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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CULIACÁN Licenciatura en Nutrición Humana y Dietética

¨ Carbohidratos¨

Bromatología Presenta: M.C Hipólito A. Álvarez Hernández Culiacán, Sin. Septiembre 2014

TEMÁTICA POR TRATAR 

Concepto



Importancia de los carbohidratos



Clasificación de los carbohidratos



Composición química de los carbohidratos



Alimentos que contienen carbohidratos



Propiedades de los carbohidratos



Relación de los carbohidratos con la salud

OBJETIVO GENERAL 

Conocer las propiedades y funciones de los carbohidratos en los alimentos.

CARBOHIDRATOS 

 

Carbohydrates Hidratos de carbono Glúcidos (sabor dulce)

Exclusivamente

Cx(H2O)x

n C = moléculas de agua

Definición Son compuestos orgánicos (C,H,O) más abundantes en la naturaleza y tiene estructuras de polihidroxialdehído o polihidroxiacetona, además presentan gpos (C=O u y –OH)

IMPORTANCIA DE LOS CARBOHIDRATOS 

Compuestos más abundantes en la naturaleza



Compuestos más consumidos por los seres humanos



Principales fuentes de Almacenamiento de Energía

 Recomendados en una proporción del 60% del total nutricional

País en desarrollo

 50-80% de la dieta poblacional

País desarrollado

ESTRUCTURA QUÍMICA

CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS Carbohidratos

Monosacáridos

Pentosas

Oligosacáridos

Hexosas

Polisacáridos

Homopolisacárido

Heteropolisácarido

Son aquellos que no pueden desdoblarse por hidrolisis en otros más simples. Son el resultado de la unión glucosidica de 2 a 20 monosacáridos Son el resultado de la unión glucosidica de mas 20 monosacáridos

MONOSACÁRIDOS (del griego , mono, único) Desde el punto de vista de la nutrición no se pueden considerar como una fuente de energía para el organismo humano

D-xilosa

L-arabinosa Pentosas D-ribosa

Desoxiribosa Monosacáridos D-Glucosa

Hexosas

Galactosa

Forma parte de la estructura de los vegetales Se encuentra en frutas y raíces Los encontramos en ácidos nucleicos y en nucleótidos en citoplasma En ácidos nucleicos de los núcleos celulares Aldohexosa, presente en el reino vegetal y en la sangre de los animales (1g/L) Aldohexosa, se transporta en la sangre y se encuentra en los lípidos compuestos del cerebro así como en vegetales en forma de galactana

L-Fructosa

Cetohexosa, se encuentra en frutas y en la miel

MONOSACÁRIDOS

Glucosa

Galactosa

Fructosa



OLIGOSACÁRIDOS (Del griego , oligos, pocos)



Disacáridos(sacarosa, lactosa, maltosa) Sacarosa = glucosa + fructosa Lactosa= glucosa + galactosa Maltosa = glucosa + glucosa



Tri, tetra, y pentasacáridos (rafinosa , estaquiosa verbascosa) Galactosa--- Galactosa--- Galactosa----Glucosa---Fructosa Sacarosa Rafinosa Estaquiosa Verbascosa

POLISACÁRIDOS (Del griego , polis, muchos)  los mas importantes para la vida son almidón, glucógeno y la celulosa 

Polisacáridos (homopolisacáridos y heteropolisacáridos) Homopolisacáridos: almidón, glucógeno, celulosa Heteropolisacáridos: hemicelulosa, gomas y pectinas



Polisacáridos (digeribles o no digeribles) Digeribles: almidón, glucógeno, dextrinas Heteropolisacáridos: fibras( celulosa, hemicelulosa, gomas y pectinas )

POLISACÁRIDOS

Almidón

• Es la gran reserva glucosídica de los vegetales, como: cereales, tubérculos y legumbres.

Glucógeno

• Es la reserva glucosídica del animal. Se almacena sobre todo en el hígado y en el musculo.

Fibras

• Suma de lignina y los polisacáridos que no son hidrolizados por enzima endógenas del tracto digestivo humano. Towel

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ALMIDÓN COMPOSICIÓN DEL ALMIDÓN Amilosa

PM 1 x 105-6

Enlaces glucosídicos α-(1,4)

Amilopectina

PM 1 x 108

Enlaces glucosídicos α-(1,4) y α-(1,6) Copeland y col (2009)

Tester y Karkalas (2002)

ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN

ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN

v

Tran y col (2011)

v

v

POLISACÁRIDOS (FIBRA) Celulosa

Hemicelulosa

• Es una sustancia de sostén de muchos vegetales. En el hombre la celulosa no es atacada por los jugos digestivos por lo que aumenta el volumen fecal.

• Son estructuras no celulósicas compuestas de diversos elementos, como galactosa, manosa, xilosa,etc

Pectinas

• Están formados por galactosa, arabinosa y en menor cantidad por xilosa, glucosa y ramnosa. No se digieren y forman geles (manzana y zanahoria)

Gomas

• Su estructura no permite la digestión. Tiene la capacidad para formar geles que retienen gran capacidad de retención de agua. Tiene aplicabilidad en patología digestiva.

FUENTE DE HIDRATOS DE CARBONO  Contenido en HC de los alimentos (100g)

Adaptada de Sandoz Nutrition, 1996

DISTRIBUCIÓN DE CARBOHIDRATOS EN LA NATURALEZA Glucosa Fructosa (levulosa)

Galactosa

Monosacárido más abundante en la naturaleza. Presente en diversas frutas (azúcar de uva) Se encuentra principalmente en jugos de diversas frutas y en mieles. No se encuentra fácilmente en estado libre (glucosa+ galactosa), leche, habas y guisantes.

CONCENTRACIÓN DE AZUCARES VS ESTADO DE MADUREZ

DERIVADOS DE HIDRATOS DE CARBONO (POLIOLES O AZUCARES-ALCOHOLES) CHO

GLICERALDEHIDO

Estos compuesto se forman cuando los grupos aldehídos o cetona de los azúcares se reducen y se produce el correspondiente hidroxilo.

DISTRIBUCIÓN DE OLIGOSACARIDOS EN LA NATURALEZA

Sacarosa : químico orgánico mas abundante en el mundo .

Azúcar invertido S (+66)

G(+52)+F (-92) M (-20)

DISTRIBUCIÓN DE OLIGOSACARIDOS EN LA NATURALEZA Maltosa

Lactosa

Hidrolizados de maíz y de almidones

Exclusivo de leche de mamíferos

DISTRIBUCIÓN DE OLIGOSACARIDOS EN LA NATURALEZA  α-galactosacáridos (rafinosa, estaquiosa,verbascosa)

Leguminosas

DISTRIBUCIÓN DE POLISACÁRIDOS LA NATURALEZA 

reino vegetal y animal

Almidón: cereales, tubérculos, algunas frutas

Glucógeno o almidón animal (musculo e hígado)

EN

DISTRIBUCIÓN DE POLISACÁRIDOS

EN

LA NATURALEZA 

Celulosa ( frutas, hortalizas y cereales como constituyente de las paredes celulares y también la producen ciertos m.o) Madera y algodón







Hemicelulosa (actúan como agentes cementantes en el tejido vegetal; trigo y frijol) Pectinas (se encuentran asociadas con hemicelulosas, en las paredes celulares , y son responsables de la dureza de algunos productos; tejidos suaves, como cascara de cítricos, en manzanas y peras.

Gomas: depende de la fuente de extracción

PECTINAS

Sustancia pécticas

Ácido pectínicos

Ácidos pécticos

GOMAS

CARACTERÍSTICAS Y

APLICACIONES DE LA GLUCOSA

 El cuerpo, utiliza la glucosa como una fuente importante de energía.

 En la fabricación de alimentos, la glucosa confieren un sabor dulce a los dulces, mermeladas, chicles y refrescos.  En la cocción , la fermentación de la glucosa mejora la porosidad y da buenos productos de sabor.  En la producción de helados disminuye el punto de congelación, se aumenta su dureza.

 En la producción de conservas de frutas, jugos, licores, vinos, refrescos, ya que la glucosa no enmascara el olor y el gusto.

APLICACIONES DE LA FRUCTOSA

 Fructosa cristalina se puede utilizar como un edulcorante.

 Se utiliza para proporcionar sabor en categorías de productos de alimentos y bebidas incluyendo suaves galletas húmedas, barras nutricionales, productos de calorías reducidas y el jugo de concentrados congelados que son vertibles.

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LA SACAROSA

 Tiene grado de solubilidad alto  Gran capacidad de hidratación  Menos higroscópico que la fructosa  Se utiliza comercialmente en la elaboración de azúcar invertido  Actuar como conservador en mermeladas, conservas y leche condensada. 

Proporcionar volumen y textura en helados, natillas, productos de panadería y confitería.



Actuando como un alimento para la levadura en la cocción y en la elaboración de cerveza y sidra.

 Contribuir al color de la corteza y el sabor en productos de panadería

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DEL AZÚCAR INVERTIDO

 Debido a la fructosa es más dulce que la sacarosa  No cristaliza  Es higroscópico

Ayudan a controlar la cristalización (pdtos de confitería) y realzar el sabor de productos derivados de fruta, también se aplican en ciertos artículos para reducir aw y apoyar la conservación.

 Facilitan la compactación de nieves y helados  Manejo de productos de panificación que se someterán a congelación  Dan cuerpo a sustancias que van hacer utilizadas

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LA MALTOSA

 Es el menos higroscópico de los oligosacáridos  No cristaliza fácilmente  No están dulce como la glucosa  Es fermentable  Soluble en agua Aplicaciones:  La maltosa se añade a la levadura como el proceso de fermentación.  Formas solubles de maltosa en agua se introducen en este proceso para ayudar a liberar el etanol y dióxido de carbono  La maltosa es un excelente aditivo para muchos tipos diferentes de alimentos envasados, incluyendo bebidas no alcohólicas  La maltosa es importante en la elaboración de cerveza.

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LA LACTOSA

 Menos soluble de los disacáridos  Menos dulce ( 15%)  Poder absorbente

 Se utilizan para retener compuestos que imparten sabores, aromas y colores.  Se emplean en la panificación pues interacciona fácilmente con las proteínas y producen pigmentos de la rxn de Maillard.  Se aplican a productos diversos productos de confitería , mezclas secas, productos lacteos, vegetales secos, botanas, formulas de alimento infantil.

TECNOLOGÍA DE LOS AZÚCARES 

Conservación



Cristalización



Hidratación





Poder edulcorante

Reacciones de oscurecimiento

HIDRATACIÓN Y SOLUBILIDAD DE AZÚCARES

PODER EDULCORANTE

Azúcar invertido = 27% mas dulce que sacarosa ??? (180+74)/2 =127

VS TEMPERATURA

REACCIONES DE OSCURECIMIENTO EN AZÚCARES

Caramelización (pirólisis)

pf

OLORES PRODUCIDOS POR EL CALENTAMIENTO DE UN AMINOÁCIDO CON GLUCOSA

BENEFICIOS

Y DESVENTAJAS OSCURECIMIENTO DE MAILLARD  Generación de melanoidinas coloreadas A-- C---N

DEL

CARACTERÍSTICAS

DE LOS POLISACÁRIDOS

PRINCIPALES USOS DE LOS POLISACÁRIDOS EN LOS ALIMENTOS

USOS DE LA CELULOSA  





   

Generalmente no se usa como aditivo Celulosa semicristalina (CMM) posee alta capacidad de retención de agua

Carboximetil celulosa (propiedades funcionales de interés para la industria alimentaria Control de la cristalización de la lactosa Elaboración de productos congelados Aderezos para conferir viscosidad y cuerpo En mezcla de gomas para evitar sineresis En alimentos dietéticos

USOS DE HEMICELULOSAS Alto peso molecular (insolubles)  De bajo peso molecular (solubles)  CRA, disminuye tiempo de amasado, mejora el volumen y textura) 



Absorción de agua en intestino, formarcion de heces y eliminacion con facilidad.

CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS ALMIDONES USADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

PROPIEDADES DEL ALMIDÓN

Almidón nativo

Gránulos parcial/ hidratados Tg

Geles retrogradados

Gránulos fundidos Tm

Fragmentos dispersos

K-AMYL 04/06, Megazyme

TA Instruments 2920

IC: 20–130 ºC VC: 10 ºC/min 2.2 mg de Muestra 7 µl de H20

Mendez-Montealvo y col (2005)

Inversión (30 min)

H20 40 mg de harina (S)

92°C/30 min 20°C/30 min

17000 g / 2 s

17000 g /10 min

Konik-Rose y col (2001)

FUNCIONES Y APLICACIÓN DE GOMAS EN ALIMENTOS Factores extrínsecos: pH, sales disueltas y proporción de azúcares Funcionalidad Factores intrínsecos: Peso molecular, y grado de esterificación

Viscosidad

   

PM, GE

Elaboracion de jaleas (pectina de GE bajo) Gelatinas (pectinas GE alto) Elaboración de bebidas El jugos clarificados (se remueven las pectinas)

FUNCIONES Y APLICACIÓN DE GOMAS EN ALIMENTOS

PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL CONSUMO DE CARBOHIDRATOS  Intolerancia a los carbohidratos

 Diabetes

 Obesidad

 Hipertrigliceridemia

 Caries dental

Gracias****** *****

http://www.importancia.org/carbohidratos.php#ixzz3F1uRihUl http://quimicaorganicaqu.blogspot.mx/2013/07/carbohidratos.html

Química Orgánica by MORRISON y BOYD 5ta Edicion, Editorial PEARSON. Introducción a la Química Orgánica byLUIS LAFUENTE Y ALATAVA BENITO, Editorial UNIVERSITAT JAUME Fundamentos Teórico-Prácticos de la Química Orgánica byALICIA LAMARQUE, Editorial ENCUENTRO

CELULOSA La celulosa es la sustancia que compone la mayor parte de las paredes celulares de las plantas Otras fuentes naturales importantes son algodón, lino, cáñamo, yute, paja, y madera

Aplicaciones: Puede ser usado para hacer papel, película, explosivos y plásticos, además de tener muchos otros usos industriales. Se utiliza en particular para la fabricación de fibras textiles sintéticas tales como acetato de celulosa, viscosa o fibras de rayón, así como en explosivos y otros materiales diversos. También se están haciendo del uso de celulosa como fuente de combustible. Investigadores se han embarcado en la producción industrial de etanol celulósico (un combustible hecho de la transformación de la celulosa en alcohol).

ALMIDON Se encuentra en las papas, batatas, zanahorias y nabos. Las demás hortalizas con alto contenido de almidón son el maíz, los guisantes y calabaza de invierno.

Aplicaciones: En las industrias agroalimentarias, almidones y derivados se utilizan como ingredientes, componentes básicos de los productos o aditivos en pequeñas cantidades para mejorar la fabricación, almacenamiento o exposición. El uso de almidón se requiere en varios sectores industriales, tales como en los alimentos, papel, textiles y adhesivos. Los productos de hidrólisis (jarabe de glucosa y maltosa, maltodextrinas) y la isomerización (iso-glucosa o fructosa) se utilizan en las industrias de dulces, chocolates, dulces, pasteles, pasteles, así como en las industrias de mermeladas y postres.

BIOSÍNTESIS DEL ALMIDÓN

ADP-glucosa Pirofosforilasa (AGP)

Almidón sintasa Soluble (SS)

Enzima ramificadora de almidón (SBE) Amilosa

Glucosa 1 fosfato

Amilosa

Almidón sintasa unida al gránulo (GBSS)

Hannah y James (2008)

Amilopectina

ADP glucosa

Tetlow y col (2004)

Enzima desramificadora de almidón (DBE)

James y col (2003)

Hirose y col (2004)