IMPORTANCIA DE LA BIOQUIMICA EN LA IPQ y LA IPA GENERALIDADES CARBOHIDRATOS PROTEINAS LIPIDOS ACIDOS NUCLEICOS

LOS CARBOHIDRATOS. Azucares, Almidones, Fibras, Gomas y otros

LOS CARBOHIDRATOS. Azucares y Almidones •Los carbohidratos, en forma de AZUCARES y POLISACARIDOS, constituyen las tres cuartas partes del mundo biológico y proporcionan cerca del 80% de las calorías para humanos, el otro 20% es proporcionado por los LIPIDOS y las PROTEINAS.

•Además de proporcionar calorías, los carbohidratos poseen excelentes propiedades funcionales contribuyendo a la textura de los alimentos y proporcionando el universalmente disfrutado sabor dulce de muchos alimentos. El ingrediente de los alimentos consumido en mayor proporción por el hombre es el almidón, proporcionando del 75 al 80% del total de las calorías.

Los Carbohidratos

LOS CARBOHIDRATOS.

• El azúcar más abundante en la naturaleza es la GLUCOSA, y se encuentra como monosacárido en frutas o como la unidad básica constituyente de DISACARIDOS

(sacarosa, maltosa, lactosa, etc.) y de POLISACARIDOS (glucógeno, almidón, celulosa, dextranas, etc.). FUENTES DE CARBOHIDRATOS

CARBOHIDRATO FUENTE

Glucosa Jugos vegetales, frutas

Fructosa Frutas

Sacarosa Caña de azúcar, Remolacha

Lactosa Leche

Almidones Cereales, Tubérculos

Celulosa, Lignina Corteza de vegetales, cáscaras

Pectina Cáscaras de frutas

Gomas Secreciones de árboles, especies marinas

Oligosacáridos Leguminosas, dalias, cebollas

Dextranas, Xantanas Fuentes Microbianas

Glicógeno Hígado

LOS CARBOHIDRATOS MONOSACARIDOS y POLISACARIDOS •QUIMICAMENTE: Polihidroxialdehidos y Polihidroxicetonas , o sustancias que forman tales productos por hidrólisis.

•MONOSACARIDOS COMUNES: Glucosa y Fructosa

•DISACARIDOS COMUNES: Sacarosa, Maltosa, Lactosa

•TRI-TETRA-PENTASACARIDOS: Rafinosa, Estaquiosa, verbacosa.

•POLISACARIDOS: Almidón, Celulosa, Pectinas, Lignina, Glucógeno, Dextranas, Quitina.

MONOSACARIDOS: ALDOSAS Y CETOSAS Sí el grupo funcional es el grupo aldehído, los monosacáridos se denominan ALDOSAS. Sí el grupo funcional es el carbonilo de las cetonas, se denominan CETOSAS. Dependiendo del número de átomos de carbono se dividen en TRIOSAS, TETROSAS, PENTOSAS, HEXOSAS, HEPTOSAS, anteponiéndoles el sufijo ALDO o CETO según el caso. Los disacáridos y polisacáridos se conocen en la literatura por su nombre común, y su correspon-diente nombre sistemático.

Carbohidratos y sus grupos funcionales •Las estructuras de los sacáridos se distinguen principalmente por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH). Esta pequeña diferencia estructural tiene un gran efecto en las propiedades bioquímicas, las características organolépticas (e.g., sabor), y en las propiedades físicas como el punto de fusión y la rotación específica de la luz polarizada.

•Un monosacárido de forma lineal que tiene un grupo carbonilo (C=O) en el carbono final formando un aldehído (-CHO) se clasifica como una ALDOSA. Cuando el grupo carbonilo está en un átomo interior formando una cetona, el monosacárido se clasifica como una CETOSA.

ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS. La Glucosa. •FORMULA MOLECULAR C6H12O6

•FORMULA ESTRUCTURAL –Proyección FISHER

–Proyección HAWORTH

–Proyección CONFORMACIONAL (de silla y de bote) •FORMA DEXTROROTARORIA α y β

FORMULA ESTRUCTURAL DE LA GLUCOSA

ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS. El Carbono Anomérico, Formas y El carbono 1 de la estructura conformacional de los monosacáridos se le denomina carbono anomérico y la orientación hacia arriba o hacia abajo del grupo OH en la estructura definirá si se tienen los isómeros de forma α y ß de la misma molécula.

Por ejemplo α-D-glucosa y ß-D-glucosa.

FORMULA ESTRUCTURAL DE LA GLUCOSA Fisher Haworth Silla y

Bote

β-D-Glucosa β-L-Glucosa β-D-Glucosa

(forma de silla)

β-D-Glucosa β-L-Glucosa β-D-Glucosa

(forma de bote)

ESTRUCTURA DE LAS ALDOSAS

No. de Carbonos

Clasificación General

Monosacáridos representativos

3C Aldo-Triosas D-Gliceraldehído

4C Aldo-Tetrosas D-Eritrosa D-Treosa

5C Aldo-Pentosas D-Ribosa D-Arabinosa

D-Xilosa D-Lixosa

6C Aldo-Hexosas D-Alosa D-Altrosa

D-Glucosa D-Manosa

D-Gulosa D-Idosa

D-GalactosaD-Talosa

ESTRUCTURA DE LAS ALDOSAS. 3C y 4 C

ESTRUCTURA DE LAS ALDOSAS. 5 C

D-

D-

D-

D-Ribosa D-Arabinosa D-Xilosa D-Lixosa

La forma anular de la ribosa es un componente del ácido ribonucleico (ARN). La desoxirribosa, que se distingue de la ribosa por no tener un oxígeno en la posición 2, es un componente del ácido desoxirribonucléico (ADN). En los ácidos nucleicos, el grupo hidroxilo en el carbono numero 1 se reemplaza con bases nucleótidas.

ESTRUCTURA DE LAS ALDOSAS. 6 C

D-Alosa D-Altrosa D-Glucosa D-Manosa

D-Gulosa D- Idosa D-Galactosa D-Talosa

ESTRUCTURA HAWORTH DE LAS HEXO- ALDOSAS

ESTRUCTURA DE LAS CETOSAS

No. de Carbonos

Clasificación General

Monosacáridos representativos

3C Ceto-Triosas Dihidroxiacetona ó

1,3-Dihidroxi-2-propanona

4C Ceto-Tetrosas D-Treulosa ó D-Eritrulosa

5C Ceto

-Pentosas

D-Ribulosa y D-Xilulosa

6C Ceto-Hexosas D-Psicosa D-Fructosa

D-Sorbosa D-

Tagatosa

7C Ceto- Heptosas

D-Sedoheptulosa, D-Manoheptulosa

ESTRUCTURA DE LAS CETOSAS. 3C, 4C

ESTRUCTURA DE LAS CETOSAS. 5C

ESTRUCTURA DE LAS CETOSAS. 6C

ESTRUCTURA DE LAS CETOSAS. 7 C

D-Sedoheptulosa D-Manoheptulosa

La sedoheptulosa tiene la misma estructura que la fructosa, pero con un carbono adicional. La sedoheptulosa se encuentra en las zanahorias. La manoheptulosa es un cetoazúcar de 7 carbonos que posee la configuración de la manosa y se encuentra en los aguacates.

ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS. Enlace Glucosidico a y β

• El enlace formado entre dos grupos OH de los monómeros con la liberación de agua, se denomina, ENLACE GLUCOSIDICO o GLICOSIDICO.

Al formarse los polisacáridos el tipo de enlace que resulte entre dos unidades de monosacáridos y la orientación original del grupo OH del carbono anomérico de los mismos, definirán en gran medida las propiedades físicas y químicas del polímero formado.

ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS. Enlace Glucosídico a y β

ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS

Descripción y componentesde los disacáridos

NOMBRE QUMICO

DESCRIPCION COMPONENTES

Sacarosa o Sucrosa

Azúcar de caña en Caña de Azúcar (entre el 13 y 15%) , presente también en la Remolacha, hojas de tabaco, sorgo dulce

Glucosa α (1-2) Fructosa

Maltosa

Producto de la Hidrólisis de Almidones

Glucosa α (1-2) Glucosa

Celobiosa

Producto de la Hidrólisis de la Celulosa, sabor amargo

Glucosa β (1-2) Glucosa

Lactosa

Azúcar presente en la leche de mamíferos entre el 4 y 5%

Galactosa β (1-4) Glucosa

Trehalosa

Disacáridó presente en los hongos Glucosa α (1-1) Glucosa

Melibiosa

Disacárido de las leguminosas Galactosa α (1-6) Glucosa

Fórmula estructural de DISACARIDOS comúnes

DISACARIDOSCOMUNES. Monosacáridos de la molécula de SACAROSA. Azúcar de la caña Glucosa Fructosa en Proyección Fisher, Hawoth y como Sacarosa

CELLOBIOSAGlucosa β (1-4)

LACTOSA

MALTOSAGlucosa α (1-4)

Sucrosa o Sacarosa

LOS OLIGOSACARIDOS

AZUCAR

CONFORMACION

Sacarosa

Glucosa 1-2 Fructosa

Melobiosa,

GALACTOSA 1-6, GLUCOSA

Rafinosa

GALACTOSA 1-6, GLUCOSA 1-2, FRUCTOSA

Estaquiosa

GALACTOSA 1-6, GALACTOSA 1-6, GLUCOSA 1-2, FRUCTOSA

Verbacosa.

GALACTOSA 1-6, GALACTOSA1-6, GALACTOSA 1-6

GLUCOSA 1-2 ,FRUCTOSA

POLISACARIDOS DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL. Almidón, Celulosa, Dextranas, Pectinas, Gomas

EL ALMIDON

ALMIDON: Polisacáridos de alto peso molecular con glucosa como unidad base; compuesto de amilosa y amilopectina unidos por enlaces ∝-(1-4) en sus cadenas lineales y ∝-(1-6) en sus puntos de ramificación.

Presente comumente en:

Tubérculos: Papa, Yuca, Camote.

Cereales: Arroz, trigo, maíz, cebada, etc.

Almidones modificados. Pueden ser modificados químicamente o biológicamente, variando sus contenidos de amilosa y amilopectina, para mejorar propiedades de gelatinización y solubilidad.

ESTRUCTURA DEL ALMIDON. Esquematización de la estructura de la amilosa y de la amilopectina que forman el polisacárido almidón, el glucógeno tiene una estructura similar pero más ramificada y más compacta. a. AMILOSA. Un polímero lineal de unidades de D-glucosa unidas por enlaces α-(1-4). b. AMILOPECTINA. Cada círculo representa una unidad de D-glucosa. La estructura en forma de V al final de cada ramificación puede ser hidrolizadapor α-amilasas. La estructura que queda después que éstos han sido removidos forman la dextrina limitante, la cual incluye a los estremos

los dos resíduos de glucosa que forman los puntos de ramificación. c. Estructura de un punto de ramificación.

ESTRUCTURA DEL ALMIDON

LA CELULOSA •Presente en forma natural en la corteza de las plantas, junto a la lignina. La celulosa está constituida por glucosa como unidad base, unida por enlaces -(1-4) en cadenas lineales y puentes de hidrogeno entre sus cadenas.

•Múltiples usos industriales de la celulosa en la industria del PAPEL Y DERIVADOS. ESTRUCTURA DE LA CELULOSA

LAS PECTINAS Las pectinas son polisacáridos que sirven como cemento en las paredes celulares de todos los tejidos de las plantas Abundante en cáscaras de frutas, La parte blanca de las cáscaras de limón o naranja contienen aproximadamente 30% de pectina. De importacia en la formación de geles (JALEAS Y MERMELADAS). La unidad básica constituyente es el Acido Galacturónico y éste mismo Metilado en el Carbono 6.

Estructura del Acido Galacturónico

La pectina es un éster metilado del ácido poligalacturónico, y consiste de cadenas de 300 a 1000 unidades de ácido galacturónico conectadas por enlaces 1α→4. El grado de esterificación (GE) afecta las propiedades gelificantes de la pectina. La estructura ilustrada aquí tiene tres metil ésteres (-COOCH3) por cada dos grupos carboxilos (-COOH). Esto corresponde a un 60% de esterificación o una pectina GE-60.

QUITINA Y QUITOSANO: •El quitosano es un polímero de alto peso molecular no ramificado, que resulta de la deacetilación de la mucoproteina de carapachos de crustáceos.

•Unidad estructural de la D-glucosamina. 2-amino-2-Deoxi-D-Glucosa. Monosacárido base de la quitina del carapacho de crustáceos que por deacetilación produce el quitosano.

LAS GOMAS

•Pueden ser generalmente definidas como un polisacárido soluble en agua, extraíble de plantas terrestres o marinas o generadas por microorganismos que poseen la habilidad de contribuir a las propiedades de viscosidad y gelificación de sus dispersiones.

•Entre las gomas de uso industrial comunes se tienen la goma guaran, la goma arabica, el agar, los alginatos, la goma carragena, la goma de Tragacanto.

•Las gomas microbianas de mayor uso industrial son la goma xantana generada por Xantomonas campestris y las Dextrana, generada por Leuconostoc mesenteroides.

LAS DEXTRANAS •Son polisacárido de alto peso molecular con glucosa como unidad base, unida por enlaces ∝-(1-6) en cadena lineales y ∝-(1-3) en sus puntos de ramificación.

•Se forman por la acción enzimatica de la enzima DEXTRANSACARASA, que utiliza como substrato sacarosa, hidrolizandola y polimerizando las unidades de glucosa.

•La enzima es producida por diferentes microorganismos, entre éstos la bacteria Leuconostoc mesenteroides.

• De utilidad en las industrias farmacéutica, cosméticos, alimentos como espesante, estabilizador, texturizante.

Estructura base de la Dextrana

GOMA XANTANA

La goma xantana es producida por la bacteria Xanthomonas campestris que se encuentra en vegetales crucíferos como la col y coliflor. Las cargas negativas en los grupos carboxilos de las cadenas laterales causan que las moléculas formen fluidos muy espesos al ser mezclados con agua. La goma xantana se usa como espesante para salsas, para prevenir la formación de cristales de hielo en los helados, y como sustitutos de grasa con pocas calorías.

GOMA AGAR-AGAR •El agar, o agar-agar, se extrae de algas y se usa como espesante en muchos productos alimenticios por sus propiedades gelificantes. El agar es un polímero de la agarobiosa, un disacárido compuesto de D-galactosa y 3,6-anhidro-L-galactosa. La agarobiosa es el disacárido principal del agar.

Glucomanano •El glucomanano es una fibra dietética que se obtiene de los tubérculos de Amorphophallus konjac cultivada en Asia. La harina de los tubérculos de konjac se usa para hacer tallarines o fideos muy bajos en calorías, e.g., los fideos japoneses shirataki.

•Un gramo de este polisacárido soluble puede absorber hasta 200 ml de agua, por esto el glucomanano también se usa para artículos absorbentes como pañales desechables y toallas sanitarias femeninas. El polisacárido consiste de glucosa (G) y manosa (M) en una proporción 5:8 con enlaces 1β→4 y 1β→3. Grupos de acetato en el carbono 6 se encuentran en cada 9 a 19 unidades de la cadena principal.

GOMAS Tragacanto, Arabica y Guar •La goma tragacanto es el exudado gomoso, endurecido al aire, que fluye naturalmente o por incisión del tronco y las ramas de Astragalus gummifer Labillardière y de otras especies de Astragalus de Asia Occidental.

•La goma arábiga es un polisacárido de origen natural que se extrae de la resina de los árboles subsaharianos (Acacia Senegal y Acacia seyal) como parte del proceso de cicatrización de éstos conocido como gumosis. Esta resina de color ámbar se recolecta normalmente a mano una vez seca.

• La goma guar es un polisacárido soluble en agua que se usa principalmente en la industria alimenticia, en jugos, helados, salsas, comida para mascotas. La harina obtenida del grano de Cyamopsis tetragolonoba se usa como agente espesante.

PODER EDULCORANTE DE AZUCARES

AZUCAR Sln. Acuosa Sln. Cristalina

α-D-Fructosa 100 – 175 180

Sacarosa 100 100

α -D-Glucosa 40 – 79 74

b -D-Glucosa < -D- 84

Glucosa

α -D-Galactosa

27 32

b -D-Galactosa - 21

α -D-Manosa Amarga Amarga

α -D-lactosa 16 – 38 16

b -D-Lactosa 48 32

b -D-Maltosa 46-52 -

Rafinosa - 10

Efecto de la temperatura en el poder edulcorantes de azúcares, tomado como referencia sacarosa con un valor asignado de 100. Se observa que el monosacárido que más variación presenta con respecto a la temperatura es la fructosa, siendo más dulce a menor temperatura, el poder edulcorante de los demás varían muy poco al variar la temperatura.

ALDITOLES. Son Alcoholes polihídricos, Presentan sabor dulce y propiedades de humectación, no cristalizan.

ALDITOL Poder Edulcorante

Glicerol

Ribitol 90

Xilitol

Galactitol

Alitol

Eritritol 63

Glucitol (sorbitol)

68

Maltitol

Lactitol 35

EDULCORANTES NUTRITIVOS Y SUS CARACTERISTICAS

EDULCORANTE

DESCRIPCION

Fructosa Componente de la sacarosa que se encuentra en las frutas

Produce un aumento de la glucemia más lento que la sacarosa. Una ingesta elevada podría conducir a hipertrigliceridemia.

Glucosa Se encuentra en las frutas y partes de las plantas.

Jarabe de maíz Se forma a partir de la hidrólisis del almidón de maíz.

Dextrosa Se forma a partir de la hidrólisis del almidón de maíz

Miel de Abeja Mezcla de carbohidratos en un 77% (ver cuadro)

Sorbitol Se obtiene a partir de la glucosa. Se absorbe lentamente por lo cual no genera un ascenso rápido de la glucemia. Ingesta < 50 g . No requiere insulina para su metabolización. Es menos cariogénico que los azúcares comunes.

Manitol Se obtiene a partir de la manosa . Se absorbe lentamente por lo cual no genera un ascenso rápido de la glucemia. Ingesta < 20 g .

Xilitol Xilitol Se obtiene a partir de la xilosa, Se absorbe lentamente

por lo cual no genera un ascenso rápido de la glucemia. Poder edulcorante similar a la fructosa. Ingesta de 30 a40 g . No cariogénico

Composición Química Miel de Abeja

EDULCORANTES NO NUTRITIVOS Su consumo no genera calorías para el organismo IDA: Ingesta Diaria Admitida

STEVIA REBAUDIANA. La Stevia rebaudiana, es un edulcorante natural NO NUTRITIVO, conocido también como Caá-ché o yerba dulce, crece en forma silvestre en algunas zonas de Paraguay, Brasil y provincias del nordeste argentino. Sus hojas tienen un intenso sabor dulce, propiedad que se debe al contenido de glicósidos, de los cuales el esteviósido es el que se halla en mayor proporción. La hoja en su forma natural es de 10 a 15 veces más dulce que el azúcar común. Los esteveósidos tienen un poder edulcorante de 200 a 300 veces mayor que el azúcar, constituyendo un sustituto no calórico y seguro para los diabéticos. El esteviósido es un glicósido diterpeno de M = 804,80 y fórmula C38H60O18. La estructura química fue en 1963, siendo la aglucona el esteviol.

Stevia Rebaudiana El esteviosido, 85 – 95% de pureza, es una mezcla de 8 glicósidos diterpénicos, entre los que predomina el esteviósido (50%) y el rebaudiósido A(30%). Los otros glicósidos (rebaudiosido B, dulcósido A , estevioviósidos, esteviol e isoesteviol) están presentes en cantidades no detectables. Aspecto Físico y color: Los cristales tienen aspecto de polvo muy fino, de color blanco marfile inodoro. Dulzor: Es el factor mas importante. Su poder endulzante es 300 veces mas que la sacarosa. Es decir, un gramo del esteviósido sustituye a 300 gramos de sacarosa. Presión osmótica: Es menor y

ello mantiene la forma de los alimentos. Metabolismo: No se metaboliza en el organismo, por lo tanto, es acalórico y muy adecuado para uso dietético.

Estructura Molecular del Stevioside

REACCIONES IMPORTANTES DE CARBOHIDRATOS •HIDRÓLISIS.

• Ruptura del enlace glucosídico por medios ácidos, básicos, térmicos, bioquímicos, en medio acuoso. Múltiples aplicaciones para conversión de polisacáridos a monosacáridos o moléculas de menor peso molecular. –Producción de jarabes de maíz

–Producción de azúcares fermentables a partir de polisacáridos.

REACCIONES IMPORTANTES DE CARBOHIDRATOS •EMPARDEAMIENTO: Ennegrecimiento del material por reacciones oxidativas y no oxidativas.

•La acción del oxígeno se da con la enzima polyfenoloxidasa, común en frutas y verduras como manzana, banana, aguacate, lechuga, etc.

•La reacción no oxidativa se debe a la interacción de grupos amino de proteínas con grupos OH de carbohidratos,dando lugar a un proceso de caramelización. –Útil para industria de confitería, panificación y pastelería.

•CARAMELIZACION y PIROLISIS. Desarrollo de textura y color caramelo por acción del calor, sin llegar al punto de fusión. Aprovechado para la industria de dulces y confites.

•GELIFICACION: Formación de geles de pectinas en medio ácido y azucarado, con acción del calor para formar geles fuertes. Influye grandemente el grado de metilación de sus moléculas base.

GELATINIZACION: Característico de los gránulos de almidón que se hinchan en presencia del agua por efecto del calor, hasta perder su cristalinidad a una temperatura determinada. Dando lugar a la formación de geles.

•RETROGRADACION: Interacción de los puentes de hidrógeno entre las cadenas lineales de moléculas de almidón al enfriarse la gel formada. De uso en preparación de alimentos tipo pastas.

•OXIDO REDUCCION: Característicos de sacáridos que tienen libre el grupo OH del carbono anomérico (glucosa) De uso en análisis clínico.

LAS PROTEINAS

LAS PROTEINAS Y LOS AMINOACIDOS •LAS PROTEINAS son macromoléculas complejas de alto peso molecular, constituidas de 20 AMINOACIDOS base, unidos por enlaces covalentes en sus estructuras primarias, llamados enlaces PEPTIDOS. Contienen además otros constituyentes como fósforo, carbohidratos, calcio, lípidos, metales, etc.

•Constituyen más del 50% en peso de las células vivas. Son el material principal de la piel, los músculos, los tendones, el cabello, los nervios, la sangre, los anticuerpos, las hormonas y de sustancias nutritivas como la leche, los huevos, algunos tejidos vegetales. Etc.

FUENTES DE PROTEINAS

•Son fuentes de proteinas:

•Alimentos de origen animal: CARNE, LECHE, HUEVOS.

•Alimentos de origen vegetal: Trigo, Soya, Frijoles, Maíz, Nueces, etc.

•Tejidos oseos y musculares: Huesos, músculos, cartílagos, cabello, piel.

•Microorganismos. Levaduras, bacterias.

LOS AMINOACIDOS •Los aminoácidos libres, son moléculas relativamente pequeñas compuestos básicamente de C, H, O, N y algunos contienen S.

•Se conforman por un H, un grupo amino y un grupo carboxilo unidos a un mismo átomo de carbono, difiriendo por la cadena lateral ( R ) que va desde un H en el más sencillo hasta cadenas que les dan características de: –Grupo R1. No polares o hidrofóbicos (8)

–Grupo R2. Polares no cargados (7)

–Grupo R3. Cargados negativamente (2)

–Grupo R4. Cargados positivamente (3)

Cargas Electrónicas de a.a. Los aminoácidos a pH bajo (ácido) se encuentran mayoritariamente en su forma catiónica (con carga positiva), y a pH alto (básico) se encuentran en su forma aniónica (con carga negativa). Sin embargo, existe un pH específico para cada aminoácido, donde la carga positiva y la carga negativa

son de la misma magnitud y el conjunto de la molécula es eléctricamente neutro. En este estado se dice que el aminoácido se encuentra en su forma de ion dipolar o zwitterión

AMINOACIDOS BASICOS. Grupo 1. Hidrofóbico, R no polar (8 a.a.)

Grupo 2. Hidrofílico R polar (7 a.a.)

Grupo 3, R Acido Carboxilico (2 a.a.)

Grupo 4, Grupo R Cargado (+) (3 a.a.)

AMINO ACIDOS ACIDOS Y SUS AMIDAS. En este grupo encontramos dos aminoácidos con cadenas laterales de naturaleza ácida y sus amidas correspondientes. Estos son el ácido aspártico y el ácido glutámico (a estos aminoácidos se les denomina normalmente aspartato y glutamato par resaltar que sus cadenas laterales están cargadas negativamente a pH fisiológico). Los derivados sin carga de estos dos aminoácidos son la asparragina y la glutamina que contienen un grupo amida terminal en lugar del carboxilo libre.

AMINOACIDOS ESENCIALES Son aquellos aminoácidos que no pueden ser sintetizados por el organismo, por lo tanto deben ser ingeridos a través de los alimentos. 8 para adultos y 9 para infantes. Entre los alimentos que son completos en cuanto al contenido de aminoacidos esenciales están, CARNE, HUEVOS y LECHE

AMINOACIDOS ESENCIALES “FUTTIMHALL”

AMINOACIDO Niveles FAO/OMS: g/16 g N

Fenilalanina Fen

6.00

Valina Val 4.96

Treonina Tre 4.00

Triptofano Tri 0.96

Isoleucina Iso 4.00

Metionina Met 3.50

Leucina Leu 7.04

Lisina Lis 5.44

Histidina * His 1.4 Solo para infantes

Arginina ** Arg Solo para ratas

Composición de a.a. esenciales en frijol de soya, gluten del trigo, arroz molido, maíz y frijoles. ( gr/16 gr N)

AMINOACIDO

SOYA GLUTEN

de TRIGO

ARROZ MAIZ FRIJOL Nivel FAO

Iso 5.1 3.9 4.1 3.7 4.5 4

Leu 7.7 6.9 8.2 13.6 7.7 7.04

Lis 6.9 1.0 3.8 2.6 7.0 5.44

Met 1.6 1.4 3.4 1.8 0.6 3.5

Phe 5.0 3.7 6.0 5.1 4.3 6

Thr 4.3 4.7 4.3 3.6 3.7 4

Tri 1.3 0.7 1.2 0.7 NR 0.96

Val 5.4 5.3 7.2 5.3 5.2 4.96

His 2.6 1.8 NR 2.8 2.8 1.5

ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS •Enlace Péptido: Se forma por la eliminación de los elementos del H2O del grupo carboxilo de uno de los a.a. y del grupo amino del otro a.a., por la acción de agentes condensadores fuertes; formándose así las cadenas de a.a. que dan lugar la Estructura primaria: Definida por la secuencia de la cadena de aminoácidos que la conforman.

•Las Estructuras Secundaria, Terciaria y Cuaternaria, se forman por enlaces e interacciones de las estructuras primarias, donde participan:

–Puentes de Hidrógeno, Interacciones dipolares, Interacciones Hidrofóbicas, Enlaces disulfuro e Interacciones Iónicas, principalmente.

FORMACION DE LAS PROTEINAS •Dos ó más moléculas de a.a. pueden unirse covalentemente por medio de un enlace de amida substituida, llamado ENLACE PEPTIDO.

• El enlace se forma por la eliminación de los elementos del H2O del grupo carboxilo de uno de los a.a. y del grupo α-amino del otro a.a. por la acción de agentes condensadores fuertes.

•Al formarse el enlace Péptido por la eliminación de los elementos del H2O del grupo carboxilo de uno de los a.a. Y del grupo amino del otro a.a., con la acción de agentes condensadores fuertes, se forman las cadenas de a.a. que dan lugar la estructura protéicas primaria, definida por la secuencia de la cadena de aminoácidos que la conforman.

FORMACION DEL ENLACE PEPTIDO

FORMACION DE LAS PROTEINAS •A cada una de las unidades de los a.a unidos en esta forma se les denomina RESIDUOS (dejan de ser a.a. puesto que han perdido un H del grupo amino y una porción OH del grupo carboxilo).

•El resíduo del final de la cadena conteniendo un grupo α-amino en forma libre se le denomina RESIDUO TERMINAL-AMINO o RESIDUO N-TERMINAL y al del extremo conteniendo un grupo carboxilo en forma libre RESIDUO TERMINAL-CARBOXILO o RESIDUO .

•Para nombrar las proteínas se utilizan nombres comunes.

•Por ejemplo la CASEINA es una proteína de la leche, la GLOBULINA está en la sangre, la MIOCINA forma parte de los músculos, el COLAGENO constituye parte de los tejidos musculares.

ESTRUCTURA DI-PEPTIDO

ESQUEMA DE LA ESTRUCTURA DE UN HEXA-PEPTIDO. Alanil-glicil-tirosil-glutamil-valil-serina

ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS •PRIMARIA. Indica solamente la secuencia de las unidades de amino ácidos que las conforman.

•SECUNDARIA, TERCIARIA Y CUATERNARIA. Se indican las diferentes interaciones de enlaces químicos que le dan la forma estructural a la molécula

ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS

En el estudio de la estructura de las cadenas polipeptídicas podemos distinguir hasta cuatro niveles de organización estructural. La estructura primaria corresponde con la secuencia de aminoácidos que forman la cadena polipeptídica. La estructura secundaria es disposición espacial del esqueleto de la cadena polipeptídica, sin incluir las cadenas laterales de los aminoácidos. La estructura terciaria es la disposición tridimensional de la cadena polipeptídica completa. La estructura cuaternaria aparece en la proteínas formadas por más de una cadena

polipeptídica, y decribe cómo están asociadas dichas cadenas para constitutir la proteína activa.

El COLAGENO

Proteína fibrosa en forma de triplehélice, su estructura primaria consta de 3000 unidades. Presente en cartílagos, huesos, tendones y dientes. De uso para elaboración de cosméticos y gelatinas

Esquema general de las interacciones de grupos que determinan las estructuras secundarias y terciarias d e las proteínas (A) Puentes de Hidrógeno, (B) Interacciones Bipolares (C) Interacciones Hidrofóbicas , (D) Enlaces Disulfuro y (E ) interacción iónica.

CARACTERISTICAS DE PROTEINAS EN ALIMENTOS COMUNES

FUENTE

PROTEINA PESO MOLECULAR (DALTON)

TIPO

No. RESIDUOS

( PI ) PUNTO ISO-ELECTRICO

Carne Bovino

MIOCINA 475,000 F 4500 4-5

Carne Bovino

ACTINA 42,000 G – F

4-5

Cartilago Bov

COLAGENO 300,000 F 9

Leche bovino

α-CASEINA 23,500 RC 199 5.1

Leche bovino

B-CASEINA 24,500 RC 209 5.3

Leche bovino

K-CASEINA 19,000 RC 169 4.1,4.5

Leche bovino

B-ACTOGLOBULINA

18,400 G 162 5.2

Leche bovino

α-LACTOALBUMINA

14,200 G 123 5.1

Leche bovino

SERUM ALBUMINA

69,000 G 4.8

Huevo gallina

OVALBUMINA 45,000 G 4.6

Trigo GLIADINA 30,000-45,000

G – F

Trigo GLUTENINA 1,000,000 F

Soya GLICINA 350,000 G 4.6

soya CONGLYCINA 200,000 G 4.6

CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS •De acuerdo a su estructura general: –Fibrosas: Tejidos, huesos, músculos

–Globulares: Sangre, huevos, •De acuerdo a su solubilidad: –Albúminas, Globulinas, Glutelinas, Prolaminas, Escleroproteínas.

DE ACUERDO A SU FUNCION BIOLOGICA

•Enzimas. Catalizadores biológicos

•Proteínas de Transporte

•Proteínas de Nutrición

•Proteínas de Almacenamiento

Proteínas de Contracción o movilidad

•Proteínas Estructurales

•Proteínas de Defensa

•Proteínas Reguladoras.

•De acuerdo al grupo prostético asociado:

•Lipoproteínas,

•Glucoproteínas,

•Fosfoproteínas,

•Hemoproteínas,

•Metaloproteínas,

•Nucleoproteínas.

CALIDAD DE LAS PROTEINAS

•La calidad nutritiva de una proteína y de su uso como ingrediente no se define en base a la cantidad ingerida o utilizada sino en base a su calidad y a sus características de:

Proveer la calidad nutritiva requerida, en cuanto a sus aminoácidos esenciales.

–Estar libre de factores tóxicos o antinutricionales

–Generar el mínimo de pérdida de color o de sabor

–Una alta concentración de la misma

–Estar disponible en forma rápida y a bajo costo.

–Ser compatible con otros ingredientes en el proceso

–Poseer propiedades funcionales de: Hidratación, Emulsificación, Textura y Reológicas.

PROPIEDADES FUNCIONALES DE PROTEINAS REQUERIDAD EN ALIMENTOS PROCESADOS

ALIMENTO FUNCIONALIDAD

Bebidas Solubilidad a diferente pH, estabilidad al calor, viscosidad

Sopas y salsas Viscosidad, emulsificación, retención de agua

Fomación de masas para hornedo

Formación de red, película y viscoelasticidad, propiedades de cohesión, gelación, desnaturalización por calor, retención de agua, emulsificación, espuma.

Lacteos procesados. Queso, Sorbetes, etc.

Emulsificación, retención de grasas, viscosidad, formación de espuma y gelación, coagulación.

Sustitutos de huevos Formación de geles y espumas.

Productos de carnes. Embutidos

Emulsificación, cohesión, absorción y retención de grasas y agua, formación de geles.

Sustitutos de carnes. Texturizado vegetal

Retención y absorción de grasas y agua, insolubilidad, dureza, masticabilidad, cohesión, desnaturalización a

calor

Recubrimientos Cohesión y adhesión

Confitería Dispersabilidad y emulsificación.

Diapo 107