Informe Hidratos de Carbono
I. INTRODUCCIÓN Los hidratos de carbono, también llamados glúcidos o azúcares por hacer referencia a su composición en
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I.
INTRODUCCIÓN
Los hidratos de carbono, también llamados glúcidos o azúcares por hacer referencia a su composición en carbono, hidrogeno y oxigeno; tienen como principal función aportar energía al organismo de manera inmediata, constituyen la mayor parte de la materia orgánica de la naturaleza debido a sus muchas funciones. Almacena energía, como almidón en las plantas y glucógeno en animales, también funciona como intermediarios metabólicos; tenemos (la glucosa, fructosa, etc.). En química orgánica estudiamos la composición química de esta compuesto orgánico, ya que es muy necesario para las reacciones metabólicas. Los hidratos de carbono constituyen un grupo heterogéneo de compuestos con un rango elevado de propiedades y diferencias entre ellos a nivel físico, químico y de propiedades fisiológicas. Los carbohidratos, son la fuente más barata e importante de energía y están presentes en un amplio grupo de alimentos, sobre todo de origen vegetal. Son la fuente energética primordial en la dieta humana.
II.
2.1.
MARCO TEORICO
Definición de los Hidratos de carbono Los hidratos de carbono son una familia de sustancias ampliamente difundidas entre los alimentos compuestos por carbono, hidrogeno y oxígeno, también se caracterizan por tener la formula empírica de donde procede su denominación hidratos de carbono. Cn H 2 n On 2.2.
Cn ( H 2 O )n
Clasificacion de los hidratos de carbono
La clasificacion primaria de los hidratos de carbonose realiza a nivel quimico y en funcion de su peso molecular que a su vez depende: Del grado de polimerización (GP, en adelante); modo de medida Del tipo de enlace. Del carácter individual de cada unidad denominada monosacárido. Por ello, químicamente se dividen a los hidratos de carbono en: Monosacáridos y disacáridos (conocidos como azucares): GP1-2 Oligosacáridos: hidratos de carbono de cadena corta con GP3-9 Polisacáridos: hidratos de carbono de cadena larga con GP ≥ 10. En la siguiente tabla se enumeran los tres tipos de hidratos de carbono, así como los compuestos que forman parte de los mismos:
Tipo GP
Subgrupos
Principales componentes
Azucares (GP 1-2)
Monosacáridos
Glucosa, fructosa,
Disacáridos
galactosa.
Polioles
Sacarosa, lactosa, maltosa Sorbitol, maltitol, lactitol,
Oligosacáridos (GP 3-9)
Malto-oligosacáridos
etc. Malto-dextrinas
Polisacáridos (GP ≥ 10)
(α- glucanos) Almidonaceos o
Amilasa, amilo-pectina.
glucémicos. 2.2.1. Los monosacáridos Los glúcidos más simples, estos esta formados por una sola molécula por lo que no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH 2O)n donde es cualquier número igual o mayor a tres. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto. Estos se diferencian en tres aspectos. Longitud de cadena carbonada. Presencia de grupo aldehído o cetona. Estereo-isomeria. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa; si el grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa, por lo que químicamente se les denomina poli-hidroxialdehídos y poli-hidroxicetonas. Los monosacáridos más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, son llamados triosas aquellos con cuatro son llamados tetrosas, los que poseen cinco son las pentosas, y así sucesivamente. Los monosacáridos más comunes en la naturaleza (y en los alimentos).
Monosacáridos más comunes: a) Glucosa:
Estructura química La glucosa más común y abundante de los monosacáridos y constituye el mas importante nutriente de las células del cuerpo humano. Su molecula posee 6 átomos de carbono (hexosas), por lo que pertenecen al subgrupo de las aldohexosas que son de alto interés biológico. Es el constituyente molecular de todos los glúcidos, al polimerizarse de lugar a polisacáridos con función energética (almidón y glucógeno) o con función estructural como la celulosa de las plantas. Puede ser obtenida a travez de la hidrolisis acida o enzimática de: sacarosa, maltosa, almidón, celulosa y glucógeno. No suele encontrarse de forma abundante en estado natural, excepto en la miel y algunas frutas pero si formando parte de los demás HC mencionados anteriormente.
b) Fructosa:
Estructura química Su molécula es una pentosa y su fórmula empírica es C 6H12O6. Pertenece al subgrupo de las ceto-hexosas que son también de alto interés biológico. Es transformada rápidamente en glucosa en el hígado y en el intestino grueso para ser utilizada como fuente rápida de energía. Es el monosacárido con mayor poder edulcorante, es encontrada en la mayoría de las frutas, miel y algunos vegetales también puede ser obtenidas mediante la hidrolisis de la sacarosa. c) Galactosa:
Estructura química La molécula de la galactosa posee 6 átomos de carbono por lo que pertenece al subgrupo de las aldohexosas. Químicamente es un azúcar reductor como la glucosa y solo difiere en la orientación del grupo OH del carbono 4. Es convertida en glucosa en el hígado como fuente de energía celular, la galactosa hace que se produzca lactosa materna juntamente con la glucosa. 2.2.2. Disacáridos
Los disacáridos son hidratos de carbono formado por dos moléculas de monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucocidico, tras una reacción de deshidratación que implica la perdida de un atomo de hidrogeno de un monosacrido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con consecuente formación de una molecula de H 2O de manera que la formula de los disacáridos es C 12H22O11. Los tres disacaridos mas abundantes e importante son la sacarosa, lactosa y maltosa. Disacáridos mas importantes: a) Sacarosa:
Estructura quimica La sacrosa es el disacrido mas abundante y la principal forma en la cual los glúcidos son transportados en las plantas. Es un disacárido formado por una molecula de glucosa y otra de fructosa, mediante enlace dicarbonilico. Estos azucares pueden ser metabolizados con la adicion de moléculas de agua, la unión molecular de este disacárido se rompe mediante la acción de un enzima llamado sacarosa. La sacarosa es el azúcar de mesa, lo que basta para dar idea a su importancia industrial.
b) Lactosa:
Estructura química La lactosa químicamente es un galactosido, es el disacárido presente en la leche de los mamíferos, consta de una molécula de galactosa unida por su carbono 1 al carbono 4 de una molécula glucosa mediante enlace glucosídico. c) Maltosa:
Estructura química Es un disacárido formado por dos unidades de glucosa, mediante un enlace monocarbonilico. La maltosa es el azúcar que se obtiene de la hidrolisis del almidon, habitualmente llevado a cabo por la enzima maltasa, que es un paso esencial al de los procesos al aprovechamiento del almidón. La maltasa hidroliza al almidon en dos unidades rindiendo maltosa, asimismo es obtenida por el organismo por la transformación de las unidades.
2.2.3. Oligosacáridos
Los oligosacáridos son compuestos constituidos por moléculas de monosacáridos unidos por enlaces glucosídico, sin embargo la definición de la extensión que debe tener un glúcido para ser considerado oligo o poligosacarido varia. Por ejemplo la IUPAC ha clasificado a los oligosacáridos hasta un nivel de GP-10 es decir entre 3 y 10 moléculas. 2.2.4. Polisacáridos Los polisacáridos son cadenas ramificadas también formadas por la polimerización de monosacáridos y presentan un grupo importante de de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos esta normalmente relacionado con la estructura o el almacenamiento. El monómero más importante es la glucosa, los polisacáridos y en concreto el almidón. Principales características de los polisacáridos: Almidón Polisacáridos
Glucógeno Dextranos con Es el polisacárido propio de los Son polisacáridos de
enlaces
α- tejidos animales. Se encuentra en reserva
glucosidico
de casi todas la células, pero en lo por ciertas bacterias,
muchas uniones de hepatocitos
y
en
las
producido
células consisten en cadenas
glucosa. Constituye musculares su concentración es de
glucosa
la principal forma muy elevada. Es estructuralmente ramificadas, de
reseva similar
al
energética en los densamente vegetales, claro que propiedades
almidon
pero
ramificado. le
permiten
muy cuyo
mas enlace predominante Sus es (1α>6), pero que ser presentan
también hidratos de metabolizado mas rápidamente, lo ramificaciones (1α-3) carbono.
cual se ajusta a la fisiología de los y animales. 2.2.5. Polioles
(1α-4)
El termino poliol o polialcohol se utiliza para referirse a los alcoholes de azúcar, lo que indica que los átomos de oxigeno presentes en la molécula de azúcar de alcohol están en forma de grupos hidroxilo. Los Polioles más importantes en forma de alimentos son los de 4, 5 o 6 átomos de carbono, es decir sorbitol, eritritol, xilitol o Polioles relacionados. Alguno de ellos están presentes en frutas y vegetales pero su presencia en la alimentación procede de la producción industrial mediante reacciones enzimáticas de hidrogenación. Este proceso de hidrogenación reduce la biodisponibilidad de estos compuestos. Con relación a las características químicas se dividen en tres grupos. Sorbitol Manitol Es el más abundante en Isómero
del
Xilitol sorbitol Presente
forma
en
algunas natural
natural presente
especialmente
en hagas de higos que se vegetales
algunas frutas (ciruelas, obtiene
de en y
industrialmente obtenido
cerezas, peras) y bebidas por hidrogenación de la hidrogenación fermentadas,
pero
se fructosa.
obtiene
algunos hongos mediante de
la
xilosa que a su vez se obtiene de la hidrolisis de
fundamentalmente
por
hidrogenación
del
almidón
forma
y
los xilanos.
sacarosa
invertida.
III.
CONCLUCIONES
IV.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DOMÍNGUEZ S. XORGE ALEJANDRO.
1982.
Química Orgánica
Experimental. 1ra. edición. Editorial Limusa. México D.F. 700 p. ROBERT R.M., GILBERT J.C. AND RODEWALD L.B. 1979. Modern Experimental Organic Chemistry. Third Edition, Holt, Rinehart and Winston, N.Y. BREWSTER R. Q. Y VANDER WERF C. A. 1970. Curso Practico de Química Orgánica, 2da. ed., Editorial Alambra. España.