Carbohidratos
Conocidos como:
Carbohidratos
Glúcidos
Hidratos de Carbono
Base de energía viva en la tierra.
Provienen de fotosíntesis
Normalmente contienen C, O e H y tienen la fórmula aproximada (CH2O)n.
Ciclo de Energía Viva
Carbohidratos
Carbohidrato significa hidrato de carbono.
Nombre derivado de investigaciones primeros químicos: observaron que al calentar azúcar obtenían residuo negro de carbón y gotas de agua condensadas.
Además, el análisis químico de los azúcares y otros carbohidratos indicaron que contenían únicamente carbono, hidrógeno y oxígeno y muchos de ellos tenían la fórmula general (CH2O)n.
Compuestos orgánicos más extendidos en la biosfera
Nutrientes orgánicos principales del tejido vegetal (60-90%)
Después de proteínas y lípidos, 3er grupo más abundante en animales (<1% en el hombre)
Incluye importantes compuestos como glucosa, fructosa, sucrosa, almidón, glicógeno, quitina y celulosa.
Contienen C, H y O, dos últimos en la misma proporción que el agua Cx (H2O)
Definición satisfactoria para la mayoría, algunos tienen proporción menor de O, o existen derivados que pueden tener N y S.
Sintetizados a partir de materia inorgánica por vegetales mediante la fotosíntesis
Funciones
Energéticas: (glucógeno en animales y almidón en vegetales, bacterias y hongos)
Glucosa es uno de los carbohidratos más sencillos, comunes y abundantes; representa una molécula combustible que satisface las demandas energéticas de la mayoría de los organismos.
De reserva:
Se almacenan como almidón en vegetales y glucógeno en animales. Ambos polisacáridos pueden ser degradados a glucosa.
Compuestos estructurales:
Como celulosa en vegetales, bacterias y hongos y quitina en el cefalotórax de crustáceos e insectos.
Precursores:
Son precursores de ciertos lípidos, proteínas y factores vitamínicos como ácido ascórbico (vitamina C) e inositol.
Señales de reconocimiento:
Intervienen en complejos procesos de reconocimiento celular, en la aglutinación, coagulación y reconocimiento de hormonas
Clasificación
Por estructura química, se dividen en 2 grupos: azúcares y no azúcares.
Azúcares más simples: monosacáridos, se dividen en:
Triosas (C3H6O3)
Tetrosas (C4H8O4)
Pentosas (C5H10O5)
Hexosas (C6H12O6).
Los monosacáridos pueden unirse entre sí por deshidratación para formar di, tri o polisacáridos, conteniendo 2, 3 o más unidades de monosacáridos.
“No azúcares”: tienen más de 10 monosacáridos y no poseen sabor dulce.
Los no azúcares se dividen en 2 subgrupos:
Hemopolisacáridos (consistiendo los primeros en unidades de monosacáridos idénticas)
Heteropolisacáridos (mezclas de distintos monosacáridos)
Monosacáridos
Todos los monosacáridos son solubles en agua, escasamente en etanol e insolubles en éter.
Poseen propiedades reductoras
Se representan con la fórmula general (CH2O)x
Generalmente son de sabor dulce.
Pentosas
Monosacáridos de 5 C
Incluyen L-arabisona, D-xilosa, D-ribosa.
Desde el punto de vista nutricional, la pentosa más importante es la D-ribosa y sus derivados D-desoxiribosa y ribitol.
La D-ribosa y la D-desoxiribosa son componentes esenciales de ARN y ADN, respectivamente.
El ribitol es un componente esencial de la riboflavina.
Hexosas
Glucosa: Existe en su forma libre en tejidos de vegetales, y en sangre. En la mayoría de los ingredientes alimenticios naturales, la glucosa existe en forma combinada, tanto con un monosacárido como un componente exclusivo de los disacáridos (p. ej. maltosa) y de polisacáridos (p. ej. almidón, glicógeno, celulosa) o bien combinada con otros monosacáridos en forma de lactosa (azúcar de la leche), sucrosa y heteropolisacáridos.
Fructosa: A semejanza de la glucosa, la fructosa existe en su forma libre en los jugos de vegetales, frutas y en la miel. Es el azúcar más dulce que existe en la naturaleza (p. ej. es responsable del sabor excepcionalmente dulce de la miel).
Galactosa: Aunque no existe en forma libre en la naturaleza, se presenta como un componente del disacárido lactosa y de muchos polisacáridos, incluyendo los galactolípidos, gomas y mucílagos.
Disacáridos
Están formados por dos azúcares hexosas, de cuya unión se elimina como residuo el agua:
C6H12O6 + C6H12O6 = C12H22O12 + H2O
Los disacáridos de mayor importancia que existen en la naturaleza son la maltosa, sucrosa y lactosa.
Maltosa: Está constituida por dos moléculas de glucosa unidas mediante un enlace α-1,4-glucosídico. La maltosa es un azúcar reductor, soluble en agua.
Maltosa
No se encuentra en la naturaleza, pero es un producto obtenido de la degradación del almidón.
Por ejemplo, durante el proceso de germinación de la cebada, se obtiene maltosa a partir del almidón, gracias a la acción enzimática de la amilasa; una vez germinada y secada la cebada (que ahora se le denomina “malta”) se emplea para la elaboración de cerveza y Whisky de malta.
Sucrosa
Ampliamente distribuida en la naturaleza, se encuentra en la mayoría de las plantas; entre las fuentes ricas en sucrosa se incluyen el azúcar de caña (20% de sucrosa), el azúcar de remolacha (15–20%) y las zanahorias.
Es el azúcar utilizado a nivel doméstico para endulzar alimentos en casa. Cuando la sucrosa se calienta a 200°C forma caramelo.
Las melazas son líquidos viscosos (20–30% de humedad), de color oscuro, de los que no se puede extraer más sucrosa mediante procesos de cristalización, debido a la presencia de cantidades apreciables de azúcares reductores (p. ej. glucosa) e impurezas.
Lactosa
Compuesta por glucosa y galactosa, unidas por un enlace β-1, 4-glucosídico.
Principal azúcar en la leche y exclusivo de mamíferos.
40% del total de sólidos de la leche.
Fácilmente sufre fermentación bacteriana, por ejemplo, el agriamiento de la leche por Streptococcus lactis, causado por la fermentación de la lactosa a ácido láctico.
Homopolisacáridos
Carbohidratos muy diferentes de azúcares.
Alto peso molecular y compuestos de gran número de hexosas o en menor grado de residuos de pentosas.
Muchos de ellos se encuentran en vegetales y animales como
Material de reserva (almidón o glicógeno)
Elementos estructurales (celulosa o quitina).
Almidón
Dos tipos: amilosa y amilopectina.
Forma química de almacenaje de azúcar en vegetales.
Se encuentra en tallos, frutos, semillas y hojas.
Representa la mayor reserva alimenticia de carbohidratos para vegetales.
Constituye el mayor componente de carbohidratos en los alimentos de animales.
El almidón puede representar hasta el 70% de las semillas y hasta el 30% de los frutos, tubérculos o raíces.
Fibra
A veces calificadas como compuestos celulósicos, no tienen una definición precisa.
Polisacáridos complejos no hidrolizables por enzimas de vertebrados superiores.
No son digeribles.
Juegan un papel de relleno y dan volumen al bolo alimenticio.
Celulosa
Polisacárido muy estable y además es el carbohidrato más abundante en la naturaleza, siendo la estructura fundamental de la pared celular vegetal.
Quitina
Principal componente estructural de la cutícula de los insectos y del esqueleto de crustáceos.
Heteropolisacáridos
En contraste con los homopolisacáridos, los heterosacáridos consisten en mezclas de diferentes unidades de monosacáridos y tienen un alto peso molecular.
Gomas
Se encuentran en las heridas de los vegetales y son compuestos muy complejos, al ser hidrolizados producen una gran variedad de monosacáridos y azúcares ácidos. Un ejemplo es la goma arábiga (goma de acacia).
Mucílagos
Son carbohidratos complejos presentes en ciertas plantas y semillas. Muchas algas, especialmente las marinas, producen mucílagos, los cuales son solubles en agua caliente y forman un gel al enfriarse.
Agar
Un polímero de la galactosa con el ácido sulfúrico, es un mucílago o gel ampliamente utilizado, que se obtiene del alga marina roja (familia Gelidium). Otros ejemplos incluyen el ácido algínico, derivado de las algas cafés (familia Laminaria).
Substancias Pecticas
Carbohidratos complejos que contienen ácido Dgalacto-urónico como principal constituyente.
Naturalmente se encuentran en la pared celular primaria y en las capas intercelulares de vegetales terrestres.
Particularmente abundantes en frutas cítricas, azúcar de remolacha, manzanas y en algunas raíces de vegetales.
Mucopolisacáridos
Son carbohidratos complejos que contienen azúcares amino y ácido urónico y constituyen las secreciones mucosas de los animales.
De naturaleza ácida y pueden ser ricos en grupos éster-sulfato.
Sulfato de condroitina (presente en el cartílago, hueso, válvulas cardiacas, tendones y en la córnea del ojo)
Heparina (anticoagulante presente en vasos sanguíneos, hígado, pulmones y bazo)
Ácido hialurónico (lubricante viscoso presente en piel, humor vítreo del ojo, líquido sinovial de articulaciones y el cordón umbilical en mamíferos)