Karbonhidratlar genel itibari ile karbon (C), hidrojen (H) ve oksijenden (O) oluşan organik moleküllerdir. Bitkiler fotosentez yolu ile karbondioksit ve suyu kullanarak karbonhidrat üretmektedirler.
Üretilen karbonhidratların bir kısmı protein, yağ ve diğer organik bileşiklere dönüştürülürken, bir kısmı ise depo edilmek üzere polisakkarit haline getirilmektedir.
Karbonhidratlar fotosentez yapamayan organizmalar tarafından ekseriyetle enerji elde etmek amacıyla tüketilmektedir.
Gıdalarda doğal bir bileşen olarak bulunmakla birlikte bazı karbonhidratlar jelleştirici, stabilizatör ve kıvam artırıcı olarak gıdalara katılabilmektedir.
Yapıtaşları olan monosakkaritlerin genel yapı formülleri CnH2nOn şeklindedir, ancak bu formüle uymayan monosakkaritler de mevcuttur.
Karbonhidratlar için kullanılan bir diğer isim şekerlerdir. Bu isim, Yunanca “tatlı” anlamına gelen “gluco” kelimesinden gelmektedir.
Karbonhidratların Sınıflandırılması
Karbonhidratlar boyutlarına göre;
1. Monosakkaritler,
2. Disakkaritler,
3. Polisakkaritler olmak üzere 3 gruba ayrılmaktadır.
Karbonhidratların en küçük yapıtaşları monosakkaritlerdir. Disakkaritler iki monosakkaritin birleşmesi sonucu oluşan karbonhidratlardır. Polisakkaritler daha yüksek sayıda monosakkaritin birleşmesi sonucu oluşan karbonhidratlardır.
Oligosakkarit terimi bazı kaynaklarda 2-10 adet monosakkaritten oluşan; bazı kaynaklarda ise 2-20 adet monosakkaritten oluşan karbonhidratlar için kullanılmaktadır.
1. Monosakkaritler
Monosakkaritler karbonhidratların en küçük yapıtaşlarıdır. Monosakkaritler parçalandığında daha küçük yapıda bir karbonhidrat oluşmamaktadır.
Genel olarak dallanmamış tek sıra karbon zincirinden oluşmaktadır. Zincir uzunlukları genellikle 2 ve 8 karbon arasında değişmektedir.
Zincirdeki karbonlardan birine oksijen çift bağ ile bağlanmaktadır (C=O). Diğer karbonlara ise –OH grubu bağlıdır.
Eğer, oksijene çift bağ ile bağlanmış olan karbon, zincirin uç kısmında ise bu tür monosakkaritlere “aldoz”; çift bağlı karbon zincirin uç kısımlarında bulunmayıp diğer sıralarda bulunuyor ise bu tür monosakkaritlere “ketoz” denilmektedir.
Örneğin, glukoz bir aldoz iken fruktoz bir ketozdur. Bundan dolayı, iki bileşiğin kapalı formülleri aynı iken (C6H12O6) yapıları, fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirlerinden farklıdır.
Bununla birlikte monosakkaritler zincir uzunluklarındaki karbon sayılarına göre de adlandırılmaktadır. Kısaca değinmek gerekirse;
- 3 karbonlu monosakkaritler “trioz”; gliseraldehit ve dihidroksiaseton birer triozdur.
- 4 karbonlu monosakkaritler “tetroz”; eritroz ve eritruloz birer tetrozdur.
- 5 karbonlu monosakkaritler “pentoz”; riboz, ribüloz, arabinoz ve ksiloz birer pentozdur.
- 6 karbonlu monosakkaritler “heksoz”; glukoz, fruktoz, galaktoz, mannoz ve sorboz birer heksozdur.
Monosakkaritlerin molekül yapısı ve monosakkaritlerde izomerlik konuları oldukça detaylı konulardır. Bu yüzden bu konular ayrı bir makalede ayrıntılı şekilde anlatılmıştır. Esasen, karbonhidratlar konusunun tam olarak anlaşılabilmesi için Monosakkaritlerde Halka Yapısı, Konformasyon ve İzomerlik başlıklı makalenin de muhakkak okunmasını tavsiye ederim.
Bazı önemli monosakkaritler;
Riboz; Nükleotidler, nükleik asitler, B2 vitamininin ve enzimlerin yapısında yer almaktadırlar. Ribozun bir türevi olan 2-deoksiriboz, DNA’nın yapısında bulunmaktadır.
Arabinoz; Gıda katkı maddesi olarak kullanılan gamların yapıtaşlarındandır. Elma, incir, greyfurt ve bazı üzüm çeşitlerinde bulunmaktadır.
Glukoz (Dekstroz, kan şekeri, üzüm şekeri); Doğada en yaygın bulunan monosakkarittir. Serbest halde olgun meyvelerde, balda ve kanda bulunmaktadır. Bunun dışında ekseriyetle disakkaritlerin ve polisakkaritlerin yapısında bulunmaktadırlar.
Fruktoz (Levüloz, meyve şekeri); Tatlı meyvelerde ve balda serbest halde bulunmaktadır. Bütün karbonhidratlar arasında en yüksek tatlılık derecesine sahip karbonhidrattır. Fruktozun bağırsaklardan emilimi glukoza göre daha yavaştır.
Galaktoz: Doğada serbest halde bulunmamaktadır; disakkaritlerin ve polisakkaritlerin yapılarında bulunmaktadır. En önemli kaynağı laktoz içeren süt ve süt ürünleridir. Galaktoz, beyin ve sinir hücrelerinde bulunan galaktolipitlerin yapıtaşıdır.
Mannoz; Doğada serbest halde bulunmamaktadır. Hayvansal dokularda glikolipit, glikoprotein ve serum albuminlerinin yapıtaşıdır.
2. Disakkaritler
İki monosakkaritin glikozidik bağ kurması sonucu oluşan karbonhidratlardır. Vücutta doğrudan kullanılamazlar; sindirim sisteminde monomerlerine parçalanırlar ve oluşan monosakkaritler bağırsaklarda emilir.
Bazı önemli disakkaritler;
Sakkaroz (Çay şekeri); Sakkaroz bir glikoz ve bir fruktoz molekülünden oluşmaktadır. Sakkaroz bütün bitkilerde bulunmaktadır, ancak ticari amaçla kullanılmaya uygun miktar şeker pancarı ve şeker kamışında bulunmaktadır.
Çay şekeri ve sofralık olarak kullandığımız toz şeker şeker kamışı ve şeker pancarının rafine edilmesi sonucu elde edilen sakkaroz kristallerinden ibarettir.
Laktoz (Süt şekeri); Doğada sadece sütün yapısında bulunmaktadır. Bir molekül glikoz ve bir molekül galaktozun birleşmesi sonucu oluşmaktadır.
Laktoz, sindirim sisteminde laktaz enzimi tarafından parçalanarak glikoz ve galaktoza ayrılır. Sindirim sisteminde laktaz enziminin bulunmaması veya çok az bulunması laktozun sindirilememesine sebebiyet vermektedir.
Bu durum “laktoz intoleransı” denilen ve karında şişkinlik, ağrı, kramp, gaz ve diare şeklinde kendini gösteren rahatsızlığa neden olmaktadır.
Maltoz: Doğada serbest halde pek bulunmayıp, genellikle nişastanın hidrolizi sonucu elde edilen bir disakkarittir. Yapısında iki glukoz molekülü bulunmaktadır.
3. Polisakkaritler
Çok sayıda monosakkaritin birleşmesi sonucu oluşan yapılara polisakkarit denilmektedir. 20 adet monosakkaritten oluşan polisakkaritler olduğu gibi, 15.000 adet monosakkaritin birleşmesi ile oluşan polisakkaritler de mevcuttur. Polisakkaritlerin geneli 200-3.000 adet monosakkarit içermektedir.
Bazı önemli polisakkaritler;
Nişasta; Bitkilerin enerji depolamak amacıyla ürettikleri nişasta genellikle tohum, meyve, kök gibi yapılarda yüksek oranda bulunmaktadır.
Nişasta önemli bir enerji kaynağı olmasının yanı sıra, gıda sanayinde jelleştirme ve kıvam artırıcı gibi özelliklerinden ötürü gıda katkı maddesi olarak da kullanılmaktadır.
Nişastanın içerisinde yapıtaşı olarak sadece glukoz bulunmakla birlikte, glukoz zincirleri düz zincir (amiloz) ve dallanmış zincir (amilopektin) olmak üzere 2 farklı şekilde bulunmaktadır.
Nişastanın yapısında bulunan glukoz sayısı hangi bitki tarafından üretildiğine göre değişiklik göstermektedir; doğada 3 milyon glukozdan oluşan nişasta molekülü üreten bitkiler de bulunmaktadır.
Glikojen; Hayvansal dokularda ve insan dokusunda enerji depolamak amacıyla üretilen glukozdan oluşan polisakkaritlerdir. Bitkisel gıdalarda bulunmamaktadır. Tüketilen etlerde yok denecek seviyede iken karaciğerde yaklaşık %6 oranında bulunabilmektedir.
Selüloz; Bitkilerde hücre duvarlarının yapısında bulunan selüloz çok yüksek sayıda glukozdan oluşmaktadır. İnsan beslenmesindeki önemi selülozun sindirilememesi; ancak çok iyi bir diyet lifi olmasından ileri gelmektedir. (Ekmek çeşitlerinin nişasta ve diyet lifi içerikleriyle ilgili daha detaylı bilgi için bkz. Dünya Ekmek Atlası; Çeşitleri, Besleyiciliği ve Kültürü)
Diğer taraftan kâğıdın ham maddesi olup sanayide çok yüksek kullanım oranına sahiptir.
Kaynakça
Saldamlı, İ. (Ed.). (2021). Gıda Kimyası. Hacettepe Üniversitesi Yayınları.
Bilişli, A. (2012). Gıda Kimyası. Sidas Medya.
Gökalp, H. Y., Nas, S., & Certel, M. (2002). Biyokimya-I: Temel Yapılar ve Kavramlar. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi.
Aksoy, M. (Ed.). (2022). Beslenme Biyokimyası (7. baskı). Ankara Nobel Tıp Kitabevleri.
Alberts, B., Hopkin, K., Johnson, A. D., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2023). Essential Cell Biology (6th ed.). W. W. Norton & Company.
Raymond, J. L., & Morrow, K. (2023). Krause ve Mahan Besin ve Beslenme Bakım Süreci (16. baskı; G. Akbulut, Çev. Ed.). Nobel Tıp Kitabevleri.
International Union of Pure and Applied Chemistry. (2025). Carbohydrates. IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book) (5th ed.; online version 5.0.0). IUPAC.
Bu yazıyı da okumak isteyebilirsiniz; Karbonhidratlar; Vücuttaki Görevleri, Önemi ve Günlük İhtiyaç
Halil İbrahim Akgül
Halil Ibrahim Akgul, Ph.D., is an Assistant Professor of Food Engineering at Bayburt University, where he works in the Division of Food Sciences within the Faculty of Engineering. He received his B.Sc. in Food Engineering from Akdeniz University in 2010, followed by an M.Sc. and a Ph.D. in Food Engineering from Atatürk University in 2015 and 2020, respectively. His formally recognised academic fields are Food Sciences and Engineering, Food Technologies, Dairy and Dairy Products Technology, and Food Microbiology.
Dr. Akgul has more than fifteen years of professional, research, and academic experience in food science. Between 2011 and 2013, he worked as the food engineer responsible for operations at the Pilot Dairy and Bread Factory of Atatürk University’s Directorate of Agricultural Enterprises. This industrial experience, combined with his subsequent academic research, gave him extensive practical and scientific knowledge of milk processing, dairy production, food quality, hygiene, and product development.
His research is primarily focused on milk and dairy products, dairy microbiology, starter cultures, lactic acid bacteria, exopolysaccharides, butter technology, and the physicochemical, microbiological, sensory, and nutritional properties of foods. His studies have examined the quality and fatty-acid composition of traditional butter, aroma formation in butter produced with different starter cultures, raw-milk quality, the characterisation and antioxidant activity of bacterial exopolysaccharides, traditional dairy products such as çökelek and karın kaymağı, colostrum powder, and the use of fruit-derived ingredients in ice cream production.
His academic record includes peer-reviewed research articles published in national and international journals, including Mljekarstvo, Acta Scientiarum Technology, the Journal of Food Safety and Food Quality, the International Journal of Food Engineering, the Atatürk University Journal of Agricultural Faculty, and ATA Food Journal. Four of the research articles currently listed in his university profile were published in SCI-Expanded-indexed journals. He has also contributed to twelve national and international conference papers and presentations covering dairy products, food microbiology, butter quality, fatty-acid composition, starter cultures, exopolysaccharide-producing bacteria, colostrum, traditional foods, and functional ice-cream formulations.
Dr. Akgul has participated as a researcher or adviser in eleven completed scientific and applied research projects. These projects have addressed the modernisation of pilot dairy-processing facilities; the production and quality characteristics of colostrum powder; the physicochemical and microbiological quality of butter and raw milk; the identification of exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria; the development and production optimisation of starter cultures for mould-ripened cheese; the standardisation of traditional dairy products; and the use of sloe berry and persimmon fibre in ice-cream production.
His teaching experience spans undergraduate, associate-degree, and graduate education. The courses he has taught include Food Chemistry, Analytical Chemistry, General Chemistry, Organic Chemistry, Fermented Dairy Products Technology, Butter Production and Processing Technology, Healthy Living and Nutrition, Organic Agriculture and Food, Popular Science, Digital Literacy, and Information Technologies. Through these courses, he combines fundamental food chemistry and engineering principles with dairy technology, nutrition, scientific literacy, and the practical communication of scientific knowledge.
He is the founder and Editor-in-Chief of Gıda ve Sağlık, a multilingual digital publication devoted to food, nutrition, health, food chemistry, food microbiology, and culinary science. Through this platform, he draws upon his academic background, teaching experience, research activity, and practical knowledge of food production to present scientifically grounded information in a detailed and accessible form for an international readership.