Scheikunde 5 - Les 1

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 3

Scheikunde 5 - Les 1

Weekplanning

Wk 1: Koolhydraten: opbouw en soorten

Wk 2: Koolhydraten: effect op het lichaam

Wk 3: Eiwitten: bouwstenen van het lichaam

Wk 4: Vetten: opbouw en structuur

Wk 5: Vetten: effect op gezondheid & Toepassing in leefstijladvies

Leerdoelen

Jij:

- kunt uitleggen hoe koolhydraten scheikundig zijn opgebouwd;

- kunt het verschil uitleggen tussen mono , di en polysachariden;

- kunt voorbeelden van koolhydraten in voeding benoemen.

Wat hebben deze producten
met elkaar gemeen?

Introductie vraag, bruggetje naar de verschillende koolhydraten die we gaan behandelen.

Nieuwsartikel: Er wordt veel informatie gedeeld over koolhydraten, maar wat klopt? En wat niet? 

hiervoor is het handig om meer te weten over de bouw van een koolhydraat, dit zorgt ervoor dat je goed kunt uitleggen en beargumenteren waarom een koolhydraat wel of niet makkelijk verteerd en/of opgenomen wordt.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Opbouw van koolhydraten.
• Koolhydraat-estafette.
• Klassikale uitleg: Soorten koolhydraten.
• Voedingsmiddelen sorteren.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Waaruit bestaan koolhydraten?

Koolhydraten - bouwstenen

• Koolstof (C)
• Waterstof (H)
• Zuurstof (O)

Hoeveel koolstofatomen zitten er in één glucosemolecuul?

Hoe kun je koolhydraten indelen?

Indeling van koolhydraten

• Indeling op basis van scheikundige structuur.
• Indeling op basis van herkomst.
• Indeling op basis van verteerbaarheid. 

Deze lessenserie focus op de indeling op basis van scheikundige structuur.

Ook op basis van herkomst (natuurlijk, toegevoegd) en op basis van verteerbaarheid.

Indeling van koolhydraten

Teken op bord:

🟦 = één glucosemolecuul

Laat zien:

🟦 = monosacharide

🟦 + 🟦 = disacharide

🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 = oligosacharide

🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 = polysacharide

Koppel direct aan voedingsvoorbeelden.

Glycosidische binding

• Twee suikers koppelen aan elkaar;
• Daarbij ontstaat een glycosidische binding;
• Er komt water vrij (condensatiereactie).

De monosachariden zijn via een zuurstofbrug met elkaar verbonden. Deze verbinding heet een glycosidische binding. Tijdens de vertering wordt deze binding verbroken, zodat de losse monosachariden kunnen worden opgenomen in de darm.

Scheikundig weetje:

Wanneer twee monosachariden aan elkaar gekoppeld worden, ontstaat een glycosidische binding. Hierbij worden een H-atoom en OH-groep afgesplitst. Samen vormen deze H2O (water). Het overblijvende zuurstofatoom vormt vervolgens een zuurstofbrug tussen beide suikermoleculen. Dit type reactie heeft een condensatiereactie. 

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Opbouw van koolhydraten.
• Koolhydraat-estafette.
• Klassikale uitleg: Soorten koolhydraten.
• Voedingsmiddelen sorteren.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Koolhydraat-estafette

Jullie gaan in de slag om koolhydraten te categoriseren. 

Wat is de bedoeling?

1. Leg de koolhydraten in de juiste categorie;
2. Koppel het voedingsmiddel aan het juiste soort koolhydraat.

De snelste wint!

Materialen

Kaartjes met:

Monosachariden

glucose

fructose

galactose

Disachariden

lactose

maltose

sacharose

Polysachariden

zetmeel

glycogeen

cellulose

Voedingsmiddelen

appel

melk

suiker

aardappel

brood

honing

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Opbouw van koolhydraten.
• Koolhydraat-estafette.
• Klassikale uitleg: Soorten koolhydraten.
• Voedingsmiddelen sorteren.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Soorten koolhydraten

Neem deze tabel over en vul tijdens de les aan.

Soort

Aantal suikereenheden

Voorbeeld

Voeding

Eigenschappen

Monosachariden - Bouw 

• Bestaan uit één suikermolecuul. 
• Kleinste koolhydraten.
• Kunnen direct door het lichaam worden opgenomen.
• Keten van koolstofatomen.
• Meerdere OH-groepen.
• Water oplosbaar.

Monosachariden bestaan uit één suikermolecuul. Dit zijn de kleinste koolhydraten en ze kunnen direct door het lichaam worden opgenomen.

In deze structuur zie je:

• een keten van koolstofatomen;

• meerdere OH-groepen (alcoholgroepen).

Dit maakt glucose goed oplosbaar in water. In het lichaam komt glucose vaak voor in een ringstructuur, wat belangrijk is voor reacties in cellen.

Welke monosachariden
ken jij?

glucose

fructose

galactose.

Monosachariden - Soorten

• Glucose.
• Fructose.
• Galactose. 

Glucose (druivensuiker)

Komt van nature voor in:

• Fruit (bijv. druiven, banaan)
• Groenten
• Honing

Belangrijk: glucose zit dus in veel voedingsmiddelen, direct of indirect (omzetting vanuit zetmeel).

Fructose (vruchtensuiker)

Komt van nature voor in:

• Fruit (bijv. appel, peer, mango)
• Honing
• In kleinere hoeveelheden in groente 

Fructose is de zoetste natuurlijke suiker en typisch voor fruit.

Galactose

Komt van nature voor in:

• Melk en zuivel (bijv. melk, yoghurt, kaas)

Het zit meestal niet los, maar als onderdeel van: Lactose (melksuiker = glucose + galactose)

Monosachariden - Eigenschappen

• Goed oplosbaar in water.
• Snel beschikbaar in het lichaam.
• Zoete smaak.
• Bruinkleuring bij verhitting.
• Conservering. 

1. Goed oplosbaar in water

Monosachariden (zoals glucose en fructose) zijn zeer goed oplosbaar in water.

Dit komt door de chemische structuur:

• ze bevatten veel OH-groepen (hydroxylgroepen);
• deze groepen zijn polair en kunnen waterstofbruggen vormen met water.

Gevolg:

• suikers mengen makkelijk met water (bijv. in bloed, vruchtensap);
• ze zijn direct beschikbaar voor transport in het lichaam.

2. Snel beschikbaar in het lichaam

Monosachariden bestaan uit één suikermolecuul en hoeven niet eerst te worden afgebroken.

Hierdoor:

• worden ze direct opgenomen in de dunne darm;
• komen ze snel in het bloed;
• leveren ze snelle energie (ATP-productie).

Dit verklaart waarom glucose de belangrijkste directe energiebron is voor cellen (vooral hersenen en spieren). 

3. Zoete smaak

Monosachariden hebben een zoete smaak, maar niet allemaal even sterk:

• fructose → zeer zoet
• glucose → minder zoet

Dit verschil komt door:

kleine verschillen in molecuulstructuur;

de manier waarop ze binden aan smaakreceptoren op de tong.

4. Bruinkleuring bij verhitting

Monosachariden kunnen zorgen voor bruinkleuring bij verhitting via twee belangrijke processen:

a. Maillardreactie

reactie tussen suiker + aminozuren bij verhitting;

zorgt voor:

• bruine kleur
• geur en smaak (bijv. broodkorst, vlees)

Dit gebeurt vooral bij temperaturen boven ±140 °C. 

b. Karamellisatie

afbraak van suiker bij hoge temperatuur;

zonder eiwitten;

zorgt voor zoete, karamelachtige smaak.

niet alle koolhydraten reageren even snel → monosachariden reageren vaak sneller.

5. Conservering

Suikers (waaronder monosachariden) kunnen helpen bij het langer houdbaar maken van voedsel.

Dit werkt via waterbinding:

suikermoleculen binden water;

er blijft minder “vrij water” over;

micro-organismen kunnen minder goed groeien.

Gevolg:

producten zoals jam blijven langer goed.

Het principe: lage wateractiviteit = minder groei van bacteriën en schimmels

Disachariden - Bouw 

• Bestaan uit twee aan elkaar
  gekoppelde monosachariden. 
• Glycosidische binding.
• Voor opname eerst afbraak
  tot losse monosachariden.

Disachariden bestaan uit twee monosachariden die aan elkaar gekoppeld zijn. Deze koppeling heet een glycosidische binding. Voor opname moet een disacharide eerst worden afgebroken tot losse monosachariden.

De O stelt de glycosidische binding voor. Deze binding moet tijdens de vertering worden verbroken.

Welke disachariden
ken jij?

glucose

fructose

galactose.

Disachariden - Soorten

• Sacharose (sucrose).
• Lactose.
• Maltose.

Sucrose (sacharose / tafelsuiker)

Komt van nature voor in:

• Suikerbiet en suikerriet
• Fruit (bijv. banaan, ananas, mango)
• Sommige groenten (bijv. wortel, mais)
• Honing 

Vaak ook toegevoegd aan producten zoals koek, snoep en frisdrank.

Lactose (melksuiker)

Komt van nature voor in:

• Melk (koemelk, geitenmelk, moedermelk)
• Zuivelproducten (bijv. yoghurt, vla, ijs) 

Dit is de enige belangrijke suiker uit dierlijke producten.

Maltose (moutsuiker)

Komt van nature voor in:

• Kiemende granen (bijv. gerst)
• Producten van granen (bijv. mout, bier)
• Ontstaat ook bij afbraak van zetmeel 

Minder vaak los in voeding aanwezig dan sucrose en lactose.

Disachariden - Eigenschappen

• Goed oplosbaar in water.
• Snel beschikbaar in het lichaam.
• Zoete smaak.
• Bruinkleuring bij verhitting.
• Conservering. 

1. Goed oplosbaar in water

Disachariden (zoals sucrose, lactose en maltose) lossen goed op in water.

Dit komt doordat ze, net als monosachariden, veel OH‑groepen bevatten.

Deze groepen vormen waterstofbruggen met water.

Gevolg: disachariden lossen goed op in bijvoorbeeld thee, melk of deeg;

ze kunnen makkelijk worden verdeeld in een product.

2. Snel beschikbaar in het lichaam

Disachariden moeten eerst worden afgebroken tot monosachariden voordat ze worden opgenomen.

Dit gebeurt met enzymen in de dunne darm:

sucrose → glucose + fructose

lactose → glucose + galactose

maltose → 2 × glucose

Gevolg: 

ze leveren relatief snelle energie, maar iets langzamer dan monosachariden;

ze veroorzaken een redelijk snelle stijging van de bloedsuiker.

3. Zoete smaak

Disachariden hebben een duidelijke zoete smaak.

• Sucrose → standaard zoetheid (referentie)
• Lactose → minder zoet
• Maltose → matig zoet

Dit verschil komt door:

• structuur (binding tussen suikers);
• interactie met smaakreceptoren.

4. Bruinkleuring bij verhitting

Disachariden kunnen zorgen voor bruinkleuring in voeding, maar dit werkt iets anders dan bij monosachariden:

a. Eerst splitsen

disachariden worden vaak eerst afgebroken tot monosachariden;

deze reageren vervolgens verder.

b. Maillardreactie

reactie tussen suiker + eiwit → bruine kleur en smaak

belangrijk bij:

broodkorst

koekjes

gebakken producten

c. Karamellisatie

vooral bij sucrose bij hoge temperatuur;

zorgt voor:

bruine kleur

karamelsmaak

Belangrijk verschil met monosachariden:

disachariden reageren vaak iets minder direct, omdat ze eerst gesplitst moeten worden.

5. Conservering

Disachariden (vooral sucrose) spelen een grote rol bij conservering.

Werking:

suiker bindt water;

er blijft minder vrij water beschikbaar;

micro-organismen kunnen minder groeien.

Gevolg: langere houdbaarheid van producten zoals:

• jam
• stroop
• zoete desserts

Oligosachariden - Bouw 

• Korte ketens van monosachariden.
• 3 - 10 monosachariden.
• Glycosidische binding.

Naast mono , di en polysachariden bestaat er nog een tussengroep: oligosachariden.

Oligosachariden bestaan uit korte ketens van suikermoleculen, meestal 3 tot 10 monosachariden die aan elkaar gekoppeld zijn. Net als bij andere koolhydraten zijn deze suikermoleculen met elkaar verbonden door glycosidische bindingen.

Welke oligosachariden
ken jij?

glucose

fructose

galactose.

Oligosachariden - Soorten

• Galacto-oligoschachariden (GOS).
• Fructo-oligoschariden (FOS).

FOS (fructo-oligosachariden)

Komt van nature vooral voor in plantaardige producten:

• Ui, knoflook, prei
• Asperges
• Banaan
• Cichoreiwortel (zeer rijk)

FOS zit dus vooral in groenten en planten met vezels.

GOS (galacto-oligosachariden)

Komt van nature voor in:

• Peulvruchten (bijv. bonen, linzen, kikkererwten)
• Noten (bijv. cashewnoten, pistachenoten)
• Kleine hoeveelheden in zuivel (melk, yoghurt)
• Moedermelk (belangrijke bron voor baby’s)

GOS zit vooral in peulvruchten en (in mindere mate) dierlijke voeding.

Oligosachariden -Eigenschappen

• Goed oplosbaar in water.
• Niet of nauwelijks verteerbaar.
• Fermenteerbaar in de dikke darm.
• Prebiotische werking.
• Licht zoete smaak.

1. Goed oplosbaar in water

Oligosachariden bevatten, net als andere koolhydraten, veel OH‑groepen.

Daardoor zijn ze goed oplosbaar in water. 

Gevolg: ze komen makkelijk voor in vloeibare producten (bijv. dranken, vezelrijke voeding);

ze kunnen goed verdeeld worden in voedingsmiddelen.

2. Niet of nauwelijks verteerbaar

Het lichaam heeft geen enzymen om oligosachariden af te breken.

Ze worden dus niet opgenomen in de dunne darm. 

Gevolg: 

ze leveren weinig directe energie;

ze komen vrijwel intact in de dikke darm terecht.

3. Fermenteerbaar in de dikke darm

In de dikke darm worden ze afgebroken (gefermenteerd) door bacteriën.

Daarbij ontstaan o.a. korteketenvetzuren. 

Gevolg: voeding voor darmbacteriën (prebiotisch effect);

kan ook gasvorming geven (bijv. bij bonen).

4. Prebiotische werking

Oligosachariden werken als prebiotica:

ze stimuleren de groei van goede bacteriën (bijv. bifidobacteriën). 

Gevolg: 

ondersteunen de darmgezondheid;

dragen bij aan een gezonde darmflora.

5. Licht zoete smaak

Oligosachariden hebben vaak een lichte zoetheid, maar minder dan gewone suikers. 

Gevolg: 

worden soms gebruikt als suikervervanger in voeding;

voegen smaak toe zonder grote invloed op bloedsuiker.

6. Langzame energie / weinig invloed op bloedsuiker

Omdat ze niet of pas laat worden afgebroken:

geven ze geen snelle stijging van de bloedsuiker;

leveren ze weinig directe energie. 

Polysachariden - Bouw 

• Lange ketens van monosachariden.
• Meestal ketens van glucose.
• 10 of meer monosachariden.
• Glycosidische binding.

Polysachariden bestaan uit lange ketens van monosachariden, meestal glucose. Ze zijn veel groter dan mono , di- en oligosachariden. De ketens bestaan uit tenminste 10 monosachariden die aan elkaar gekoppeld zijn.

Welke polysachariden
ken jij?

glucose

fructose

galactose.

Polysachariden - Soorten

• Zetmeel.
• Vezels.
• Glycogeen.

1. Zetmeel

Komt voor in planten (voeding)

• Aardappelen
• Granen (tarwe, rijst, maïs)
• Brood, pasta
• Peulvruchten (bonen, linzen) 

Belangrijk:

Zetmeel is de energievoorraad van planten

Vooral aanwezig in:

• knollen (aardappel)
• zaden (granen)

2. Voedingsvezels

Komt alleen voor in planten (voeding)

• Volkoren producten
• Groenten (bijv. broccoli, kool)
• Fruit (bijv. appel, peer)
• Peulvruchten
• Noten en zaden 

Belangrijk:

Vezels zitten in de celwand van planten 

Worden niet verteerd door de mens

Wel belangrijk voor de darmwerking

3. Glycogeen

Komt voor in dieren en mensen (niet in planten)

In het lichaam:

Lever

Spieren 

Belangrijk: 

Glycogeen is de energievoorraad van dieren/mensen

Komt nauwelijks voor in voeding (want wordt na slachten snel afgebroken)

Polysachariden - Eigenschappen

• Minder goed oplosbaar in water.
• Geen zoete smaak.
• Stevigheid.
• Binding.

1. Minder goed oplosbaar in water

Polysachariden bestaan uit lange ketens van suikermoleculen. Hierdoor zijn ze vaak:

minder goed oplosbaar in water dan mono- en disachariden; 

soms zelfs bijna onoplosbaar (bijv. cellulose).

Gevolg:

ze lossen niet snel op in water;

ze geven structuur in plaats van zoetheid.

Nuance:

sommige polysachariden (bijv. pectine, zetmeel bij verwarmen) kunnen wel water opnemen en gel vormen.

2. Geen zoete smaak

Polysachariden hebben geen zoete smaak.

Dit komt doordat hun grote structuur niet goed past op zoetreceptoren;

ze worden daardoor niet als “zoet” waargenomen. 

Gevolg:

producten zoals brood, aardappelen en rijst smaken niet zoet;

terwijl ze wel koolhydraten bevatten.

3. Stevigheid (structuur)

Veel polysachariden zorgen voor stevigheid en structuur in voeding.

Voorbeeld:

cellulose → geeft stevigheid aan plantencellen; 

Gevolg in voeding:

groenten en fruit blijven stevig;

vezels geven “bite” aan voedsel.

Kerninzicht:

Polysachariden zijn vaak bouwstoffen (structuur) en niet alleen energie.

4. Binding (verdikken en gelvorming)

Polysachariden kunnen water vasthouden en binden.

ze nemen water op;

zwellen op;

vormen een gel of dikke structuur.

Voorbeelden:

zetmeel verdikt saus bij verhitten;

pectine zorgt voor gelvorming in jam.

Gevolg:

belangrijke functie in de voedingsindustrie:

• verdikkingsmiddel
• bindmiddel
• stabilisator

Zetmeel

• Twee verschillende polysachariden: Amylose en amylopectine.

Amylose	Amylopectine
- Lange, rechte ketens van glucosemoleculen. - De keten is onvertakt. - Amylose is compact en wordt het langzamer verteerd. - Glucose komt geleidelijk vrij tijdens de vertering. - Langzamere stijging van de bloedsuikerspiegel.	- Vertakte ketens van glucosemoleculen: - Beter toegankelijk voor verteringsenzymen. - Het lichaam kan amylopectine sneller afbreken dan amylose. - Dit leidt tot een snellere stijging van de bloedsuikerspiegel.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Opbouw van koolhydraten.
• Koolhydraat-estafette.
• Klassikale uitleg: Soorten koolhydraten.
• Voedingsmiddelen sorteren.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Voedingsmiddelen sorteren

Je krijgt 15 voedingsproducten op kaartjes. 

Plaats de producten op een flap onder:

• Vooral monosachariden.
• Vooral disachariden.
• Vooral oligosachariden.
• Vooral polysachariden.

Groepen krijgen 15 voedingsproducten op kaartjes.

Voorbeelden:

banaan

appel

melk

yoghurt

suikerklontje

honing

witte rijst

volkorenbrood

aardappelen

kikkererwten

ui

prei

pasta

jam

ontbijtkoek

Vraag

Plaats de producten op een flap onder:

vooral mono-

vooral di-

vooral oligo-

vooral polysachariden

Nabespreking

Bespreek dat veel voedingsmiddelen meerdere soorten koolhydraten bevatten.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Opbouw van koolhydraten.
• Koolhydraat-estafette.
• Klassikale uitleg: Soorten koolhydraten.
• Voedingsmiddelen sorteren.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.

Maak opdracht 4 + 5 uit lesopdracht 1.

Opdracht 1 t/m 3 zijn gericht op herhaling. 

Deze gehele lesopdracht vormt een samenvatting van deze les.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Opbouw van koolhydraten.
• Koolhydraat-estafette.
• Klassikale uitleg: Soorten koolhydraten.
• Voedingsmiddelen sorteren.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Waaruit bestaan koolhydraten?

1. C, H en O
2. C, N en O
3. H en O

Lactose bestaat uit:

1. 1 suikermolecuul
2. 2 suikermoleculen
3. 3-9 suikermoleculen
4. meer dan 10 suikermoleculen

Zetmeel is een:

1. Monosacharide
2. Disacharide
3. Oligosacharide
4. Polysacharide

Wat gebeurt er tijdens de vorming van een glycosidische binding?

1. Twee monosachariden worden aan elkaar gekoppeld waarbij zuurstof wordt opgenomen.
2. Twee monosachariden worden aan elkaar gekoppeld waarbij een watermolecuul vrijkomt.
3. Een monosacharide wordt afgebroken tot twee kleinere suikers.

Leerdoelen

Jij:

- kunt uitleggen hoe koolhydraten scheikundig zijn opgebouwd;

- kunt het verschil uitleggen tussen mono , di en polysachariden;

- kunt voorbeelden van koolhydraten in voeding benoemen.