Wat zijn koolhydraten

Koolhydraten zijn in te delen in verteerbare (glycemische) en onverteerbare (niet-glycemische) koolhydraten. Onder de verteerbare koolhydraten vallen de enkelvoudige suikers (monosacchariden),  dubbele suikers (disacchariden)  en  zetmeel. Zetmeel is een meervoudige suiker (polysaccharide). Zij vormen de belangrijkste energiebron voor het lichaam (1 gram levert 4 kcal (16 KJ) aan energie). De verteerbare koolhydraten worden door enzymen in de dunne darm volledige afgebroken tot monosachariden en zijn dus ook volledig beschikbaar als energiebron voor het lichaam.

De onverteerbare koolhydraten staan beter bekend als voedingsvezels. Deze kunnen niet door verteringsenzymen in de dunne darm worden afgebroken en komen dus onveranderd in de dikke darm terecht. Een deel van de vezels wordt daar alsnog afgebroken (gefermenteerd) door darmbacteriën, waarna een gedeelte van de vrijgekomen losse suikers alsnog worden opgenomen in het lichaam. Een ander deel van de vezels wordt niet gefermenteerd, maar verlaat het lichaam via de ontlasting min of meer in de staat waarin ze zijn geconsumeerd. Ze geven het lichaam dus geen energie, maar zijn wel erg belangrijk voor het functioneren van de darmen. Informatie hierover leest u in het artikel ‘Wat zijn vezels’. Voedingsvezels leveren dus veel minder energie dan verteerbare koolhydraten, namelijk gemiddeld 2 kcal (8 KJ) aan energie per gram.

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

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 de documentatie bij dit artikel 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.

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 borstplaat of 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.