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CARBOHIDRATOS
• Se denominan Hidratos de carbono por responder muchos de ellos a la formula empírica:
• C (H2O)n
Carbohidratos
Funciones de los carbohidratos
• - estructural. La celulosa.- almacenamiento de energía: almidón- Base de material genético. Los monómeros del
DNA y RNA poseen, azúcares de 5 carbonos llamadas pentosas.
- comunicación. Carbohidratos específicos asociados a grasas y proteínas cumplen funciones de reconocimiento y comunicación intercelular.
CLASIFICACION• Por grupo funcional Aldosas Cetosas
• Por tamaño: Monosacaridos: Estructura simple Oligosacaridos: 2 a 10 unidades de
azúcar Polisacaridos: mas de 10 unidades
• Numero de monómeros Disacáridos 2 mono Trisacáridos 3 Mono
• Constituyentes Homopolisacaridos : almidón Heteropolisacaridos: pectina
CLASIFICACION
Monosacáridos Aldosas Cetosas- Azúcares
Oligosacáridos
-Polisacáridos
Monosacáridos- Son azúcares simples de entre 3 a 7 átomos de carbono- Todos los carbonos excepto uno están unidos al grupo hidroxilo; el otro forma un doble enlace con un átomo de oxígeno constituyendo un grupo carbonilo.-Si el carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena, el monosacárido es un aldehído- si está en otra posición, es una cetona.
La gran cantidad de grupos hidroxilo (polares) y el carbonilo, dan a los monosacáridos propiedades hidrofílicas.
CH2OH
H OH
H-C=O
CH2OH
OH H
L-gliceraldehido
H-C=O
D-gliceraldehido
D = dextro; L = levo
ALDOSAS
FAMILIA DE LAS ALDOSAS
CETOSAS Tres carbonos: Cetotriosa
CH2 OH
C O
CH2 OH
Dihidroxiacetona
FAMILIA DE LAS CETOSAS
ESTRUCTURA CICLICA
Estructura cíclica
CH2OH
CH2OH
H C
H OHC
HO HC
HO C
OC
HOCH2 O
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OHCH2OH
OH
H C
H OHC
HO HC
HOCH2 C
O
-D-fructofuranosa D-fructosa -D-fructofuranosa
Anillo de 5 miembros Como el del furano
Ofuranosas
Proyeccion Harworth• Si el –OH está a la derecha en una proyección de
Fischer, en una proyección de Harworth el OH se escribe debajo del plano del anillo
• Si está a la izquierda en la proyección de Fischer en Harworth va encima del plano
CHO
C OHH
C HHO
C OHH
CH
CH2OH
O
HO
CH2OH
H OH
HH
OH
OH
H
H
OH
CONFORMACION ANOMERICA. Los anillos que se forman CONFORMACION ANOMERICA. Los anillos que se forman no son planos, sino que adoptan la forma de sillano son planos, sino que adoptan la forma de silla
eq
ax
O
eq
eq
eq
eqax
ax
ax
ax
REACCIONES DE CARBOHIDRATOS
• Formacion de hemiacetales• Reduccion de metales
AZUCARES REDUCTORES
Todos los carbohidratos que contienen un grupo hemiacetálico reaccionan con los metales.
El reactivo de Tollens, Benedict, y Fehling presentan pruebas (+) con aldosas y cetosas oxidándolas.
Los carbohidratos que contienen sólo grupos acetales o cetales no dan pruebas (+) con estos reactivos, son azúcares no reductores.
Ejemplo de azúcares no reductores:acetales cetales
O
HOH
HH
H
H
OCH3OH
OH
CH2OHO
OR
OHHH
OHH
CH2OH
CH2OH
REACCIÓN DE BENEDICT
La prueba de Benedict es una prueba específica para las sustancias reductoras con grupos carboxilos libres.
REACCIÓN DE BENEDICT
Reacción con álcalis
• En medios alcalinos los azucares sufren enolizaciones a través de las cuales se producen las isomerizaciones:
C
OHH
HHO
OHH
OHH
CH2OH
O
H C
O
HHO
OHH
OHH
CH2OH
OH
H
H
C
O
HHO
OHH
OHH
CH2OH
OH
HH
Reacción con ácidos y altas temperaturas• Isomerizaciones son muy lentas• Cataliza reacciones de deshidratación las cuales se aceleran a altas temperaturas generando furanos
C
O
HHO
OHH
OHH
CH2OH
O
H
H H
-H2O
C
O
H
OHH
OHH
CH2OH
O
H
H C
O
H
OHH
OHH
CH2OH
OH
H
C
O
H
H
OHH
CH2OH
OH
-H2O
1,2 enol 2,3 enol dicarbonilo3-desoxiulosa
Ciclizacion
-H2O
OHOH2C CHO
Hidroximetil furfural
• El HMF se detecta en alimentos como caramelos, “miel adulterada” (porque?)
• La polimerización de HMF produce pigmentos pardos característicos del caramelo (melanoidinas)
La prueba de Molisch es una prueba cualitativa para la presencia de carbohidratos en una muestra de composición desconocida
Reacción de molisch
Complejo violeta (prueba positiva)
Caramelización• Reacción de oscurecimiento, también llamada pirolisis (calentamiento
drástico)• Se lleva a cabo tanto a pH acido como básico (catalizan ácidos
carboxílicos y sales (bisulfito de amonio)• Se presenta en alimentos tratados térmicamente (leche condensada, pan,
frituras, dulces etc)O OH
CH2OHHO
OH
HOH2C
H
OH
HO
OH
O H
OH
CH2OH
-H2O OH
HO
OH
O
O
CH2
H
OHHO
OH
O
O
CH3
OHHO
OH
O
O
CH3
H
O
OH
O
O
CH3
H
-H2O
O
HO
H3C
OH
H
HO
O
HO
H3C
O
Ciclacion
Isomaltol
O
OH
H
O
H3C
HO
O
OH
HO
H3C
HOO
O
HO
H3C
-H2O
-H2O
Maltol
Reacción de Maillard• Esta reacción de pardeamiento no enzimático hace parte de un grupo complejo de transformaciones que generan múltiples compuestos.
• Se producen melanoidinas coloreadas (amarillo a café) que afectan el sabor, el aroma, el valor nutritivo y pueden dar lugar a la formación de compuestos mutagénicos o potencialmente carcinogénicos, como la acrilamida.
• La reacción se presenta entre un azúcar reductor y un grupo amino (proteína o a.a)
O
OH
OH
N
H
H
X
OH
OH
N
H
X
OH
OH
OH
N X
Hidrazinas NH2arilhidrazinas NHArHidroxilaminas OHSemicarbacida NHCONH2Tiosemicarbacida NHCSNH2Amina primaria R
X
Hidrazonas NH2arilhidrazonas NHAroximas OHSemicarbazonas NHCONH2Tiosemicarbazonas NHCSNH2Alquil iminas R
X
Derivados de monosacaridos
OLIGOSACARIDOS
Enlace glicosidico Homodisacarido
Azucares ácidos Se obtienen por la oxidación del aldehído con peróxidos, ciertos metales se obtienen ácidos aldónicos ejemplo glucónico
• Se puede utilizar para cuantificar azucares.• Azúcar reductor: debe tener un hidroxilo libre en el carbono hemiacetalico (C-1 o 2)
•Los monosacáridos pueden ser oxidados enzimáticamente en la posición C-6, produciendo ácidos uronicos. Acido galacturónico de las pectinas.
•Se pueden oxidar en 1 y 6 produciendo ácidos glicaricos
Disacaridos
Los disacáridos se producen cuando se combinan químicamente dos monosacáridos
Maltosa ---------- glucosa + glucosa
Lactosa ---------- glucosa + galactosa
Sacarosa --------- glucosa + fructosa (azúcar común)
Celobiosa --------- glucosa + glucosa
O
OOH
HH
H
H
H
OH
OH
CH2OH
O
CH2OH
OHH
H
H
OH
CH2OH
1
2
Enlace 1,2-glicosídico
Disacárido: sacarosa
Enlace 1,2-glicosídico
• La estructura de los disacáridos puede ser especificada de una manera corta usando la siguiente notación:
α o β para denotar configuración y un numero que indica la naturaleza del enlace, así la celobiosa es Glcβ1-4Glc.
Otros nombres un poco mas complejos
O-α-D-glucopiranosil-(1-4)-D-Glucopiranosa
POLISACARIDO•También se conocen con el nombre de glicanos
• Están constituidos de monosacáridos y derivados
• Homopolisacaridos: constituidos de una sola clase de monosacáridos, ejemplo maltodextrina (Gluα1-4) son llamados glucano, galacturonanos, mananos etc
Otra manera de describirlos: celulosa: (1-4) β- glucopirananos
• Heteropolisacaridos: constituidos de mas de una clase de monosacáridos, ejemplo pectina
• Pueden diferir en el tipo de enlace glicosidico (mas comunes 1-4 y 1-6)
Celulosa: uniones β en lugar de α como en almidón
Comunes en levaduras y bacterias
Unidades de amino azúcar
Polisacáridos• Carbohidratos más complejos
Incluyen:• – Almidón• – Glucógeno• – Celulosa• – Quitina
Son una macromolécula consistente en unidades repetitivas de azúcares simples, por lo general, glucosa
Tipos de polisacáridos
Almidón• es la forma común de almacenar energía en
las plantas.• Está hecho de unidades de alfa glucosa.• Los vegetales almacenan almidón en
estructuras llamadas amiloplastos.• Existen dos formas de almidón, amilosa (no
ramificado) y amilopectina (ramificado).
Estructuras del almidon
Estructura del almidón
Glucógeno
• Es la forma de almacenar glucosa en tejidos animales.
• Se almacena en los músculos y el hígado Las moléculas de glucógeno poseen cadenas altamente ramificadas.
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