Hydrate de carbone

Définition

Un hydrate de carbone est une substance chimique d'origine organique, appelée glucide ou carbohydrate. Les hydrates de carbone sont des biomolécules composées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, dont les principales fonctions biologiques chez les êtres vivants sont de fournir une énergie immédiate et structurelle.

Des molécules d'hydrates de carbone :

Trois types d'hydrates de carbone avec un monosaccharide (du glucose), un disaccharide (du maltose) et un polysaccharide (de l'amidon).

Explications

Du point de vue biologique, le glucose et le glycogène sont les principales formes biologiques de stockage et de consommation d'énergie; la cellulose remplit une fonction structurelle en faisant partie de la paroi des cellules végétales, tandis que la chitine est le principal constituant de l'exosquelette des arthropodes.

Les hydrates de carbone peuvent subir des réactions d'estérification, d'amination, de réduction, d'oxydation, donnant à chacune des structures une propriété spécifique, telle que la solubilité.

Les saccharides sont la racine principale des principaux types d'hydrates de carbone : monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides.

Les hydrates de carbone sont aussi les sucres synthétisés par les plantes. Bien que strictement d'origine végétale, ils sont indispensables aux animaux qui les stockent dans leurs tissus sous forme de lipides et de glycogène. Pour un animal, la seule façon de se procurer ces substances consistent à manger des végétaux ou, s'il est carnivore, à manger d'autres animaux qui ont eux-mêmes consommé des végétaux. Chez l'animal, les hydrates de carbone sont transformés en glycogène qui est mis en réserve au niveau du foie. Ce glycogène représente le principal fournisseur d'énergie : ainsi, en cas de besoin, le foie et les muscles transforment le glycogène en glucose avec libération d'énergie.

On a pu montrer que la truite exige une alimentation comprenant 9 à 12 % d'hydrate de carbone. Par ailleurs, il est bien connu que des poissons ayant reçu une alimentation riche en hydrates de carbone sont plus lourds que ceux qui ne reçoivent que des protéines ! Ce poids excédentaire est dû à l'accumulation de graisses à la périphérie des organes. Une de premières conclusions de ces expériences est le danger réel (accumulation de graisses autour des organes) qui résulte d'une alimentation trop riche en hydrates de carbone. Dans le cas des poissons non herbivores, la nourriture ne doit contenir que 6 grammes d'hydrates de carbone par kilo de poisson et par jour.

Chimie

Les hydrates de carbone (souvent appelés glucides en abrégé) sont des polyhydroxyaldéhydes ou des cétones, ou des substances qui donnent de tels composés par hydrolyse. Ils sont également connus comme saccharides, un terme dérivé du mot latin saccharum pour le sucre. Les hydrates de carbone sont la classe de composés la plus abondante dans le monde biologique, représentant plus de 50 % du poids sec de la biomasse terrestre. Chaque type de nourriture que nous mangeons peut retrouver son énergie dans une plante. Les plantes utilisent du dioxyde de carbone et de l'eau pour produire du glucose, un sucre simple, dans la photosynthèse. D'autres hydrates de carbone tels que la cellulose et l'amidon sont fabriqués à partir du glucose. La lumière du soleil est absorbée par la chlorophylle et celle-ci est convertie en l'énergie nécessaire pour biosynthétiser les hydrates de carbone :

6CO₂ + 6H₂O + lumière du soleil → C₆(H₂O)₆ + 6O₂ → cellulose, amidon...

Le terme hydrate de carbone a été appliqué à l'origine aux monosaccharides, en reconnaissance du fait que leur composition empirique peut être exprimée en C_x(H₂O)_y. Des études structurales ultérieures ont révélé que ces composés n'étaient pas des hydrates, mais le terme hydrate de carbone persiste.

Les glucides sont généralement classés comme simples ou complexes. Les sucres simples, ou monosaccharides, sont des hydrates de carbone qui ne peuvent pas être convertis en sous-unités plus petites par hydrolyse. Les hydrates de carbone complexes sont constitués de deux sucres simples (disaccharides) ou plus (oligosaccharides, polysaccharides) liés entre eux par des liaisons acétal (glycosidiques) et peuvent être divisés en hydrolysant les premiers.

En rapport avec "hydrate de carbone"

• carbone

  

  Le carbone, du groupe des non-métaux, est unique dans ses propriétés chimiques parce qu'il forme un nombre de composants supérieurs au nombre résultant...

• carbone organique total

  

  Le carbone organique total (COT) est la quantité totale du carbone contenu dans un échantillon aqueux ayant une origine organique.

• cycle du carbone

  

  Le cycle du carbone est le cycle biogéochimique par lequel le carbone est échangé entre la biosphère, la pédosphère, la géosphère, l'hydrosphère...

• dioxyde de carbone

  

  Le dioxyde de carbone (CO2, gaz carbonique ou anhydride carbonique) est un gaz de carbone oxydé dont les atomes sont attirés par l'oxygène.