Hidratos de Carbono

Introducción

Se llama Hidratos de Carbono al Grupo de compuestos que contienen hidrógeno y oxígeno, en las proporciones del agua, y carbono.

La formula de la mayoría de estos compuestos puede expresarse como: Cm(H2O)n.

Sin embargo, estructuralmente estos compuestos no pueden considerarse como carbono hidratado, como la fórmula parece indicar.

Los Hidratos de Carbono, son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias los producen en el proceso conocido como: Fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire por acción de la energía solar, y producen hidratos de carbono y otros productos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan.

Glúcidos:

• Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρ "azúcar") son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído.

• La principal función de los glúcidos es aportar energía al organismo. De todos los nutrientes que se puedan emplear para obtener energía, los glúcidos son los que producen una combustión más limpia en nuestras células y dejan menos residuos en el organismo. De hecho el cerebro y el sistema nervioso solamente utilizan glucosa para obtener energía. De esta manera se evita la presencia de residuos tóxicos (como el amoníaco, que resulta de quemar las proteínas) en contacto con las delicadas células del tejido nervioso

• El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero=De 3 en adelante; según el número de átomos). De aquí que el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula. Además, los textos científicos anglosajones aún insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a pensar que este es su nombre correcto. Del mismo modo, endietética, se usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos.

• Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad especifica, como puede ser de solubilidad.

Sinónimos

• Carbohidratos o hidratos de carbono: Ha habido intentos para sustituir el término de hidratos de carbono. Desde1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry1 ) y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) recomienda el términocarbohidrato y desaconseja el de hidratos de carbono.

• Glúcidos: Este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego "glycýs", que significadulce.

• Azúcares: Este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa

• Sacáridos: Proveniente del griego σάκχαρον que significa "azúcar". Es la raíz principal de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos ypolisacáridos)

Clasificación:

Los carbohidratos según su complejidad, se clasifican en:

• En azúcares simples, también llamados monosacáridos u ósidos, constituidos por unidades sencillas que no son susceptibles de descomposición en azúcares más pequeños.

• En disacáridos o diholósidos, compuestos por dos unidades monosacáridas.

• En oligosacáridos, u oligoósidos, integrados por cadenas cortas cuyo número de unidades oscila entre tres y siete monosacáridos unidos.

• Y en polisacáridos o poliósidos, prolongadas cadenas formadas por la unión de numerosas unidades de un mismo monosacárido (homopolisacárido u homopoliósido), o de varias clases de ellos (heteropolisacárido o heterósido). Estos últimos presentan también fracciones no glucídicas.

Entre los azúcares de cadena larga se diferencian estructuras simples y ramificadas.

Monosacáridos

Los monosacáridos contienen un número de átomos de carbono, que oscila entre tres y nueve, aunque los más frecuentes son los de cinco y los de seis.

Se denominan, atendiendo a ese número triosas (tres átomos), tetrosas (cuatro), pentosas (cinco), hexosas (seis), etc.

El monosacárido de tres átomos de carbono (triosa) es el más sencillo y se llama gliceraldehído.

CHO

ø

H _ "C _ OH

ø

CH2OH

D - gliceraldehido.

*C ES UN CARBONO ASITMETRICO.

Los monosacárido más importantes son las pentosas y las hexosas, que son los azúcares de cinco y seis átomos de carbono respectivamente.

Los monosacáridos en cuanto a su estructura química, se distinguen:

• Los polihidroxialdehídos, de fórmula:

HOCH2—(CHOH)n—CHO.

En este caso, el conjunto de átomos del que dependen las reacciones es el grupo aldehído, por lo que se habla, por ejemplo, de aldohexosas (como la glucosa) o aldopentosas. En esta fórmula estructural, las líneas únicas representan enlaces simples, mientras que las compuestas por dos segmentos corresponden a enlaces dobles.

• Y las polihidroxiacetonas, de fórmula:

HOCH2CO—(CHOH)n—CH2OH.

En este caso es denominado grupo ceto, aquel que rige la unión del carbohidrato a otros compuestos. Así se habla de cetopentosas y cetohexosas.

La ligazón de unidades simples para dar lugar a disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos se denomina polimerización, consiste en la reacción de dos grupos hidroxilo (-OH), uno de cada monosacáridos implicado, con la eliminación de una molécula de agua. La hidrólisis, por el contrario, es el proceso en que disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos se descomponen para proporcionar monosacáridos y agua.

Propiedades estructurales de los monosacáridos.

Los monosacáridos se caracterizan por presentar estereoisomería. El fenómeno consiste en que compuestos de análoga fórmula química molecular muestran propiedades distintas debido a que los átomos que componen sus moléculas se distribuyen espacialmente de forma distinta. Por ejemplo, el más sencillo de los monosacáridos, el trigliceraldehído, de fórmula, presenta dos isómeros que son como una imagen real y su reflejo especular -invertido o de espejo-. Este tipo de compuestos se denomina enantiómeros, o isómeros ópticos,

y han de poseer al menos un átomo asimétrico en torno al cual oscilan los demás agregados atómicos.

En el caso anterior, el centro asimétrico es el carbono, que en la fórmula aparece en posición media. Dos enantiómeros difieren en la forma en que desvían el plano de polarización de la luz, es decir, aquel en el que vibran las ondas lumínicas. Uno, llamado forma D (+), o dextrógira, lo hace hacia la derecha; el otro, forma L, (-), o levógira, lo hace hacia la izquierda.

Una propiedad de los monosacáridos con más de cinco átomos de carbono es la presencia de mutarrotación, fenómeno que consiste en una variación óptica de la luz que se registra en las disoluciones de azúcares recién preparados hasta que estas se estabilizan. Ello se debe a que los monosacáridos mencionados no se encuentran en forma de cadena, sino cíclica, lo que hace que puedan existir dos isómeros diferentes denominados a y b. Al proceder a la disolución sólo existe una de las formas (en el caso de la glucosa, una hexosa, la forma a), que paulatinamente se va transformando en la otra, hasta que se alcanza un equilibrio en el que ambas coexisten.

En todos los carbohidratos se explican mejor sus propiedades si se acepta una fórmula cíclica. Los monosacáridos más importantes son:

• La Glucosa.

Es el azúcar que se encuentra mas corrientemente en la naturaleza. Así se encuentra en la sangre, en la fruta y en muchas plantas. Se obtiene industrialmente por hidrólisis con ácidos diluidos del almidón. También se obtiene por la hidrólisis de disacáridos y polisacáridos. Y es capaz de sufrir fermentación transformándose en alcohol, lo que es el fundamento de la fabricación del vino.

...