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CARBOHIDRATOS
Normalmente se los encuentra en las partes estructurales de los vegetales y también en los tejidos animales, como glucosa o glucógeno.
Estos sirven como fuente de energía para todas las actividades celulares vitales.
Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes de la biosfera y a su vez los más diversos.
Clasificación de los hidratos de
carbono:
1.-Carbohidratos simples: son los
monosacáridos, entre los cuales podemos
mencionar a la glucosa y la fructosa que son los
responsables del sabor dulce de muchos frutos.
Con estos azúcares sencillos se debe tener
cuidado ya que tienen atractivo sabor y el
organismo los absorbe rápidamente. Su
absorción induce a que nuestro organismo
secrete la hormona insulina que estimula el
apetito y favorece los depósitos de grasa.
2.-Carbohidratos complejos:
son los polisacáridos; formas complejas
de múltiples moléculas. Entre ellos se
encuentran la celulosa que forma la pared
y el sostén de los vegetales; el almidón
presente en tubérculos como la patata y el
glucógeno en los músculos e hígado de
animales.
• Funciones de los carbohidratos
Las funciones que los glúcidos cumplen en el organismo son, energéticas, ahorro de proteínas, regulan el metabolismo de las grasas y estructural.
a- Energeticamente, los carbohidratos aportan 4KCal por gramo de peso seco
b.-Estructuralmente, los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable aporte.
• La principal función de los carbohidratos es proveer energía al cuerpo, especialmente al cerebro y al sistema nervioso. El organismo transforma los almidones y azúcares en glucosa.
• Las necesidades del organismo son cubiertas por la alimentación. Las carbohidratos pueden ser absorbidos directamente en el intestino, sin necesidad de ser degradados. Una vez absorbidos pasan al hígado que es capaz de almacenarlos en forma de glucógeno. Luego es transformado continuamente en glucosa que pasa a la sangre y que es consumida por todas las células del organismo.
PROPIEDADES FUNCIONALES
1.-Fermentación:
El proceso de fermentación es producido por acción de las enzimas cambios químicos en las sustancias orgánica. Este proceso es el que se utiliza principalmente para la elaboración de los distintos tipos de cervezas y para el proceso de elaboración de los distintos vinos
En el caso de las cervezas, el ciclo de fermentación depende del lugar donde esta se produzca, variando para los casos del tipo fabricado en Alemania, Belgica, Inglaterra, Estados Unidos, Brasil o el pais de origen que fuera. En estos casos se divide comunmente el proceso en tres etapas. La primera de molienda, la segunda de hervor y la tercera de fermentación. Aunque al proceso completo se le conozca como fermentación, esto se debe a las diferencias entre las distintas hablas y lenguas. En inglés este proceso es mejor diferenciado para cervezas como Brew y para vinos como fermentation que es como es reconocido en lengua hispana.
• 2.- Edulcorantes:
El azúcar tiene el mismo efecto sobre la glucosa en la sangre que otros carbohidratos, como el pan o la papa. Caloría por caloría, el azúcar eleva el nivel de glucosa en la sangre en forma similar a otros carbohidratos. En la actualidad, los expertos coinciden en que se pueden consumir alimentos con azúcar siempre que se los considere en el plan de alimentación de igual manera que cualquier otro alimento que contenga carbohidratos. Las mismas pautas se aplican a otros edulcorantes con contenido calórico, como azúcar negra, miel y melaza.
Indudablemente, la mayoría de los dulces y los postres no aportan las vitaminas y los minerales importantes que se encuentran en los alimentos más saludables; por ese motivo, asegúrese de seguir consumiendo los nutrientes que necesita. Muchos dulces, además de contener carbohidratos, poseen también un alto contenido de calorías y grasas.
• Azúcar y otros edulcorantes con contenido calórico, como miel, azúcar negra, melaza, fructosa, azúcar de caña y azúcar impalpable.
• Edulcorantes de contenido calórico reducido como eritritol, hidrolizados de almidón hidrogenado, isomalta, lactitol, maltitol, mannitol, sorbitol y xilitol.
• Edulcorantes de bajas calorías como acesulfamo de potasio, aspartamo, sacarina y sucralosa.
Reacciones del grupo carbonilo
• Oxidación.
Las aldosas reciben el nombre genérico de
"azúcares reductores", reducen oxidantes
suaves como los reactivos de Tollens (espejo de
plata), Fehling y Benedit (Pptado. Rojizo de
Cu2O). Todo esto se debe a la presencia de la
estructura abierta en el equilibrio de la ciclación.
• Un monosacárido con el C1 oxidado a carboxilo,
recibe el nombre de ácido Aldónico.
• Hidrólisis: consiste en el rompimiento de
uniones covalentes por medio de una molécula
de agua. La hidrólisis de un enlace glucosídico
se lleva a cabo mediante la disociación de una
molécula de agua. El hidrógeno del agua se une
al oxígeno del extremo de una de las moléculas
de azúcar; el OH se une al carbono libre del otro
residuo de azúcar. El resultado de esta
reacción, es la liberación de un monosacárido,
dos si la molécula hidrolizada fue un disacárido
o bien el polisacárido n-1, dependiendo de la
molécula original.
• Reacción de Maillard:
Se trata de un conjunto complejo de reacciones químicas que se producen entre las proteínas y los azúcares reductores que se dan al calentar (no es necesario que sea a temperaturas muy altas) los alimentos o mezclas similares, como por ejemplo una pasta. Se trata básicamente de una especie de caramelización de los alimentos, es la misma reacción la que colorea de marrón la costra de la carne mientras se cocina al horno. Los productos mayoritarios de estas reacciones son moléculas cíclicas y policíclicas, que aportan sabor y aroma a los alimentos, aunque también pueden ser cancerígenas. Esta reacción la investigó en profundidad el químico Louis-Camille Maillard en los comienzos del siglo XX. En 1916 Maillard (1878-1936) demostró que los pigmentos marrones y los polímeros que ocurren durante la pirólisis (degradación química producida únicamente por calor) se liberan después de la reacción previa de un grupo de aminoácidos con un grupo carbonilo de azúcares. No fue sino hasta 1953 cuando se descubrió el mecanismo de las complejas interacciones que se producen.
MONOSACARIDOS
• Químicamente son polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas o sus derivados. Se caracterizan por no ser hidrolizables.
• Un polihidroxialdehído es un compuesto orgánico que tiene una función aldehído en el primer carbono y en los restantes carbonos una función alcohol. Las polihidroxicetonas en lugar de una función aldehído tienen una función cetona, normalmente en el carbono Los monosacáridos que tienen función aldehído se llaman aldosas y cetosas los que tienen una función cetona.
• MONOSACARIDOS
PROPIEDADES
FUNDAMENTALES • Propiedades físicas: Los monosacáridos son sólidos,
cristalinos, incoloros o blancos, de sabor dulce. Como los grupos hidroxilo son polares, los monosacáridos son muy solubles en agua, pues se establecen enlaces polares con las moléculas de agua.
• Propiedades químicas: El grupo carbonilo reduce fácilmente los compuestos de cobre (licor Fehling) y de plata oxidándose y pasando a grupo ácido. Esta propiedad es característica de estas sustancias y permite reconocer su presencia, pues la reducción de las sales cúpricas del licor de Fehling a cuprosas hace virar el reactivo del azul al rojo ladrillo
• La mayoría de los monosacáridos
naturales son pentosas o hexosas.
.
Reacciones que pueden sufrir los monosacáridos:
• Oxidación: si la oxidación es del grupo aldehído a grupo ácido, dará lugar a la serie iónico.
Si la oxidación es del grupo hidroxilo del Carbono 6 dará lugar a la serie urónico.
• Reducción: si se reduce el grupo aldehído a hidroxilo se forman los azúcares-alcohol o polioles. Son buenos edulcorantes pero el organismo no los absorbe. El Xilitol proviene de la Xilosa y el Sorbitol de la glucosa.
OLIGOSACARIDOS
• Se forman por la unión de dos o más monosacáridos mediante enlaces glicosídicos.
Entre los disacáridos más importantes tenemos:
Maltosa: a-D-glucopiranosil (1à4)-a-D-glucopiranosa.
Celobiosa: b-D-glucopiranosil-(1à4)-a-D-glucopiranosa
Trealosa: a-D-glucopiranosil (1à1)-a-D-glucopiranosa.
Lactosa: b-galactopiranosil-(1à4)-a-glucopiranosa
Sacarosa: a-glucopiranosil-(1à2)-b-fructofuranosa
• Los disacáridos mantendrán sus propiedades reductoras siempre y cuando quede algún grupo hemiacetálico libre. La trealosa por tanto pierde su poder reductor al igual que ocurre con la sacarosa.
• Los azúcares reductores son los que van a participar en las reacciones de pardeamiento (reacciones de Maillard) donde los azúcares reducen a proteínas y producen colores parduzcos.
• OLIGOSACARIDOS COMPLEJOS
• Los oligosacaridos son Cadenas de
monosacáridos de 2 hasta 100 azúcares.
Su forma más abundante es como
disacárido.
• Los dos oligosacáridos disacáridos más
importantes en la industria alimentaria son
disacáridos, la sacarosa y la lactosa
POLISACARIDOS • Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la
unión de muchos monosacáridos. Se encuadran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reserva energética y estructurales.
• Los polisacáridos son polímeros, cuyos monómeros constituyentes son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosidicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura.
• POLISACARIDOS
• Polisacáridos nutricionales: Glucógeno y almidón ,el almidón se dice que es también un polímero de glucosa, pero en realidad es una mezcla de dos polímeros diferentes, amilasa y amilopectina.
• Polisacáridos estructurales : Celulosa, quitina y glucosaminoglucanos , La quitina es un material estructural muy distribuido entre los invertebrados, de manera particular en la cubierta externa de insectos, arañas y crustáceos. Es dura, resistente pero flexible.
Clasificación de los polisacáridos
• Los polisacáridos de reserva: representan
una forma de almacenar azúcares sin crear por
ello un problema osmótico. La principal
molécula proveedora de energía para las
células de los seres vivos es la glucosa. Su
almacenamiento como molécula libre, dado que
es una molécula pequeña y muy soluble, Los
organismos mantienen entonces sólo mínimas
cantidades, y muy controladas, de glucosa libre,
prefiriendo almacenarla como polímero.
• Polisacáridos estructurales : Se trata de
glúcidos que participan en la construcción de
estructuras orgánicas. Los más importantes son
los que constituyen la parte principal de la pared
celular de plantas, hongos y otros organismo
eucarióticos osmótrofos , es decir, que se
alimentan por absorción de sustancias disueltas.
Éstos no tienen otra manera más económica de
sostener su cuerpo, que envolviendo a sus
células con una pared flexible pero resistente,
contra la que oponen la presión osmótica de la
célula, logrando así una solución del tipo que en
biología se llama esqueleto hidrostático.
SEGUN LA COMPOSICION
Se distinguen dos tipos de polisacáridos según su composición:
Homopolisacáridos: están formados por la repetición de un monosacárido.
Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos. Algunos heteropolisacáridos participan junto a polipéptidos (cadenas de aminoácidos) de diversos polímeros mixtos llamados peptidoglucanos, mucopolisacáridos o proteoglucanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.
• POLISACARIDOS NUTRIENTES
