Qué son los carbohidratos

INTRODUCCIÓN

Abarcar los temas de biomoléculas para su fin de estudio es muy amplio. Por lo que lo único que voy a exponer en este informe va hacer la experiencia biológica que tuve en el laboratorio, por ello el tema experimentado fue el reconocimiento de carbohidratos y sus diferentes métodos para llegar al objetivo mencionado.

OBJETIVOS:

• El reconocimiento cualitativamente de los carbohidratos usando reactivos como el fenol

• Conocer mecanismos de reconocimiento de polisacáridos

• Utilizar pruebas para detectar la presencia de almidón y azucares

• Tener la capacidad de diferenciar que azucares son reductoras o no mediante la prueba de Benedict.

• Realizar la hidrolisis ácida de la sacarosa y almidón mediante el uso de HCl y y la temperatura.

Marco teórico

¿Qué son los carbohidratos?

Los carbohidratos son polihidroxialdeidos o polihidroxicetonas y sus derivados o compuestos que puedan hidrolizar.

Es decir en su estructura presentan grupos hidroxilo (-OH), aldehídico (-COH) o cetónico (C=O).

Cuando por hidrólisis es imposible fragmentar más de una molécula con función reductora (aldehído o cetona), la molécula se denomina monosacáridos o azúcar simple, es decir los más sencillos son los monosacáridos que pueden ser aldosas o cetosas según que contengan la función aldehído o cetona en sus moléculas.

Según el número de carbonos serán triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas.

Si la molécula consta de unos pocos monómeros unidos en unión glucosídica, entonces será un olgosacárido: Disacárido, trisacárido, tetrasacárido

Si la molécula cuenta con cientos o miles de monosacáridos unidos en unión glucosídica entonces tendremos a los polisacáridos. Los homopolisacáridos constarán de un solo monómero repetitivo. Los heteropolisacáridos constaran de dos o en contadas ocasiones más monómeros distintos en su molécula.

PROPIEDADES FISICAS

• Debido a la presencia de tantos grupos hidroxilos (-OH), los carbohidratos son capaces de formar puentes de hidrogeno y por ellos son solubles en agua. A excepción de los polisacáridos

• Los carbohidratos son compuestos cristalinos

• Presentan gran punto de fusión es decir temperatura a la cual la materia pasa de solido a liquido

• Los carbohidratos simples presentan sabor dulce mientras que los complejos no

• Presentan isometría

PROPIEDADES QUÍMICA

• Tienen la capacidad de producir energía

• Tiene cadenas compuestas de 3 a 6 atomos de carbono

• Puedan formar polímeros

• Algunos tiene la capacidad de ser reductores.

Propiedades físicas de solubilidad

 Específicamente de los mono y disacáridos

• muy solubles en agua

• menos solubles en etanol

• algo solubles en etanol con agua caliente

• insolubles en solventes orgánicos (excepto piridina)

 Específicamente en los polisacáridos

•varía de manera importante

•en general todos son insolubles en alcoholes acuosos (75 a 80%).

1. Se dispersan parcialmente en agua caliente.

a) Dextrinas (almidones parcialmente hidrolizados)

b) Amilo pectina y glucógeno

2. Solubles en agua caliente (sin ca).

a) Substancias péctidicas

1. Solubles en agua

b) Gomas, mucílagos, arabinoxilanos, ß-glucanos.

4. Insolubles en agua.

c) Celulosa, algunos mananos y xilanos, hemicelulosa.

DEFINICION DE CARBOHIDRATOS REDUCTORES

A nivel químico, un azúcar se considera "reductora" si reduce un agente oxidante dentro de una reacción química, mientras que las que no reducen la oxidación se llaman "no reductoras".

Los carbohidratos reductores son aquellos carbohidratos (fundamentalmente monosacárido y oligosacáridos) que tiene su grupo funcional de aldehído o cetona libre o potencialmente libre. Libre si la molécula existe en forma abierta, potencialmente libre si la molécula existe en forma cíclica.

Los azúcares con estructuras químicas que incluyen un átomo de carbono anomérico libre (tal como glucosa, maltosa, lactosa y fructosa) utilizan este extremo libre para reducir el oxígeno en una reacción química mediante la donación de electrones a la otra (unión) molécula.

Todos los monosacáridos, aun si existen en forma cíclica, son reductores.

Los disacáridos que tengan el hidroxilo de carbono anométrico de alguno de los dos monómeros libres, también serán reductores, aunque más lentamente, por ejemplo la maltosa y la lactosas.

Pero otros azúcares (tales como sacarosa) han cerrado estructuras químicas, donde los átomos abiertos son utilizados para unir a la estructura en su conjunto y, por lo tanto, no tienen los electrones libres para donar a la molécula de unión. Debido a esto, la oxidación no se reduce durante la reacción.

Es decir son aquellos que al estar unidos por sus dos carbonos anométricos, como la sacarosa, no serán reductores, amenos que se hidrolice la unión y queden libres los monómeros.

A medida que el número de monómeros aumente, las características reductoras se van haciendo más y más leves. De ahí que los polisacáridos, a pesar de tener su último monómero como carbono anométrico, potencialmente libre, en la práctica nunca son reductores. Pero si los polisacáridos se hidrolizan, entonces sí mostrarán las características reductoras de sus monómeros.

Enlace Glucosídico

El enlace acetal (o cetal) en el que participa un carbohidrato se conoce como enlace glucosídico.

Si el segundo alcohol pertenece a otro monosacárido, la reacción produce un disacárido.

El enlace glucosídico (Ej. entre dos azúcares) puede ser alfa (si el OH del C-1 que forma el enlace glucosídico está dirigido hacia abajo) o beta (si el OH del C-1 que forma el enlace glucosídico está dirigido hacia arriba).

La formación de un enlace glucosídico estabiliza la forma anomérica del monosacárido. Por lo tanto, ambos compuestos son diferentes, y uno no se transforma espontáneamente en el otro.

Puesto que el enlace acetal (o cetal) puede formarse con cualquiera de los grupos OH del "segundo" azúcar, los enlaces glucosídicos entre monosacáridos pueden ser de naturaleza muy diversa, incluyendo formas alfa y beta entre los carbonos 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 2-2, etc.

Hay dos tipos de enlaces entre un monosacárido y otras moléculas

El hidroxilo anomérico puede reaccionar con un grupo hidroxilo de otro azúcar, o de cualquier otro compuesto, uniendo las dos moléculas y liberando agua, el enlace formado recibe el nombre de enlace O-glucosídico.

El enlace O-Glucosídicotambien puede realizarse entre dos -OH de dos carbohidratos, lo cual dará como resultado la formación de un disacárido, o aumentará el número de monómeros que forman ya un oligo- o un poli-sacárido.

El enlace será α-Glucosídico si el monosacárido que participa con su carbón anomérico es α y será β-Glucosídico si dicho monosacárido es β.

En el caso de los disacáridos:

Los holósidos constituidos por dos monosacáridos reciben el nombre de disacáridos.

La unión a través de enlace glucosídico de dos monosacáridos puede tener lugar de dos maneras: 1.Unión mono-carbonílica. El carbono anomérico de uno con un grupo alcohólico del otro. En este caso, el segundo monosacárido queda como aglicona; su carbono anomérico queda libre y mostrará por tanto las propiedades reductoras propias del mismo. En este caso, hablamos de disacáridos reductores.

2. Unión di-carbonílicaLa unión se realiza mediante la unión de ambos carbonos anoméricos. En este caso, ambos carbonos pierden sus propiedades reductoras al estar implicados en el enlace glucosídico, y los denominamos por tanto disacáridos no reductores.

EXPLICANDO LO ANTERIOR

Unión Monocarbonílica. En este tipo de reacción, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un OH alcohólico de otro. Así, el segundo azúcar presenta libre su carbono anomérico, y por lo tanto seguirá teniendo propiedades reductoras, y el disacárido presentará el fenómeno de la mutarrotación. Los disacáridos así formados se llaman disacáridos reductores. Unión dicarbonílica En estas reacciones, el carbono anom

Unión dicarbonílica En estas reacciones, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con el carbono anomérico del otro monosacárido. Así se forma un disacárido no reductor, donde no queda ningún carbono anomérico libre y que no presenta el fenómeno de mutarrotación.

PROPIEDADES DE LA GLUCOSA

La glucosa es una molécula no ionizada de 6 átomos de carbono, por tanto es una hexosa . Es el monosacárido más abundante en la naturaleza. Como en su metabolismo no libera iones de hidrógeno no provoca acidosis, aun con concentraciones en sangre muy elevadas.

Figura 16: Estructura química lineal de la glucosa.

La glucosa es el hidrato de carbono más elemental y esencial para la vida, es el componente inicial o el resultado de las principales rutas del metabolismo de los glúcidos. Es también producto de la fotosíntesis que hacen los vegetales de hoja verde gracias a su clorofila. La glucosa se transforma luego en

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