten besteht, die über eine α(1→1)-Bindung verbunden sind.
44
In welchen Organismen kommt Trehalose vor?
In Pilzen und Insekten.
45
Was sind reduzierende Zucker?
Zucker, die in der offenkettigen Form vorliegen können und somit reduzierend wirken.
46
Wie kann man bestimmen, ob ein Zucker reduzierend oder nicht-reduzierend ist?
Indem man untersucht, ob das Carbonyl sich wieder ausbilden kann.
47
Was beeinflusst die Bildung und Stabilität von Kohlenhydratstrukturen?
Der pH-Wert.
48
Was geschieht im sauren pH-Bereich mit halbacetalischen Ringstrukturen?
Sie werden durch die höhere Elektrophilie des Carbonyls und die bessere Abgangsgruppe gebildet.
49
Was ist Reversion in Bezug auf Kohlenhydrate?
Die Säurekatalyse der Hydrolyse und Neubildung von Disacchariden, die zu einem komplexen Gemisch aus Mono- und Disacchariden führt.
50
Was sind Reversionszucker?
Kohlenhydrate, die durch Reversion entstehen, wie Isomaltose und Gentobiose.
51
Was ist die Lobry de Bruyn-van Ekenstein-Umlagerung?
Eine Reaktion, bei der Ketosen und Aldosen im alkalischen Milieu ineinander übergehen.
52
Was sind Desoxyzucker?
Produkte, die aus schrittweisen Eliminierungen von Wasser aus Endiolen entstehen.
53
Was ist 5-Hydroxymethylfurfural (HMF)?
Ein Markerverbindung, um Erhitzung in kohlenhydratreichen Lebensmitteln zu detektieren.
54
Welche Reaktionen finden unter nicht-oxidativen Bedingungen im alkalischen Milieu statt?
Kettenbrüche, wie die Spaltung von Erythrose zu Glykolaldehyd.
55
Was ist die Fehling'sche Probe?
Eine Reaktion zur qualitativen Nachweis von reduzierenden Zuckern, bei der Kupfer reduziert wird.
56
Was sind Osone?
Dicarbonylverbindungen, die als starke Reduktionsmittel wirken.
57
Wie entsteht Gluconsäure?
Durch elektrochemische Oxidation von Glucose oder biotechnologisch.
58
Was sind Zuckeralkohole?
Verbindungen, die durch Reduktion der Carbonylgruppen von Monosacchariden entstehen.
59
Was ist der Brennwert von Zuckeralkoholen?
Etwa 2,4 kcal/g.
60
Was ist die Luff-Schoorl-Methode?
Ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Zuckern.
61
Was sind Vorteile enzymatischer Methoden zur Zuckerbestimmung?
Empfindlichkeit, Selektivität und relative Einfachheit.
62
Was ist der Standarddetektor in der HPLC?
Der UV/Vis-Detektor.
63
Was ist der Vorteil des ELSD in der HPLC?
Er ist ein universeller Detektor für schwer flüchtige Analyten ohne Chromophore.
64
Was beschreibt die Delta (δ) Notation?
Die Unterschiede in den Isotopenverhältnissen von Substanzen.
65
Was ist die Stabilisotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS)?
Eine Methode zur Bestimmung der Isotopenzusammensetzung.
66
Was ist IRMS?
IRMS steht für Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie und wird zur Bestimmung der Isotopenzusammensetzung verwendet.
## Footnote
Es gibt verschiedene Arten von IRMS, wie Elementaranalyse (EA) IRMS und Compound-specific (CS)-IRMS.
67
Welche Informationen liefert die IRMS?
Die IRMS liefert Informationen über die Isotopenzusammensetzung von Proben.
## Footnote
Diese Informationen können zur Identifizierung von Zuckerquellen und zur Authentifizierung von Lebensmitteln verwendet werden.
68
Was sind die typischen Messungen in der IRMS?
Die Messung der einzelnen Isotopologen erfolgt in Sektorfeldgeometrien.
## Footnote
Diese Geometrien ermöglichen eine genaue Bestimmung der Isotopenzusammensetzung.
69
Welche Stabilisotopenverhältnisse werden häufig analysiert?
δ13C und δ2H.
## Footnote
Diese Verhältnisse können zur Identifizierung von Zuckerquellen und zur Authentifizierung von Lebensmitteln wie Honig verwendet werden.
70
Wie hoch ist die erreichbare Präzision bei der Analyse von δ13C?
Etwa 0,1 ‰.
## Footnote
Für δ2H liegt die Präzision bei etwa 2 ‰.
71
Was wird bei der δ13C-Bestimmung durch Farradaycups verstärkt?
Das Signal des Farradaycups von Masse 45 wird um 100x verstärkt.
## Footnote
Dies ermöglicht die präzise Bestimmung von δ13C.
72
Was ist die Maillard-Reaktion?
Eine nicht-enzymatische Bräunung, die zur Entstehung von Pigmenten und geruchsaktiven Verbindungen in Lebensmitteln führt.
## Footnote
Sie läuft durch die Reaktion von Aminen mit reduzierenden Zuckern ab.
73
In wie viele Phasen wird die Maillard-Reaktion eingeteilt?
In drei Phasen: frühe Phase, fortgeschrittene Phase, späte Phase.
## Footnote
Jede Phase hat spezifische Reaktionen und Produkte.
74
Was sind Amadori- und Heyns-Verbindungen?
Amadori-Verbindungen entstehen aus Aldosen, Heyns-Verbindungen aus Ketosen.
## Footnote
Beide sind wichtige Produkte der Maillard-Reaktion.
75
Was entsteht aus der Weiterreaktion von Kohlenhydraten in der Maillard-Reaktion?
Produkte wie 1,2-Enaminol, 3-Desoxyoson und Heyns-Produkt.
## Footnote
Diese entstehen durch Eliminierung von R-NH2 und die Addition von H2O.
76
Was sind Melanoidine?
Dunkel gefärbte Verbindungen, die durch die Maillard-Reaktion gebildet werden.
## Footnote
Sie entstehen in der späten Phase der Maillard-Reaktion.
77
Was ist der Strecker-Abbau?
Eine wichtige Reaktion, die zur Bildung von flüchtigen Aromastoffen führt.
## Footnote
Er verläuft in mehreren Schritten, darunter Bildung von Iminen und Hydrolyse.
78
Wie beeinflusst die Maillard-Reaktion den Nährwert von Lebensmitteln?
Sie führt zur Bildung von blockiertem Lysin, das nicht bioverfügbar ist.
## Footnote
Dies verringert den Nährwert des Lebensmittels.
79
Was ist Furosin?
Ein Aufarbeitungsartefakt, das aus der Amadori-Verbindung unter sauren Hydrolysebedingungen gebildet wird.
## Footnote
Furosin wird zur Analyse von Proteinmodifikationen verwendet.
80
Was sind Advanced Glycation Endproducts (AGE)?
Produkte, die durch die fortschreitende Glykierung von Proteinen gebildet werden.
## Footnote
Sie werden als mögliche Ursache für metabolische Alterung diskutiert.
81
Was ist Acrylamid?
Ein bekanntes Toxin, das in Lebensmitteln bei hohen Temperaturen entstehen kann.
## Footnote
Es entsteht vor allem durch die Reaktion von reduzierenden Zuckern mit Asparagin.
82
Wie kann die Bildung von Acrylamid minimiert werden?
Durch Verringerung von Temperatur und Zeit bei der Produktion oder durch Verwendung alternativer Rohstoffe.
## Footnote
Beispielsweise durch niedrigere Temperaturen beim Frittieren.
83
Welche Lebensmittel sind bekannt für hohe Acrylamid-Gehalte?
Cornflakes, Knäckebrot, Kekse, Chips, Pommes Frites und Kaffeepulver.
## Footnote
Die Gehalte variieren je nach Hersteller und Produktionsverfahren.
84
Was kann die Bildung von Acrylamid inhibieren?
Bildung kann fast komplett inhibiert werden
## Footnote
Wie in Studien von Musa et al. (2024) gezeigt wurde.
85
Welche Methoden können zur Analyse von Acrylamid verwendet werden?
Die Analyse kann durch folgende Methoden erfolgen:
* GC-MS nach Bromierung von Acrylamid mit isotopenmarkierten Standards
* LC-MS
* LC-MS/MS
86
Was entsteht im Zuge der Maillard-Reaktion?
Acrylamid
## Footnote
Insbesondere zwischen reduzierenden Zuckern und freiem Asparagin.
87
Wie kann die Bildung von Acrylamid minimiert werden?
Durch verschiedene Maßnahmen
## Footnote
Eine absolute Eliminierung ist jedoch nicht möglich und/oder nicht erwünscht.
88
Welche Substanzen finden Anwendung in Selbstbräunern?
Dihydroxyaceton und Erythrulose
## Footnote
Dies basiert auf der Maillard-Reaktion.
89
Was führt zu Braunfärbungen auf der Haut bei Kindern?
Dihydroxyacetan bei angeborener Störung des Kohlenhydratstoffwechsels
## Footnote
Dies kann bei Erbrechen, Spucken oder Verschütten auftreten.
90
Was sind Melanoidine?
Produkte der Maillard-Reaktion, die für die Braunfärbung verantwortlich sind
## Footnote
Nicht mit Melaninen zu verwechseln.
91
Welche Struktur haben Cyclodextrine?
Cyclische, α(1-4) verknüpfte Oligosaccharide
## Footnote
Sie werden enzymatisch aus Stärke gebildet.
92
In welche Typen können Cyclodextrine unterteilt werden?
In α-, β- und γ-Cyclodextrine
## Footnote
Abhängig von der Anzahl der Glucoseeinheiten.
93
Was ist die Hauptanwendung von β-Cyclodextrin in Lebensmitteln?
Als Zusatzstoff zugelassen (E459)
## Footnote
Es wird zur Stabilisierung von Inhaltsstoffen verwendet.
94
Was sind Polysaccharide?
Hochmolekulare Polymere aus sich wiederholenden Einheiten
## Footnote
Sie können in Monosaccharide, Disaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide unterteilt werden.
95
Nenne zwei Typen von Polysacchariden.
Homoglycane und Heteroglycane
## Footnote
Beispiele sind: *Stärke, Cellulose, Glycogen, Chitin* (Homoglycane) und *Agar, Carrageen, Gummi Arabicum* (Heteroglycane).
96
Was ist die Hauptquelle für Stärke?
Pflanzen
## Footnote
Hauptsächlich aus Mais, Maniok, Weizen und Kartoffeln.
97
Wie ist Stärke zusammengesetzt?
Aus α-D-Glucose-Einheiten, die 1→4 oder 1→6 verknüpft sind
## Footnote
Besteht aus Amylose und Amylopektin.
98
Was ist der Unterschied zwischen Amylose und Amylopektin?
Amylose ist unverzweigt und linear, während Amylopektin verzweigt ist
## Footnote
Amylopektin hat eine Mischung aus 1→4 und 1→6 Verknüpfungen.
99
Was passiert, wenn Stärkekörner in Wasser eingeweicht werden?
Sie quellen auf und nehmen etwa 30-40% an Volumen zu
## Footnote
Bei Erwärmung kommt es zu irreversiblen Veränderungen.
100
Was ist Retrogradation von Amylose?
Die Ausbildung von ungequollenen, quasi-kristallinen Strukturen
## Footnote
Diese werden als 'Resistente Stärke' bezeichnet.
101
Nenne zwei Beispiele für andere Polysaccharide.
Cellulose und Pektine
## Footnote
Diese haben verdickende oder gelierte Wirkungen.
102
Was sind die Hauptbestandteile von Pektinen?
α(1→4) verknüpfte Galacturonsäuren
## Footnote
Sie kommen in vielen Pflanzen und Obst vor.
103
Was sind die fünf Grundgeschmacksarten?
Süß, sauer, salzig, bitter, umami
## Footnote
Umami wird als 'wohlschmeckend' bezeichnet.
104
Was sind Süßstoffe?
Substanzen, die einen süßen Geschmack haben und Zucker ersetzen können
## Footnote
Beispiele sind Saccharin, Acesulfam und Aspartam.
105
Was ist die relative Süßkraft von Aspartam?
200
## Footnote
Aspartam ist weniger stabil als andere Süßstoffe.
106
Was ist die Bedeutung von Stevia rebaudiana?
Eine Pflanze, die als neuartiges Lebensmittel in der EU zugelassen wurde
## Footnote
Sie schmeckt aufgrund der enthaltenen Steviolglycoside schwach süß.
107
Was sind die Herausforderungen bei der Verwendung von Süßstoffen?
Unangenehmer Nachgeschmack, Stabilität und negative Einflüsse auf die Insulinausschüttung
## Footnote
Sie sind biologisch schwer abbaubar.
