8. Kohlenhydrate

Die Gruppe der Kohlenhydrate umfasst niedermolekulare sowie mittelmolekulare bis hochmolekulare, polymere Verbindungen. Kohlenhydrate werden deshalb unterteilt in Mono-, Di-, Oligo- und Polysaccharide. Chemisch betrachtet sind Kohlenhydrate mehrwertige Alkohole mit einer reaktiven Carbonylfunktion. Die Kohlenhydrate sind unter den Naturstoffen wohl mengenmäßig die bedeutendsten. Sie stehen auch in der Ernährung an erster Stelle. Kohlenhydrate sind außerdem wichtige Reservestoffe im Pflanzen- und Tierreich. Daneben stellen sie die wichtigsten Stützsubstanzen der Pflanzen dar und finden sich eingebaut in einer Reihe wichtiger Naturstoffe. Monosaccharide können je nach Milieu verschiedene Reaktionen eingehen. Durch Halbacetalringbildung aus der Carbonyl-Funktion des Monosaccharids entsteht eine sehr reaktive Hydroxylfunktion, die sog. glycosidische OH-Gruppe. Diese ist u. a. befähigt, im Sinne einer Acetalbildung mit Alkoholen und Phenolen zu Glycosiden zu reagieren. Die Maillard-Reaktion – eine Bräunungsreaktion zwischen reduzierenden Zuckern und Aminosäuren unter Hitzeeinwirkung – wird eingeleitet durch eine N-Glycosid-Bildung. Gleichzeitig werden charakteristische Aromastoffe freigesetzt, so dass der Maillard-Reaktion eine zentrale Bedeutung für die Aroma- und Farbentwicklung von erhitzten Lebensmitteln zukommt. Ebenso wie Alkohole und Phenole können auch Kohlenhydrate mit der glycosidischen Hydroxyl-Gruppe eines Zucker-Restes unter Glycosid-Bildung reagieren. Je nach Anzahl der verknüpften Reste wird dabei von Di-, Tri-, Tetra- usw. Sacchariden, allgemein von Oligosacchariden gesprochen. Hochmolekulare Kohlenhydrate sind als Reserve- und Stützsubstanzen in der Natur weit verbreitet. Sie sind nach dem gleichen Bauprinzip wie Oligosaccharide zusammengesetzt, erreichen jedoch Molekulargewichte bis über eine Million Dalton. Die wichtigsten Polysaccharide sind nur aus ein- und demselben Grundbaustein zusammengesetzt; daneben sind aber auch Polysaccharide bekannt, die sich aus mehreren verschiedenen Grundbausteinen aufbauen.