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© 2012 Lic. Cristián Petracchi.

CARBOHIDRATOS

Azúcares, en castellano…


CARBOHIDRATOS

• Compuestos orgánicos constituidos por C, H y O.

• Su fórmula molecular general es: Cx(H2O)y • También llamados:

– HIDRATOS DE CARBONO,

– GLÚCIDOS o

– AZÚCARES.

• Se encuentran en todos los seres vivos.

• Son una de las principales fuentes de energía.



Químicamente son…

Glucosa Eritrosa Fructosa Ribulosa

………………….. y …………………..

polihidroxiladas.

Glucosa = 2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal Fructosa = 1,3,4,5,6-pentahidroxi-2-hexanona

CARBOHIDRATOS © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


• Se clasifican en dos grupos:

SIMPLES y COMPLEJOS.

CARBOHIDRATOS © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


CARBOHIDRATOS simples

• NO SUFREN HIDRÓLISIS a azúcares más pequeños.

• Típicamente, contienen entre 3 y 7 átomos de C.

• Se los denomina MONOSACÁRIDOS.

• Se clasifican según:

– la naturaleza del grupo carbonilo.

– el número de átomos de carbonos.



CARBOHIDRATOS complejos

• SÍ SUFREN HIDRÓLISIS a azúcares más pequeños (los monosacáridos que los forman).

• Según la cantidad de monosacáridos, se los denomina:

– OLIGOSACÁRIDOS (2 a 10 monosacáridos) o

– POLISACÁRIDOS (+ de 10 monosacáridos).

• Si se conjugan con proteínas o lípidos, se los denomina:

– GLUCO- o GLICOPROTEÍNAS: factor sanguíneo.

– GLUCO- o GLICOLÍPIDOS: reconocimiento celular.



• Según la naturaleza del grupo carbonilo, clasificados en:

ALDOSAS y CETOSAS

D-Eritrosa D-Ribosa D-Glucosa D-Ribulosa D-Fructosa

C

C

C

CH2

O

OH

H OH

H OH

H

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

H OH

H OH

HC

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

H

C

C

CH2OH

H OH

H OH

C O

CH2

OH

C

C

C

CH2OH

OH H

H OH

H OH

C O

CH2

OH

CARBOHIDRATOS simples © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


• Según el número de átomos de carbonos, clasificados en:

TRIOSAS TETROSAS PENTOSAS HEXOSAS HEPTOSAS

3 C 4 C 5 C 6 C 7 C

Eritrosa Ribosa Glucosa

Ribulosa Fructosa

Galactosa



• Formas de representación:

ABIERTA CERRADA

FISCHER HAWORTH

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

C O

C

CC

C

OH

H

H

H

OH

OH

H OH

H

CH2

OHC

C

C

C

C

CH2OH

H OH

OH H

H OH

H

H OH

O



• Presentan carbonos quirales, por cuanto existen:

2n estereoisómeros posibles (n= cantidad de C quirales)

– Por ejemplo, para las aldohexosas, que tienen 4 C quirales, existen 24 = 16 estereoisómeros posibles.

• La posición del OH en el último carbono quiral (el más alejado del grupo carbonilo) define dos series:

– D-… con el OH a la derecha

– L-… con el OH a la izquierda

• En la naturaleza, por lejos, son más abundantes las formas D-.



• Particularmente, para la GLUCOSA:

D-glucosa L-glucosa

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

OH H

H OH

OH H

OH H

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH



Entre los estereoisómeros posibles, encontramos:

ENANTIÓMEROS: DIASTERÓMEROS: configuraciones opuestas configuraciones opuestas en todos los OH. en algunos OH.

D-glucosa L-glucosa D-glucosa D-galactosa

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

OH H

H OH

OH H

OH H

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

CH

C

C

C

C

CH2OH

O

H OH

OH H

OH H

H OH



• ENANTIÓMEROS: formas D y L de un mismo monosacárido.

• DIASTERÓMEROS: (estereoisómeros NO enantiómeros)

D-alosa D-altrosa D-glucosa D-manosa D-gulosa D-idosa D-galactosa D-talosa

CARBOHIDRATOS simples

OH

O

H OH

H OH

H OH

H OH

OH

O

OH H

H OH

H OH

H OH

OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

OH

O

OH H

OH H

H OH

H OH

OH

O

H OH

H OH

OH H

H OH

OH

O

OH H

H OH

OH H

H OH

OH

O

H OH

OH H

OH H

H OH

OH

O

OH H

OH H

OH H

H OH



• Denominada también DEXTROSA, azúcar de uva o azúcar de almidón.

• Es la principal fuente de energía del cuerpo humano.

• En forma libre, abunda en las frutas y jugos vegetales.

• Combinada, forma parte de oligo- y polisacáridos de importancia biológica: Sacarosa, Lactosa, Almidón, …

• En la sangre humana se encuentra en una proporción de 0,9 a 1%: – HIPOGLUCEMIA: déficit de glucosa en sangre.

– HIPERGLUCEMIA: exceso de glucosa en sangre.

CARBOHIDRATOS simples: GLUCOSA © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


• Propiedades físicas:

– Sólido cristalino.

– Inodoro.

– Soluble en agua.

– Funde a 86 °C.

– Menos dulce que la sacarosa (azúcar común).

CARBOHIDRATOS simples: GLUCOSA

C4 C

5

O

C1

C2C

3

OHOH

HH

H

H

HOH

OH

C6

OHH

H



• Propiedades químicas:

– En condiciones adecuadas, fermenta para producir:

C6H12O6 --> (enzima/levadura) --> 2 C2H5OH + 2 CO2

(glucosa) (etanol) (dióxido de C)

– Ésta reacción constituye el núcleo central en la elaboración de bebidas alcohólicas (vino, cerveza, ...).



Transformación de forma abierta a cerrada:

• Ocurre por una reacción interna entre el grupo aldehído del C1 y el grupo OH del C5.

• El C1 se transforma en un nuevo centro quiral y aparecen dos nuevos isómeros, denominados ANÓMEROS α- y β-.



Azúcares complejos formados por dos monosacáridos, unidos por enlace glicosídico (carbonilo + alcohol).

• SACAROSA (GLU + FRU):

– Es el azúcar común.

– Presente en la caña de azúcar, remolacha y miel.

• MALTOSA (GLU + GLU):

– Presente en los granos en germinación pero su fuente principal es la hidrólisis parcial del almidón.

• LACTOSA (GAL + GLU):

– Presente en la leche humana (5-7%) y en la de vaca (4-6%).

CARBOHIDRATOS complejos DISACÁRIDOS © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


Azúcares complejos formados por gran cantidad de monosacáridos, unidos por enlaces glicosídicos.

• Homopolisacáridos:

– Formados por 1 sólo tipo de monosacárido.

– Ejemplos: ALMIDÓN, GLUCÓGENO, CELULOSA, QUITINA, …

• Heteropolisacáridos:

– Formados por 2 o más tipos de monosacáridos.

– Ejemplos: ÁCIDO HIALURÓNICO (lubricante del tejido conectivo) y HEPARINA (anticoagulante).

CARBOHIDRATOS complejos POLISACÁRIDOS © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


• Polímero de glucosas con enlace α-1,4 => digerible por los animales y el hombre (enzimas glicosidasas).

• Está formado por dos fracciones:

– AMILOSA (20%): • Lineal

• Insoluble en agua fría.

– AMILOPECTINA (80%): • Ramificado (α-1,6 cada 25 glucosas aprox.)

• Soluble en agua fría.

• Polisacárido con función de almacenamiento en las plantas.

• Presente en tubérculos (papas, batatas) y en granos.

CARBOHIDRATOS complejos ALMIDÓN © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


• Estructura similar a amilopectina, pero con más unidades de glucosa y más ramificaciones (cada 13 glucosas aprox.)

• Polisacárido con función de almacenamiento en los animales.

CARBOHIDRATOS complejos GLUCÓGENO © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


• Polímero de glucosas con enlace β-1,4 => no digerible por el hombre y otros mamíferos.

• Polisacárido con función estructural en plantas.

• Tiende a formar fibras lineales, estabilizadas por puentes de H.

CARBOHIDRATOS complejos CELULOSA

CC

O

CC

C OHOH

H

H

H

H

H

OH

O

C

OHH

H

CC

O

CC

C HOH

H

H

H

H

OH

OH

C

OHH

H



DERIVADOS DE CARBOHIDRATOS:

• ESTEVIÓSIDO: – Nombre comercial: Stevia, Truvia o PureVia.

– 300 veces más dulce que sacarosa.

– Altas dosis producen reducción de esperma.

• SUCRALOSA: (1879) – Nombre comercial: Splenda.


– Estable a altas temperaturas (sirve para cocinar).

CARBOHIDRATOS y EDULCORANTES © 2012 Lic. Cristián Petracchi.


DERIVADOS DE PÉPTIDOS Y PROTEÍNAS:

• ASPARTAMO: – Nombre comercial: NutraSweet o Equal.


– Pierde dulzura a altas temperaturas (no sirve para cocinar).

– Éster metílico del dipéptido fenilalanina-ácido aspártico.

• NEOTAME: (2002) – 8.000 veces más dulce que sacarosa.

– Más estable que ASPARTAMO.

• BRAZZEÍNA: (2009) – Nombre comercial: Cweet.

– 1.000 veces más dulce que sacarosa, gusto dulce persistente.

– Proteína de 54 aminoácidos.



DERIVADOS SINTÉTICOS:

• CICLAMATO: – Nombre comercial: Sucaryl o SugarTwin.

– 30 a 50 veces más dulce que sacarosa.

– Prohibido en EE.UU. en 1970.

• ACESULFAME DE POTASIO: – Nombre comercial: Acesulfame-K o Ace-K.

– 200 veces más dulce que sacarosa, ligeramente amargo.

• SACARINA: (1879) – Nombre comercial: Sweet n´ Low.

– 300 veces más dulce que sacarosa, con regusto amargo.

– Inestable a altas temperaturas (no sirve para cocinar).



CARBOHIDRATOS y biología celular

Los grupos sanguíneos dependen del tipo de glicoproteína que contienen la membrana de los eritrocitos:

– A … tiene una cadena de N-acetilgalactosamina,

– B … tiene una cadena de galactosa,

– AB … presenta los dos tipos de glicoproteínas y

– 0 … carece de ambas.

Galactosa N-acetilgalactosamina

C O

C

CC

C

OH

H

H

OH

H

OH

H OH

H

CH2

OH

C O

C

CC

C

OH

H

H

OH

H

OH

H NH

H

CH2

OH

C

CH3

O


carbohidratos - cienciadoc · –por ejemplo, para las aldohexosas, que tienen 4 c quirales,...

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