Glucidos: clasificación y estructura química

GLÚCIDOS

CLASIFICACIÓN Y ESTRUCTURA QUÍMICA

Azúcares, almidones, celulosa, pectinas, gomas, mucílagos son elementos que comparte el reino vegetal en nuestro planeta. Sólo presente en animales en forma de glucógeno, las plantas fotosintetizan estos compuestos otorgándoles un papel muy importante: la moneda energética universal.

Se clasifican en:

Azúcares sencillos: Monosacáridos; sustancias neutras, cristalizables y difusibles en agua, difícilmente en alcohol e insolubles en éter. Sus sabores van desde el dulce al amargo.

Químicamente se dividen en Polihidroxialdehidos o Aldosas y Polihidroxicetonas o Cetosas. De las múltiples hexosas solo unas pocas se encuentran en estado libre en los alimentos:

3 aldosas y 2 cetosas: glucosa, manosa, galactosa, fructosa y sorbosa.

La glucosa contiene 4 carbonos asimétricos por lo que pueden formarse 16 esteroisómeros, esta es uno de los 16 isómeros y 1 de los 2 enanciomorfos D y L. No se refiere a la rotación óptica del azúcar sino a la configuración del grupo hidroxilo del penúltimo átomo de carbono respecto del último. Para la rotación óptica se usan (+) y (-), siendo Fructosa D (+) la fructosa de estructura D que gira a la derecha y Fructosa D (-) la misma pero levorrotatoria.

Se llego al proceso de Mutarrotación: donde se definen Alfa y Beta, como formas, no enanciomorfas (índices de rotación óptica no son idénticos con diferente signo, D y L), cicladas de una cadena abierta intermedia.

El descubrimiento de enzimas específicos para cada forma de la glucosa o sus polímeros demostró la variabilidad tan rica de estos compuestos. Pero, y su tamaño y forma; los anillos que forman los azúcares son como los del pirano (6C) y los del furano (5C)

Anexo 1

Oligosacáridos:

A los carbohidratos formados por dos o tres monosas, se les denomina oligosacáridos. En la naturaleza se encuentran en estado libre tres disacáridos: sacarosa, lactosa y trehalosa, este último es la moneda energética de los insectos. Así la maltosa se deriva del “malteado” o hidrólisis del almidón de la cebada germinada o la celobiosa en la de la celulosa, etc. Maltosa y celobiosa difieren sólo en la constitución  y  de la glucosa que los compone, ya que el enlace 1:4 se mantiene. La trehalosa se constituye de igual forma que la maltosa pero el enlace es 1:1, ésta es un azúcar no reductor. La sacarosa se forma por la unión de  - D glucosa (piranosa) y  - D fructosa (furanosa) en enlace 1:2, por lo tanto, no queda grupo carbonilo libre que le de poder reductor. Cristaliza con facilidad y en presencia de ácidos débiles o de invertasa se produce el fenómeno de inversión donde los azúcares cambian de + a - la rotación óptica. La miel se compone básicamente de azúcares invertidos.

Triscáridos:

De ellos solo dos se encuentran en la naturaleza en estado libre; la rafinosa en la remolacha y salvado y la gencianosa en la raíz de genciana. La rafinosa por hidrólisis da cantidades equimolares de glucosa, de fructosa y de galactosa; la hidrólisis enzimática por emulsina origina sacarosa y galactosa; en medios ácidos débiles y por la acción de la encima rafinasa se desdobla a melodiosa y fructosa.

Al nombrar los trisacáridos debe señalarse la naturaleza de cada enlace glucosídico. Anexo 2.

Azúcares complejos:

Polisacáridos; uniones o-glucosídicas de monosacáridos que pierden el dulzor, insolubles y ramificados o no en 3 dimensiones, como en almidones y pectinas. Cuando sólo originan un monómero se les denomina homopolisacárido: celulosa, almidón, galactano, maná, arabano… y heteropolisacáridos como pectinas, hemicelulosas, mucílagos y resinas. La espectroscopia de RX demuestran la estructura cristalina de todos excepto del de origen animal, el glucógeno.

Celulosa: Se cree que la mitad de dióxido de carbono esta fijado en la celulosa del reino vegetal. Esta es insoluble excepto en el reactivo de Schweitzer (solución amoniacal de hidróxido de cobre). Es el polisacárido mejor estudiado y uno de los que más aplicaciones tiene; nos sirve en el papel, textiles, explosivos, pinturas…

Los rumiantes pueden digerirlos por que poseen en su flora microorganismos que pueden hacerlo. En vegetales superiores se acompaña de lignina, suponiendo el 30% de la celulosa natural.

Almidón: Macroestructura compuesta de amilosa (cadena lineal de glucosas) y amilopectina (cadena ramificada de glucosas). El porcentaje varía según la procedencia del almidón; mientras que el del maíz contiene un 25% en amilosa, el del arroz o los guisantes superan el 70% en este polisacárido. La diferencia de ramificación o no la establecen los enlaces entre 1:4 en la amilosa y 1:6 en la amilopectina, por lo que el enlace 1:6 es el que determina las ramificaciones.

La amilopectina y el glucógeno comparten los mismos monómeros y difieren sólo en la relación de enlaces 1:4 y 1:6.

Hemicelulosas: Gran número de polímeros complejos entre los que se encuentran ácidos poliurónicos (sustancias algales), gomas y mucílagos.

DULZOR Y PODER REDUCTOR

El poder reductor de estas sustancias se debe a su funcionamiento como aldehídos y cetonas; aunque carezcan de olor, no en aldehídos verdaderos. Así se comenzó la investigación de la forma real de estos compuestos.

Todos los monosacáridos poseen un grupo carbonilo que reduce en el licor de Fehling al ión cúprico, de la disolución de SO4Cu en tampón tartrato sódico - potásico, en cuproso. Von Euler llamó reductonas o enedioles al producto de reaccionar el grupo carbonilo con una solución alcalina. Estas tienen mucha relación con la vitamina C o ácido ascórbico, poseen la misma estructura: un anillo de lactona entre el grupo carboxilo y el átomo de carbono 4 (configuración dienólica).

De todos los azúcares existentes en los alimentos, el más dulce es la D-fructosa. El azúcar o sacarosa, compuesto de glucosa + fructosa, se le concede el valor 100 en grados de dulzura y establece así la comparativa entre monosacáridos. Si sintetizamos sacarosa invertida al sumar D-glucosa aumentamos 23,8 el grado de dulzura. En definitiva, el azúcar invertido es más dulce que su forma original. Y la

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