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Universidad Nacional del Comahue Facultad de Ciencias y Tecnología de los Alimentos LIC. EN TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTO Docente: Lic. Beatriz Pirone Ayudante: Lucia Schamme BROMATOLOGIA I
| Date post: | 05-Nov-2023 |
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Universidad Nacional del ComahueFacultad de Ciencias y Tecnología de los AlimentosLIC. EN TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTO
Docente: Lic. Beatriz PironeAyudante: Lucia Schamme
BROMATOLOGIA I
CARBOHIDRATOS EN ALIMENTOS
CARBOHIDRATOS
Definición
Los carbohidratos son moléculas formadas en la fotosíntesis de los vegetales mediante la siguiente reacción:
energia (hν) + CO2 + H2O carbohidratos + O2
Los animales los consumen para obtener la energía necesaria para realizar trabajo
carbohidratos + O2 energia + CO2 + H2O
CARBOHIDRATOS
FUNCIONES BIOLÓGICAS:
Proporcionan energía a animales y vegetales
Forman parte del exoesqueleto de invertebrados y pared bacteriana
Dan sostén y rigidez a las plantas
Contribuyen a la estructura de algunas proteínas y lípidos complejos
CARBOHIDRATOS
CARACTERÍTICAS GENERALES
SON LOS COMPONENTES MÁS ABUNDANTES Y AMPLIAMENTE DISTRIBUIDOS EN LA NATURALEZA.
SON UN GRUPO MUY HETEROGÉNEO CON RESPECTO A ESTRUCTURA Y PROPIEDADES FÍSICAS
JUEGAN UN PAPEL IMPORTANTE EN LA NUTRICIÓN HUMANA COMO RESERVAS DE ENERGÍA.
CARBOHIDRATOS
CARACTERÍTICAS GENERALES
MEJORAN LA SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS QUE SOLAS NO PODRÍAN ATRAVESAR LAS MEMBRANAS CELULARES QUE CONSTITUYEN BARRERAS NATURALES.
LOS MECANISMOS DE RECONOCIMIENTO ENTRE LAS CÉLULAS SE APOYAN TAMBIÉN EN LOS CARBOHIDRATOS DE LA SUPERFICIE CELULAR.
CARBOHIDRATOS
CLASIFICACIÓN
MONOSACÁRIDOS (LLAMADOS TAMBIÉN AZÚCARES SIMPLES)
OLIGOSACÁRIDOS
POLISACÁRIDOS
SOLUBILIDADMono y disacáridos: muy solubles en agua, menos
solubles en etanol, algo solubles en etanol con agua caliente e insolubles en solventes orgánicos (excepto piridina)
Polisacáridos: varía enormemente, los almidones parcialmente hidrolizados son más solubles en agua. La aminlopectina se dispersa parcialmente en agua caliente.
CARBOHIDRATOS
MONOSACÁRIDOS
COMPUESTOS CRISTALINOS SOLUBLES EN AGUA.
POLIHIDROXIALDEHÍDO, CETONAS, ÁCIDOS, ALCOHOLES Y SUS DERIVADOS SIMPLES.
LOS CENTROS REACTIVOS DE ESTOS COMPUESTOS SON LOS GRUPOS CARBONILO E HIDROXILO.
AZÚCARES REDUCTORES
SON AZÚCARES QUE CONTIENEN ELCARBONO ANOMÉRICO LIBRE.
INCLUYEN A TODOS LOS MONOSACÁRIDOS (GLUCOSA, FRUCTOSA) Y ALGUNOS DISACÁRIDOS (LACTOSA, MALTOSA)
LOS AZÚCARES REDUCTORES EN SOLUCIONES ALCALINA REDUCEN RÁPIDO IONES OXIDANTES COMO: Ag++, Hg++, Cu++ y Fe(CN)6
+++. LOS AZÚCARES SON OXIDADOS PARA FORMAR UNA MEZCLA COMPLEJA DE ÁCIDOS.
SE ENOLIZAN EN SOLUCIONES ALCALINAS.
LOS ENEDIOLES SE ROMPEN EN LAS DOBLES LIGADURAS PARA PROPORCIONAR UNA MEZCLA COMPLEJA DE PRODUCTOS, QUE AUMENTA ENORMEMENTE LA EFECTIVIDAD DEL PODER REDUCTOR DE UN AZÚCAR
AZÚCARES REDUCTORES
UN AZÚCAR REDUCTOR EN SOLUCIÓN ACUOSA SE PRESENTA EN SUS 6 FORMAS TAUTOMÉRICAS: LAS DOS PIRANOSAS, LAS DOS FURANOSAS Y LA FORMA CARBONIL
ACÍCLICA (CADENA ABIERTA) Y SU HIDRATO.
MONOSACÁRIDOS MÁS
IMPORTANTESHEXOSAS D-glucosa (DEXTROSA)D-fructosa (LEVULOSA)D-galactosa D-manosaD-ribosa
OLIGOSACÁRIDOS LA CONVENSIÓN ESTÁNDAR PARA EL NÚMERO DE UNIDADES DE
MONÓMEROS QUE CONSTITUYEN UN OLIGOSACÁRIDO ES DE 10
TIENEN PESO MOLECULAR RELATIVAMENTE BAJO (340-1600 daltons)
ESTOS ESTÁN LIGADOS POR ENLACES GLUCOSÍDICOS CON PÉRDIDA DE AGUA.
PRODUCEN MONOSACÁRIDOS POR HIDRÓLISIS ENZIMÁTICAMENTE O POR HIDRÓLISIS ÁCIDA
LOS OLIGOSACÁRIDOS CONSTITUIDOS POR DOS UNIDADES DE MONÓMERO SON LLAMADOS DISACÁRIDOS Y SON LOS MÁS ABUNDANTES
OLIGOSACÁRIDOS MÁS
IMPORTANTESESTAN CONSTITUIDOS POR UNIDADES DE: D-glucosa D-fructosa D-galactosa
EJEMPLO: Lactosa Sacarosa Maltosa
POLISACÁRIDOS
LA MAYORÍA DE LOS CARBOHIDRATOS QUE SE ENCUENTRAN EN LA NATURALEZA SON POLISACÁRIDOS.
TIENEN UN ALTO PESO MOLECULAR (HASTA 420 MILLONES DE DALTONS).
SON POLÍMEROS QUE PRODUCEN MONOSACÁRIDOS MEDIANTE LA HIDRÓLISIS ÁCIDA O ENZIMÁTICA ESPECÍFICA.
NOMENCLATURA DE LOS
POLISACÁRIDOS
LOS POLISACÁRIDOS QUE TIENEN MONÓMEROS DE CARBOHIDRATOS IDÉNTICOS SE LLAMAN HOMOPOLISACÁRIDOS (U HOMOGLICANOS).
LOS POLISACÁRIDOS QUE ESTÁN COMPUESTOS DE MÁS DE UN TIPO DE MONÒMERO SON LLAMADOS HETEROPOLISACÁRIDOS.
POLISACÁRIDOS MÁS
IMPORTANTESHOMOPOLISACÁRIDOS QUE CONTIENEN D-glucosa :
ALMIDÓN
GLUCÓGENO
CELULOSA
DEXTRINAS
Amilopectina
Celulosa
POLISACÁRIDOS MÁS
IMPORTANTESHETEROPOLISACÁRIDOS
PECTINA (COMPUESTA DE ÁCIDO D-galacturónico, SU METIL ÉSTER, AZÚCARES NEUTROS, ETC.).
HEMICELULOSA (COMPUESTA DE AL MENOS SEIS MONÓMEROS DIFERENTES
NUMEROSAS GOMAS VEGETALES Y MICROBIANAS XILANO
PECTINA
CONTENIDO DE CARBOHIDRATOS EN DIVERSOS TIPOS DE ALIMENTOS
PRODUCTOS LÁCTEOS:YOGURTH 5.6% LECHE 4.78%
MIEL 75.1%CEREZA 13.3% CERVEZA (ligera) 2.9%
VEGETALES:PAPA 15.4%
ZANAHORIA 3.59%BRÓCOLI 2.3% TOMATE 3.63%
ALMIDÓN (DE PAPA) 83.1%
FRUTAS:MANZANA 12.39%UVA 16.11%NARANJA 9.19
IMPORTANCIA DE LAS DETERMINACIONES DE
CARBOHIDRATOS
EN EL ANÁLISIS COMPOSICIONAL DE LOS ALIMENTOS, ES EL PRINCIPAL COMPONENTE, DESPUÉS DEL AGUA
EN EL ANÁLISIS DE MATERIA PRIMA Y ALIMENTOS PROCESADOS SE PUEDE UTILIZAR PARA PROPORCIONAR INFORMACIÓN IMPORTANTE (Ej. MADURACIÓN EN FRUTOS)
PUEDEN SER INDICATIVOS DE ADULTERACIÓN DE LOS ALIMENTOS (PRESENCIA COMO ADITIVO NO PERMITIDOS).
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
MÉTODOS FÍSICOS:Método refractométricoMétodo polarométrico
MÉTODOS QUÍMICOS:Método por titulaciónMétodo por espectrofotometría
MÉTODOS BIOQUÍMICOS:Método enzimático
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Muestreo y preparación de la muestra:
1. Homogeneizar el producto a muestrear2. Tomada la muestra, conservar en envase
cerrado para evitar pérdida o incorporación de humedad (importante en muestra higroscópicas)
3. Muestras líquidas disolver cristales por calentamiento suave.
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Extracción:
1. Alcohólica: etanol 50% y temperatura de ebullición. Buena extracción pero disuelve aminoácidos, sales o ácidos orgánicos que pueden interferir en la determinación. En determinaciones enzimáticas interfiere el alcohol presente.
2. Acuosa: No es buena extracción pero hay menos interferencias.
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Clarificación: Elimina color y materia suspendida que pueda interferir en la determinación.
El agente clarificante se debe elegir teniendo en cuenta: Que produzca mínimo error Que permita rápida filtración Que tenga eficiencia como clarificante
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Los más utilizados son: Crema de alúmina (sales básicas de aluminio): es
poco eficiente pero produce poco error. Ideal para alimentos de alta pureza
Acetato básico de plomo: eficiente, se debe eliminar el exceso de Pb con adición de sulfato de sodio
Carbón activado: buen clarificante pero remueve azúcares (fructosa)
Ferrocianuro de cinc: buen clarificante, muy utilizado
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Análisis:
Si en la muestra solo hay un azúcar presente, se determina por cualquier método citado.
Si en la muestra hay más de un azúcar presente se puede hacer el análisis con separación de la mezcla por cromatografía o sin separación por los métodos físicos, químicos o enzimáticos
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
MÉTODOS FÍSICOS Métodos refractométricos:
La refractometría se basa en los cambios del índice de refracción que sufre una sustancia cuando otra es disuelta en ella.
Se utiliza un refractómetro y la concentración de la solución azucarada se expresa en °Bx
En la ley de Snell:
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Métodos refractométricos:Cálculo:
%SS : g azucar / (g azucar + g de agua)
Muy útil para determinar concentraciones en soluciones acuosas de azúcares
Ampliamente usado para aproximar valores para otras soluciones azucaradas
El contenido de sólidos solubles es un buen estimador del contenido de azúcar, ya que ésta representa más del 90% de la materia soluble en alimentos tales como jugos, vinos, etc.
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Métodos polarimétricos:
Se basa en la capacidad rotatoria de ciertos compuestos que desvían la luz polarizada, es decir presentan isomería óptica.
Rotación Positiva (+): dirección a favor de las agujas del reloj
dextrorotatoria (d) Negativa(-): dirección contraria a las agujas del reloj
levorrotatoria (l)Rotación específica: [a] λT = a / c.l
Siendo: a: rotación medidac: concentraciónl: longitud del tubo
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Métodos polarimétricos:
El polarímetro utiliza luz monocromática y lee en grados angulares ( se debe relacionar con concentración de azúcares)
La lectura polarimétrica depende de: Longitud de onda de luz utilizada Longitud de celda Naturaleza de la sustancia Concentración de la solución (dil) Temperatura
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
MÉTODOS QUÍMICOS
Métodos basados en el poder reductor
Poder reductor: Es la propiedad por la cual los azúcares que tienen disponible el carbono anomérico para la oxidación reducen iones de Ag++, Hg++, Cu++, Bi+++ y Fe(CN)6
+++ en medio alcalino mediante la siguiente reacción:
R C
O
H+ Cu(OH)22 + NaOH2 Cu2O H2O2R C
O
ONa++
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
METODO POR TITULACIÓN DEL REACTIVO DE FEHLING-CAUSSE-BONNANS
La reacción se realiza por titulación del ión cúprico (presente en el reactivo FCB) que pasa a cuproso precipitando como óxido de color rojo ladrillo.
Para visualizar el punto final de esta reacción de óxido-reducción se agrega como indicador azul de metileno, que en estado oxidado es color azul y en estado reducido es incoloro (se transforma en leucobase).
Esta reacción no es equimolecular, un mol de glucosa reduce 5 o 6 moles de Cu(OH)2, dependiendo esta cantidad de las condiciones del medio.
Hay que proceder a titular el reactivo de Fehling mediante una solución de concentración conocida de azúcar invertido, se determina entonces cuantos mg de azúcar invertido reducen a 15 ml del reactivo.
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
MÉTODOS POR ESPECTROFOTOMETRÍAMÉTODO DE NELSON SOMOGY
Basados en la lectura espectrofotométrica de una solución coloreada como producto de reacción entre los azúcares y un determinado reactivo
El grupo aldehído o cetónico libre, reducen los iones metálicos de cubre en solución alcalina del Reactivo de Nelson.
El ion cobre reducido vuelve al estado oxidado en presencia del reactivo arsenomolíbdico del Reactivo de Somogy, formando óxidos superiores de molibdeno de color azul verdoso que absorben luz a 620 nm.
DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
MÉTODO BIOQUÍMICO
Métodos enzimáticos: Se basa en la reacción enzimática sobre el azúcar a investigar
Glucosa:-D-Glucosa + NAD D-glucono-lactona + NADH2
Catalizada por la glucosa-dehidrogenasa. Por adición simultánea de mutarotasa se aumenta la
velocidad de la reacción. Se determina finalmente la cantidad del NADH2 formado, la
cual es proporcional a la concentración de glucosa. La lectura se hace fotométricamente a una longitud de
onda de 340 ó 366 nm.
Los azúcares simples son muy apetitosos…Los excesos tienen su riesgo!!!!
CARBOHIDRATOS
