炭水化物

分子式がC_m(CH₂O)_nでしめされる一群の化合物。炭水化物は天然にもっとも多くみられる有機化合物の一種で、光合成をおこなう緑色植物や細菌によってつくられる。これらの生物は生存と生育に必要なほかの化合物はもちろん、空気中の二酸化炭素をとりこみ、太陽エネルギーによる光合成で、炭水化物を合成している。

炭水化物はおもに糖、デンプン、デキストリン、セルロースおよびグリコーゲンなどの化合物で、人や多くの動物にとって大切な栄養素である。もっとも単純な単糖はアルデヒド基(→ アルデヒド)かケトン基(→ ケトン)をもっている。グルコースは細胞のおもなエネルギー源で、ひじょうに大切な単糖である。2つの単糖を加水分解すると二糖ができる。ショ糖、乳糖および麦芽糖は大切な二糖である。多糖にはグリコーゲン、デンプンおよびセルロースなどがあるが、これらは単糖が数十個から数百個以上つながったものである。

生物にとって、炭水化物は形態を構築する物質として、またエネルギーを貯蔵しておく物質として、基本的で重要な役割をはたしている。セルロースやヘミセルロースは植物の形態を構築している主要成分である。無脊椎(むせきつい)動物についていえば、節足動物の外骨格の主成分は多糖のキチン質である。脊椎動物の結合組織のまわりには炭水化物がふくまれ、細胞膜は多くの糖タンパクからできている。植物はデンプンのかたちで、動物はグリコーゲンのかたちでエネルギーを貯蔵し、必要なときにこれらの炭水化物を酵素で分解してエネルギーをえる。

炭水化物は織物、写真のフィルム、プラスチック製品などの製造にもつかわれる。炭水化物の一種、セルロースはビスコースレーヨン、アセテートレーヨンの原料である。ニトロセルロースすなわち硝酸セルロースは、かつては映画のフィルムにつかわれ、綿火薬、セルロイドおよび同様のプラスチック製品の製造につかわれる。デンプンは食品のほか、アラビアゴムや寒天などをつくる場合に利用される。これらはまた粘着性物質、のり製品、乳濁液すなわちエマルション製品製造にも利用されている。多糖の一種デキストランは、血漿の代用品としてもちいられる医薬品である。ヘパリンは抗血液凝固薬として利用されている炭水化物である。