1. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS DEDICATORIA Dedicamos
este proyecto a nuestra familia y amistades las cuales nos ayudaron
con su apoyo incondicional a ampliar nuestros conocimientos y estar
ms cerca de nuestras metas profesionales. Esto fue posible primero
que nadie con la ayuda de Dios, gracias por otorgarnos la sabidura
y la salud para lograrlo. Gracias a los intercambios y exposiciones
de ideas con mis compaeros y amigos de estudios durante el proceso
del curso. No quisieramos dejar a nuestra profesora Ing. Lida Sanez
Falcon quien nos inspir a continuar en momentos difciles para
seguir con este trabajo pese a las dificultades que se presenten.
1
2. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS INTRODUCCINEste
nombre se deriv de las investigaciones de los primeros
qumicos,quienes observaron que al calentar azcares por un perodo
prologado detiempo, en un tubo de ensayo abierto, obtenan un
residuo negro, carbn ygotas de agua condensadas en las paredes del
tubo.Adems, el anlisis qumico de los azcares y otros carbohidratos
indicaronque contenan nicamente carbono, hidrgeno y oxgeno y muchos
de ellostenan la frmula general Cx(H2O)y.Ahora se sabe que algunos
carbohidratos contienen nitrgeno y azufre ademsde carbono, hidrgeno
y oxgeno. No son compuestos hidratados, como lo sonmuchas sales
inorgnicas (por ejemplo, el sulfato de cobre
pentahidratadoCuSO4.5H2O.Actualmente, el nombre de carbohidratos se
utiliza para designar una clase decompuestos que son aldehdos o
cetonas polihidroxiladas, o sustancias queproducen estos compuestos
por hidrlisis (reaccin con agua). Loscarbohidratos son los
principales componentes de casi todas las plantas,comprenden del 60
al 90% de su masa seca. En contraste, el tejido animalcontiene una
cantidad comparativamente pequea de carbohidratos (porejemplo,
menos del 1% en el hombre). Los vegetales utilizan los
carbohidratostanto como fuente de energa as como tejido de sostn,
de la misma maneraque los animales emplean las protenas. Los
animales no realizan esta sntesis,por lo tanto, dependen del reino
animal como fuente de estos compuestosvitales. El hombre, otra
especie animal, no solo utiliza carbohidratos en sualimentacin
(aproximadamente del 60 al 65% en masa de la dieta mundial),sino
tambin para su vestimenta (algodn, lino, rayn), habitacin
(madera),combustible (madera) y productos de papel (madera). 2
3. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS RESUMENEn este
trabajo se a desarrollado los siguientes temas:Carbohidratos.
Estructura. Propiedades fsicas, qumicas y organolpticas.Reacciones
en medio cido y bsico. Caramelizacin. Reacciones concompuestos
amnicos. N-glucsidos. Compuestos de Heyns y Amadori.Estados
iniciales de la reaccin de Reaccin Maillard. Productos dedegradacin
de las desoxiosonas. Reaccin de Strecker. Inhibicin de lareaccin de
Maillard. Reacciones con compuestos hidroxlicos
(O-glicsidos)Oligosacridos, propiedades, clasificacin. Polisacridos
tipos deconformacin, propiedades. Polisacridos especiales Agar,
carragenatos,gomas arbiga, tragacanto. Pectinas, Almidones,
celulosa, dextranos.Propiedades fsicas y qumicas. Anlisis y
deteccin. Requerimientosnutricionales. Contenido en los alimentos.
Valor calrico. 3
4. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS
CARBOHIDRATOSI.-DEFINICIN DE CARBOHIDRATOLos carbohidratos, glcidos
o hidratos de carbono, son biomolculas ternarias,relativamente
simples constituidas de carbono, hidrgeno y oxgeno, perotambin
pueden presentar otros tomos.Los hidratos de carbono, qumicamente
son polihidroxialdehdos opolihidroxiacetonas, o productos derivados
de ellos por oxidacin, reduccin,sustitucin o polimerizacin. Muchos
tienen la frmula (CH2O)n, que daba aentender, en su origen, que se
trataba de hidratos de carbonos.Estas biomolculas son las ms
abundantes en la naturaleza de origen sobretodo vegetal, los
glcidos proceden de la actividad fotosinttica de losvegetales. Son
estas biomolculas la base de todo el equilibrio trfico oalimenticio
de la materia viva.Se les considera como elementos comunes
existentes en casi todos losalimentos, tanto de forma natural o
como componentes y como ingredientesartificialmente aadidos. Su uso
es muy grande y puede decirse que son muyconsumidos. Tienen
diferentes estructuras moleculares, tamaos y formas queexhiben una
variedad de propiedades qumicas y fsicasEl almidn, la lactosa y la
sucrosa (azcar corriente) son carbohidratosdigeribles por los
humanos y ellos junto con la D-glucosa y la D-fructosaproporcionan
casi el 7080% de la caloras en la dieta humana a lo largo detodo el
mundoours meet me in the towerII.-TIPOS DE CARBOHIDRATOS.Basndose
en su complejidad estructural los carbohidratos se presentan
envarias formas de compuestos: Monosacridos, oligosacridos y
polisacridos. 4
5. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS CARBOHIDRATOS
COMPLEJOS SIMPLES HIDROLISIS 2 molculas de DISACARIDOS monosacrido
MONOSACARIDOS s HIDROLISIS 3 a 10 molculas de OLIGOSACARIDOS
monosacridos HIDROLISIS Ms de 10 molculas de POLISACARIDOS
monosacridos2.1.-LOS CARBOHIDRATOS COMPLEJOSEstn hechos de molculas
de azcar que se extienden juntas en complejascadenas largas. Dichos
carbohidratos se encuentran en alimentos tales comoguisantes,
frjoles, granos enteros y hortalizas. Tanto los
carbohidratoscomplejos como los carbohidratos simples se convierten
en glucosa en elcuerpo y son usados como energa. La glucosa es
usada en las clulas delcuerpo y del cerebro y la que no se utiliza
se almacena en el hgado y losmsculos como glucgeno para su uso
posterior. Los alimentos que contienencarbohidratos complejos
suministran vitaminas y minerales que sonimportantes para la salud
de una persona. La mayora de la ingesta decarbohidratos debe
provenir de los carbohidratos complejos (almidones) yazcares
naturales en lugar de azcares procesados y refinados. 5
6. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS2.2.-LOS CARBOHIDRATOS
SIMPLESSon descompuestos rpidamente por el cuerpo para ser usados
como energay se encuentran en forma natural en alimentos como las
frutas, la leche y susderivados, al igual que en azcares procesados
y refinados como los dulces, elazcar comn, los almbares y las
gaseosas. La mayor parte de la ingesta decarbohidratos debe
provenir de carbohidratos complejos (almidones) yazcares naturales,
en lugar de azcares procesados o refinados.III.-MONOSACRIDOSSon
azcares simples monomoleculares (monmeros), constitudos por unasola
unidad de polihidroxialdehido o polihidroxiacetona; por ello no
pueden serdesdoblados en compuestos ms sencillos por hidrlisis.
6
7. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS3.1.-PROPIEDADES
FSICAS:En forma slida son de color blanco, cristalino, muy soluble
en agua e insolubleen disolventes no polares. La mayora tienen
sabor dulce. Son los azcaresms sencillos, son aldehdos (aldosas) o
cetonas (cetosas) con dos o msgrupos hidroxilo.Debido a que los
hidrxidos son grupos muy polares, todos los monosacridosson muy
solubles en agua, pueden cristalizar y atraviesan fcilmente
lasmembranas biolgicas.Los monosacridos existen habitualmente como
ismeros, es decir sonmolculas que tienen la misma frmula general e
emprica, no obstante lafrmula estructural de las molculas es muy
diferente y les imprimepropiedades fsicas y qumicas muy distintas;
Por ejemplo, la glucosa y lafructosa tienen la misma frmula C6H12O6
puesto que contienen los mismostomos en las mismas proporciones,
pero las frmulas estructurales paraindicar el ordenamiento espacial
de las partes es muy diferente, as mismo elsabor de la glucosa ni
siquiera se aproxima al sabor de la fructosa que es elmonosacridos
ms dulce.Los monosacridos debido a que presentan uno o varios
carbonos asimtricos,tienen la posibilidad de formar numerosas
configuraciones pticas espacialesen la cadena hidrocarbonada
originando los estereoisomeros (son imgenesespeculares en un
espejo, una idntica de la otra), la ms frecuente son, D yL, por sus
configuraciones espaciales, derecha a izquierda (D por dextro
=derecha y L por Levo = izquierda). El caso ms sencillo es el de la
aldotriosagliceraldehdo, que tiene un carbono asimtrico, lo que da
lugar a dosconfiguraciones posibles, conocidas como ismeros D y L.
Todos los demsazcares se consideran estructuralmente deriva-dos D L
gliceraldehdo, porlo que se agrupan en las familias D y L.La serie
D comprende todos los monoscridos en los que el OH del
carbonoestereognico directamente unido al grupo CH2OH terminal est
situado a laderecha en una proyeccin de Fisher. 7
8. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS D-(+)-gliceraldehido
D-eritrosa D-treosa D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa D-alosa
D-altrosa D-glucosa D-manosa D-gulosa D-idosa
D-galactosaD-talosa**Ciclizacin de los monosacridos.
MutarrotacinLos monosacridos son molculas polifuncionales ya que
poseen un grupoaldehido, o cetnco, y al menos dos grupos
hidroxilos. Como es conocido, losgrupos carbonilos reaccionan en
medio cido para dar acetales: + OR + OR O H H R C + HOR R C H + HOR
R C H H OH OR un hemiacetal un acetalEn el equilibrio entre un
aldehido, un hemiacetal y un acetal el aldehido estfavorecido. No
ocurre as cuando las molculas poseen un grupo OH en 8
9. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSposicin (1,4)o (1,5) a
un grupo carbonilo ya que la formacin delhemiacetal cclico de 5 o 6
miembros est favorecida: O O O OH C1 + H H2O/H H OH O H H OH C5 OH
R(H) carbono hemiacetlico O O O OH C1 H + H H2O/H OH O H H OH C4 OH
hemiacetales cclicos R(H)De esta forma los monosacridos en agua
forman hemiacetles cclicos;cuando utilizan el OH del carbono 4, se
forma un anillo de 5 miembros (formafuransica) mientras que cuando
utilizan el OH del carbono 5, se forma unanillo de 6 miembros
(forma piransica).* En las disoluciones acuosas seencuentran ambas
formas en equilibrio. Al formarse el hemiacetal cclicoaparece en la
molcula un nuevo centro quiral (el carbono carbonlica pasa desp2 a
sp3) por lo que en cada carbono hemiacetlico hay dos
formasespaciales diferentes. Cuando el grupo OH se encuentra hacia
arriba, elhemiacetal se denomina y cuando est hacia abajo . En los
azcares, aeste carbono se le denomina carbono anomrico y a los
dosdiastereoismeros resultantes de la formacin del hemiacetal se le
denominananmeros. 9
10. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS3.2.-PROPIEDADES
QUMICAS:Reacciones de oxidacin:Todos los monosacridos reducen los
reactivos de Fehling y de Tollens yson por lo tanto azcares
reductores. Si estas reacciones sirven paradiferenciar aldehidos de
cetonas por qu cetosas y aldosas tienen igualcomportamiento frente
a estos reactivos? Ambos reactivos son alcalinos yel medio bsico
provoca la isomerizacin, e incluso la descomposicin, de losazcares
ya que facilitan la formacin de la forma enlica: epmeros CHO CHO H
C OH HO C H CHOH H C OH H C OH C OH H C OH enodiol CH2OH CH2OH C O
C OH etc H C OH C OH cetosaLas aldosas, pero no las cetosas se
oxidan con agua de bromo obtenindoseun cido glicnico. Esta reaccin
permite diferenciar las aldosas de las cetosasya que por ser este
un medio cido no se isomerizan los azcares. Laoxidacin con cido
ntrico produce cidos glicricos: COOH Br2/H2O H C OH n cido glicnico
CHO CH2OH H C OH n CH2OH COOH HNO3 H C OH n cido glicrico 10
COOH
11. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSOxidacin con cido
perydico:Los compuestos que contienen dos grupos susceptibles de
oxidarse encarbonos adyacentes se oxidan, con ruptura del enlace
carbono-carbono: HIO4R CH CH R R C H + H C R +HIO3 OH OH O OR CH CH
R OH OR" HIO4 x no reacciona Por cada enlace que se rompe se
incrementa el grado de oxidacin HIO4R CH CH CH R R C H + HCOOH + H
C R +HIO3 OH OH OH O OFormacin de osazonas:Como todos los aldehidos
las aldosas reaccionan con fenilhidracina para darfenilhidrazonas.
Si se emplea un exceso del reactivo (3:1) se obtienenosazonas:
epmeros CHO CHO H C OH HO C H H C OH H C OH 3 C6H5NHNH2 CH NNHC6H5
dos moles forman la osazona C NNHC6H5 + C6H5NH2 + NH3 H C OH un mol
oxida al grupo OH osazona y se reduce 11
12. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS Los epmeros producen
la misma osazona IV.-RESUMEN DE LAS MS IMPORTANTES REACCIONES DE
LOS MONOSACRIDOS: CH2OH O + H2O/H El otro anmero OH (mutarrotacin)
HO OH -D-glucosa OH CH2OH + O ROH/H OR un glicsido CH2OH (estable
en sln HO OH neutra o alcalina) O OH OH un cido aldnico oxidacin
suave + HOCH 2(CHOH) 4COOH (forma lactona en Ag /NH3 o X2 medio
cido) OHHO un cido aldrico oxidacin (tambin forma HOO C(C HOH)4
COOH OH HNO3 lactona en H +) -D-glucosa COOH O oxidacin OH
enzimtica un cido urnico OH HO OH HIO4 aldehidos y cidos H2/cat
HOCH 2(CHOH) 4CH 2OH un alditol CH2OAc O (CH3CO)2O/NaAc OAc fro un
penta acetato OAc AcO OAc CH2OCH3 O (CH3O)2SO2 OCH3 o CH3I/NaOH
eter-acetal OCH3 CH3O OCH3 12
13. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS V.-CLASIFICACION.
Los monosacridos se clasifican en: 1). Por el grupo funcional, 2).
Por el nmero de tomos de carbono en su cadena molecular. 5.1.-POR
EL GRUPO FUNCIONAL Los monosacridos corrientes tienen el esqueleto
hidrocarbonado no ramificado y todos los tomos de carbono, excepto
uno, poseen un grupo hidroxilo; en el tomo de carbono restante
existe un oxgeno carbonlico, que, como veremos, se halla
frecuentemente combinado formando un enlace acetal o acetaldehdo y
cetal o cetnico, originando las aldosas y cetosas. ALDOSAS.- Son
monosacridos cuyo grupo carbonilo se halla al final de la cadena,
originando una funcin aldehdo (-COH), recibiendo el nombre de
aldosas. Son azcares reductores, a consecuencia del grupo aldehdo
que es muy reactivo. Son capaces de reducir en caliente y en medio
alcalino al cobre (II), azul a cobre (I), rojo. Este es el
fundamento de las clsicas reacciones de Fehling y Benedict, entre
otras. El nombre de estos azcares se hace terminar en
osa.D-gliceraldehido D-eritrosa D-treosa D-ribosa D-arabinosa
D-xilosa D-lixosa CETOSAS.- Son monosacridos cuyo oxgeno carbonilo
que forma la funcin cetona (= C = O) se encuentra en cualquier otra
posesin. El nombre de estos azcares se hace terminar frecuentemente
en ulosa, por ejemplo ribulosa. 13
14. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS Dihidroxiacetona
D-eritrulosa D-ribulosa D-xilulosa D-psicosa D-fructosa D-sorbosa
D-tagatosa5.2.-POR EL NMERO DE TOMOS DE CARBONO EN SU
CADENAMOLECULARSegn el nmero de tomos de carbono que posee la
cadena se distinguen lossiguientes monosacridos.TRIOSAS.- (C3H6O3)
Con tres tomos de carbono en su cadena molecular.TETROSAS.-
(C4H8O4) Con cuatro carbonos en su cadena molecular.PENTOSAS.-
(C5H10O5) Con cinco tomos de carbonos en su
cadenamolecular.HEXOSAS.- (C6H12O6) Con seis tomos de carbonos en
la cadena molecular.HEPTOSAS.- (C7H14O7) Con siete tomos de
carbonos en la cadena molecular.VI.-MONOSACRIDOS
IMPORTANTES.TRIOSAS.- Son monosacridos importantes en el
metabolismo celular. Seforman en el catabolismo anaerbico de la
glucosa.PENTOSAS.- En este grupo se encuentra azcares de extremada
importanciaen la qumica de la herencia, son componentes de los
cidos nucleicos: ribosa,integrantes del cido ribonucleico (ARN) y
cido desoxirribonucleico (ADN). Laribosa interviene adems en la
formacin de la molcula del adenosintrifosfato 14
15. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS(ATP), y en coenzimas
NAD (dinucleotido de nicotinamida y adenina);flavoprotenas y la
coenzima A o ATP.HEXOSAS.- Estos glcidos se consideran los ms
importantes desde el puntode vista energtico y nutricional ya que
la mayor parte de los alimentos estnconstituidos por ellos, las
principales son:Glucosa.- Es la hexosa ms comn en los organismos de
todos los reinos delos seres vivos, y se considera la ms importante
fuente de energa y materialformativo para la estructura de las
clulas.La glucosa en el organismo humano se encuentra en el plasma
sanguneo enuna concentracin aproximada de 0,15%, y est regulada
estrictamente por uncomplejo mecanismo que comprende el sistema
nervioso, el hgado, pncreas,suprarrenales y la hipfisis. Las clulas
cerebrales son particularmentesensibles a la glucosa y, por debajo
de cierta concentracin se daa su funcin,por ello una disminucin
importante en glucosa en la sangre suele provocarconvulsiones e
inconsciencia y, quizs, hasta la muerte. Los alimentos ricos
englucosa proporcionan energa rpidamente, porque sta se disuelve
confacilidad en agua y por su tamao molecular puede pasar por las
membranasbiolgicas y penetrar en las clulas donde se
metaboliza.Galactosa.- Proviene de la hidrlisis de la lactosa que
es el azcar de la leche.La frmula estructural de la galactosa
difiere de la glucosa porque hay unapequea diferencia en el arreglo
de los tomos. La galactosa en el hgado esfcilmente convertida en
glucosa y metabolizada posteriormente de stamanera, sin embargo
algunos bebes sufren el trastorno denominadogalactosemia, debido a
que ha heredado una incapacidad para convertir lagalactosa en
glucosa, y a consecuencia de esta incapacidad
metablicaenferma.Fructosa.- Es el ms dulce de los monosacridos:
tiene la misma composicinqumica de la glucosa, pero con un grupo
cetona (= C = O) en el carbono 2,en lugar del grupo aldehdo. Este
azcar se origina por el desdoblamiento de la 15
16. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSsacarosa (disacrido)
y en el organismo se puede transformar en glucosa. Enlos vegetales
se encuentra en forma libre.VII.-MONOSACRIDOS
DERIVADOS.D-glucuronatoUn derivado carboxlico de la glucosa
D-glucuronato, que forma parte de losglucurnidos yest presente en
los glucosaminoglucanos. -D-glucuronatoAMINOAZCARESDiversos grupos
hidroxilo de los monosacridos se pueden sustituir por gruposamino.
Entre las ms conocidas estn la Glucosamina
(2-amino-2-desoxi-D-glucosa) y la galactosamina
(2-amino-2-desoxi-D-galactosa). -D-glucosamina
-D-galactosaminaAMINOAZCARES CIDOS 16
17. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl cido
N-acetilmurmico, derivado de la N-acetil-glucosamina, participa en
laformacin delas paredes bacterianas y asegura as su rigidez.
N-acetilmurmicoCIDOS SILICOSEl cido neuramnico es una cetosa de
nueve tomos de carbono que resultade la condensacin del cido
pirvico con la D-manosamina. El cidoneuramnico no existe en estado
libre, sino que siempre se presentacombinado (N-acetil, N-glucosil,
O-acetil, O-glucosil). Estas combinacionesconstituyen los cidos
silicos.Los cidos silicos son de gran inters en biologa.
Intervienen en la formacinde las glucopro-tenas as como de los
glucolpidos de las membranas celulares.cido L-ascrbico 17
18. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl cido L-ascrbico es
la vitamina C y es un compuesto muy reductorDESOXIAZCARESSon
azcares en los que se ha sido eliminado el oxgeno de un grupo
hidroxilo,dejando el hidrgeno. Entre los desoxiazcuras tenemos
2-desoxirribosa esuno de los componentes fundamentales del
ADNL-fucosa (6-desoxi-L-galactosa), forma parte de los polisidos de
la leche y lasglucoprotenas. L-ramnosa (6-desoxi-L-manosa) est
presente en la pared dealgunas clulas bacterianas y
vegetalesINOSITOLES O CICLITOLESLos inositoles o ciclitoles son
derivados del ciclohexano en los cuales unhidrgeno decada carbono
ha sido reemplazado por un grupo hidroxilo. 18
19. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS
MioinositolVIII.-QUMICA DE LA CARAMELIZACINComo consecuencia de la
desestabilizacin trmica de los azucares aparecendos grupos
diferentes de compuestos: Compuestos de bajo peso molecular,
formados por deshidratacin y ciclacin. Constituyen entre el 10-5%
del total y entre ellos se encuentran carbociclicos y piranonas,
muchos de ellos voltiles y responsables del olor y sabor tpicos del
caramelo. Tambin aparecen 5 hydroximetil-furfural (HMF) y
hydroxiacetil-furano (HAF) que al polimerizar dan los colorantes
caractersticos. Polmeros de azcares de tipo muy variado y complejo.
Forman entre el 90-95% del total y en su mayora son polidextrosas,
oligosacridos de glucosa. Sin embargo los productos ms tpicos de la
caramelizacin son los dianhdridos de fructosa (DAF) o mixtos de
fructosa y glucosa.El intervalo de temperatura en el que se produce
una caramelizacin correctaes bastante estrecho. A partir de 170C,
empieza la aparicin de sustanciasamargas como consecuencia del
comienzo de la carbonizacin8.1.-REACCIONES DE CARAMELIZACIN Es una
serie compleja de reacciones que comienza cuando los azcares se
calientan por encima de los 150C. Aunque es frecuente partir de
sacarosa, que por accin del calor se hidroliza y se descompone en
glucosa y fructosa, reacciones muy similares tienen lugar a partir
de otros azcares o de mezclas de varios 19
20. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS145Oc comienza la
165Ccaramelizacin 175Ccaramelizacin correcta comienzo de
carbonizacin 20
21. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS8.2.-FACTORES QUE
INFLUYEN EN LA CARAMELIZACIN.El tipo de azcar utilizado como
materia prima, la presencia o ausencia depequeas cantidades de
vinagre o zumo de limn como catalizadores, latemperatura mxima
alcanzada durante la caramelizacin y el tipo decalentamiento
utilizado, influyen en las proporciones y tipos concretos
demolculas obtenidas, tanto en la fraccin voltil como en la que
tiende apolimerizar. Se ha sugerido que estas diferencias seran la
causa de las sutilesdiferencias de flavor y propiedades
organolpticas en general que se logran endiferentes recetas
tradicionales.El pH del proceso tambin interviene, aumentando la
velocidad a la que seproduce la caramelizacin, y reduciendo la
rapidez de solidificacin en elenfriamiento. Por esta razn se suele
aadir al azucar unas gotas de zumo delimn. Con pH cido la
caramelizacin ocurre ms deprisa y comienza a menor temperatura; por
ello es necesario vigilar ms atentamente que no se produzca un
calentamiento excesivo (ms de 170C), que provocara el comienzo de
la carbonizacin. Por otra parte el pH cido hace ms lenta la
solidificacin y disminuye la viscosidad del producto.IX.- REACCIN
DE MAILLARDCon este nombre se designa un grupo muy complejo de
transformaciones quetraen consigo la produccin de melanoidinas
coloreadas que van desdeamarillo claro hasta caf oscuro, o incluso
negro; para que se lleven a cabo serequiere de un azcar reductor
(cetosa o aldosa) y un grupo amino libreproveniente de un aminocido
o de una protena.Al principio se forman aldosaminas (compuestos de
Heyns) y cetosaminas(compuestos de Amadori), estos productos apenas
tienen color..Aldosaminas y cetosaminas se transforman en
premelanoidinas, cuyos coloresy aromas son variados y apreciados
por los consumidores.Estn en el origen del olor a "tostado" de los
alimentos. 21
22. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSSe constituyen los
polmeros marrones, llamados melanoidinas.Las melanoidinas, que
tienen un peso molecular elevado, no atraviesan lamucosa
intestinal, a no ser que se este produciendo
hiperpermeabilidadintestinal por disyuncin de enterocitos.Estas
grandes molculas cuando han atravesado la barrera intestinal,
seacumulan en el medio extracelular. Suelen ser insolubles en agua
y resistentesa enzimas proteolticas, as mismo, la leja o
detergentes no pueden romperlos.Se crean sustancias con efecto
mutgeno.Estas reacciones las observ por vez primera el qumico
francs Maillard, en1913, pero no fue sino hasta 1953 cuando se
aclar su mecanismo general.El caracterstico y deseado color de la
costra de los alimentos horneados sedebe a esta reaccin, al igual
que el de loS diversos postres a base de leche;sin embargo, es
indeseable en otros productos, como en las leches evaporadasy
azucaradas y en algunos jugos concentrados.Aunque esta reaccin se
puede efectuar en diferentes condiciones, estprincipalmente
influenciada por los siguientes parmetros: a) A pH alcalino se
incrementa la velocidad y alcanza un mximo a pH10; sin embargo, hay
que recordar que existen muy pocos alimentos en formanatural Con pH
> 7 (Como el huevo). Por lo contrario, el mecanismo se inhibeen
condiciones muy cidas que normalmente no se encuentran en
losalimentos. b) Las temperaturas elevadas tambin la aceleran, pero
debido a que suenerga de activacin es baja, tambin se observa hasta
en condiciones derefrigeracin. En trminos generales, la Ea es del
orden de 16 a 30 kcal/mo1, yel valor de su coeficiente de
temperatura. Qln (en el intervalo de 0 a 70C). Esde 2 a 3; es decir
por cada 10 oCde aumento, la velocidad se incrementa dedos a tres
veces. En el caso del encafecimiento del jugo de manzana de 65 a75
Brix, la Ea es de 16.4 a 19.3 kcal/mol, 82 mientras que para la
pera es de21.9 kcal/mo1.9 En sistemas modelo de casena-glucosa se
sigue una relacinlineal entre la temperatura y la velocidad de
reaccin en un intervalo de 0 a 90C. de acuerdo con la ecuacin de
Arrhenius. Igualmente, este mecanismo se 22
23. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSajusta a un modelo de
primer orden aparente en el jugo de manzana,dependiente de la
temperatura, la composicin y los slidos solubles. c) Otro factor
importante es la actividad acuosa por lo que los alimentosde
humedad intermedia Son los ms propensos; en la figura 1.7 se
observaque los valores de a" de 0.6 a 0.9 Son los que ms la
favorecen: una actividadacuosa menor no permite la movilidad de los
reactantes y se inhibe elmecanismo. Y una mayor produce el mismo
efecto ya que el agua por ser elproducto de la propia reaccin,
ejerce una accin inhibidora, de acuerdo con laLey de accin de
masas.Ya que diluye los reactantes. d) El tipo de aminocido es
decisivo puesto que stos sern msreactivos en la medida en que se
incremente el tamao de la cadena y tenganms de un grupo amino. Por
esta razn, la lisina, Con su amino en posicin E:es el ms activo;
tambin pueden intervenir otros, como la arginina, la histidinay el
triptofano. Se sabe que en los sistemas modelo de
glucosa-aminocido. Lavelocidad se incrementa con los aminocidos
cuyo grupo a mi no est msalejado del carboxilo. El aspartamo es un
dipptido y1ambin est sujeto aestos cambios; Con la glucosa presenta
una energa de activacin de 22kcal/m01 y un valor de Qln de 2.4.79
e) Los azcares reductores que ms favorecen la reaccin de
MaillardSon en primer trmino las pentosas y. en un segundo trmino
las hexosas;asimismo las aldosas actan ms fcilmente que las
cetosas, y losmonosacridos son ms efectivos que los disacridos. Con
base en esto y entrminos generales, la xilosa es el azcar ms
activo, seguido de la galactosa;la glucosa la fructosa la lactosa y
la maltosa; por su parte la sacarosa por notener poder reductor no
interviene a menos que se hidrolice previamente, locual es muy
sencillo. Este ordenamiento no es estricto, ya que en
sistemasespecficos, como el fredo de papas, la fructosa es ms
activa que la glucosa,y en otros esta situacin se invierte. Los
cidos nucleicos tambin intervienenporque contienen ribosa que es
altamente reactiva. En los sistemas modelo decasena se ha
demostrado que esta transformacin se lleva a cabo a
diferentesvelocidades de acuerdo con el azcar que se emplea.
23
24. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS f) Los metales como
el cobre y el hierro tienen un efecto catalizadorsobre la formacin
de las melanoidinas, lo que indica el carcter de oxidacin-reduccin
de la ltima etapa de este mecanismo. El oxgeno y las
radiacioneselectromagnticas actan de manera semejante. La ausencia
de estos agentes 24
25. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS(metales, luz y
oxgeno) no previene el inicio de la reaccin ya que slofavorecen la
polimerizacin final. Mbb nLa reaccin de Maillard se lleva a cabo de
manera muy compleja mediante ungran nmero de mecanismos que
incluyen la posible produccin de radicaleslibres; en la figura 2.15
se muestra el diagrama caracterstico de este proceso,de acuerdo con
los primeros trabajos de Hodge, que resume las posibles rutasque
siguen los reactantes. Con base en esto, se ha dividido en
cuatroprincipales etapas: condensacin del azcar reductor con el
grupo amino;transposicin de los productos de condensacin; reaccin
de los productos dela transposicin, y polimerizacin y formacin de
sustancias coloreadas.Condensacin del azcar reductor con el grupo
amino. Este inicio consiste enque el carbonilo libre de un azcar
reductor se condensa con el grupo aminolibre de un aminocido o de
una protena. Es preciso recordar que los grupos ami no que
intervienen en un enlace peptdico no estn libres y por tanto
noactan en este mecanismo.El azcar debe tener una estructura
abierta para que su carbonilo sea atacadonucleofilicamente por el
par de electrones del nitrgeno del grupo amino, yformar as la base
de Schiff correspondiente:A su vez, la base de Schiff se cicla y
genera una glucosilamina que puede ser,segn intervenga una aldosa o
una cetosa, alsosamina o cetosamina,respectivamente. Por ejemplo,
si sta proviene de la glucosa y la glicina, elcompuesto resultante
se llamara glucosil-glicina: 25
26. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSDebido a que existen
ms aldosas que cetosas, generalmente se producenglucosilaminas; sin
embargo, la fructosa, aunque con mayor dificultad, tambinpuede
condensarse y formar la fructosilamina correspondiente:Hasta este
momento no hay produccin de sustancias coloreadas ni decompuestos
insaturados que absorban radiaciones, por lo que no se puedemedir
espectroscpicamente la intensidad de la reaccin. En sistemas
modelose ha observado que el pH se reduce por el bloqueo del grupo
amino por partedel azcar.Transposicin de los productos de
condensacin. Tanto las aldosaminas comolas cetosaminas hasta ahora
producidas, son inestables y estn sujetas adiversos cambios
qumicos; las primeras se isomerizan a cetosas por elmecanismo de
Amadori, mientras que las segundas se transforman enaldosas por la
transposicin de Heyns. Por ejemplo, la glucosilamina cambia 26
27. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSa una fructosamina o
1-amino-1-desoxifructosa, mientras que las cetosilaminasa
2-amino-2-desoxialdosa. Las dos isomerizaciones son reversibles y
hastaaqu no se sintetizan todava sustancias coloreadas. En la
figura 2.16 semuestran estas dos transposiciones.La transposicin de
Amadori ha sido aceptada desde que Hodge la propuso en1953; sin
embargo, en los ltimos aos se ha sugerido un nuevo mecanismoque
implica la fragmentacin de los azcares y la produccin de
radicaleslibres, previamente a dicha transposicin. Con base en
esto, se ha visto que,en un sistema modelo de casena-glucosa, los
antioxidantes que se usan paralos lpidos, tales como a-tocoferol,
butilhidroxianisol, butilhidroxitolueno y galatode propilo,
controlan el oscurecimiento por1a reaccin de Maillard y la prdidade
lisina.Reaccin de los productos de la transposicin. De acuerdo con
el pH, laactividad acuosa y la temperatura, los compuestos formados
pueden sufrirmodificaciones muy profundas. En esta fase aparecen
algunos olores, seincrementa el poder reductor, se observan ligeras
tonalidades amarillas yaumenta la absorcin de las radiaciones
ultravioleta.Las principales reacciones que suceden son de
deshidratacin de los azcarespor isomerizacin enlica, con lo cual se
sintetiza furfural y sus derivados, ascomo reductonas y
dehidrorreductonas, ambas con un alto poder reductor;tambin se
producen compuestos como el maltol, el etilmaltol y el
acetil-furano,que son los que producen el aroma del pan.Adems de la
deshidratacin, se presentan igualmente mecanismos defragmentacin de
los azcares enlicos, con lo cual se favorece la sntesis deun gran
nmero de compuestos de peso molecular bajo, como aldehdos,cetonas,
cidos y alcoholes de dos a cuatro tomos de carbono. Entre stos
seencuentra el gliceraldehdo, el piruvaldehdo, el acetol, la
acetona y el diacetilo,todos con un olor caracterstico. 27
28. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLa mayora de las
sustancias formadas son insaturadas y muy reactivas, por loque a su
vez siguen diversas rutas qumicas que dependen de las condicionesde
acidez, temperatura, etc. que prevalezcan.A manera de ejemplo, en
la figura 2.17 se observan dos mecanismos detransformacin que puede
seguir una cetosamina; mediante deshidrataciones,isomerizaciones y
desaminaciones se generan otros compuestos insaturadostambin
inestables, como las osulonas 28
29. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS
ALIMENTOS(3,4-didesoxi-3-enohexosona) y las desoxiosulosas
(3-desoxihexosona); stostambin reaccionan con aminocidos por medio
de la llamada degradacin deStrecker y producen un aldehdo con un
tomo de carbono menos que el 29
30. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSaminocido, CO2 y
nuevas sustancias carbonlicas. Si la 3-desoxihexosonaactuara sobre
la glicina se tendra:El formaldehdo puede a su vez condensarse con
grupos amino para as iniciarla reaccin de Maillard. La produccin de
CO2 se ha empleado para cuantificarel grado de avance de estas
transformaciones. El mecanismo de Strecker pors solo no sintetiza
compuestos coloreados, sino muchos aldehdos de bajopeso molecular
que contribuyen a retroalimentar la reaccin, adems deproducir los
olores tpicos. Cabe indicar que este mismo mecanismo es
elresponsable de la produccin de pirazinas y de otras molculas con
un altopoder odorifico, como las que se encuentran en el caf y el
cacao. Por estarazn, la industria de los saborizantes sintticos
emplea la degradacin deStnecker en forma controlada para elaborar
compuestos, o mezclas de stos,que imitan determinados sabores; se
sabe que el calentamiento de un ciertoaminocido con glucosa genera
olores muy caractersticos.Polimerizacin .v formacin de sustancias
coloreadas. La fase final de estareaccin es la polimerizacin de un
gran nmero de compuestos insaturadosque trae consigo la sntesis de
las sustancias coloreadas llamadasmelanoidinas; a pesar de que su
concentracin es baja, ejercen un efecto muymarcado en la apariencia
del alimento. El color se debe a una amplia absorcindel espectro
visible por parte de diversos cromforos. Para la sntesis delpolmero
influyen decididamente algunas molculas como el furfural,
elhidroximetil-furfural, las osulosas, las desoxiosulosas, los
aldehdos, laspirazinas, los imidazoles, las cetonas y las
reductonas; como muchos de elloscontienen grupos carbonilos, se
favorece la condensacin aldlica: 30
31. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSA su vez, estos
dmeros pueden seguir polimerizndose con otros aldehdoslibres o con
grupos amino.La estructura qumica de las melanoidinas es muy
compleja; los estudiosespectrofotomtricos han demostrado la
presencia de muchos dobles enlacesde aminocidos y de distintos
grupos heterocclicos. La mayora de ellas tienensu mxima absorcin a
420 o 490 nm, por lo cual pueden ser cuantificadas aestas
longitudes de onda. Igualmente, mediante sus espectros en el
infrarrojo oen el ultravioleta se ha podido seguir el curso de su
formacin. Slo las de bajopeso molecular son solubles en agua.Como
se puede deducir, el nmero de compuestos que se generan en
lareaccin de Maillard en su conjunto es muy grande; muchos de ellos
contienengrupos aldehdo y grupos cetona por lo que muestran una
capacidad reductoramuy alta, y en los sistemas modelo se ha podido
demostrar su efectoantioxidante en lpidos insaturados;47 ste es el
caso de los productos de pesomolecular de ms de 1 000 que resultan
de la histidina y la glucosa y queprobablemente, debido a la
presencia de radicales libres, evitan la oxidacin degrasas. Esta
accin tambin se ha observado en diversos alimentos, talescomo
dulces, aderezos y leche en polvo; o pero no en el pescado
congelado.Se ha sealado tambin que estos mismos compuestos
presentan propiedadesantagonistas con algunos nutrimentos, adems de
que son txicos ymutagnicos.En la figura 2.18 se muestran los
compuestos y los grupos de sustancias quese han identificado en
sistemas modelo con slo calentar azcares yaminocidos. 31
32. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSX.-CONTROL DE LA
REACCIN DE OSCURECIMIENTOComo ya se indic, los factores que ms
influyen en esta reaccin son el pH, latemperatura, la actividad
acuosa, el tipo de aminocido y de azcar, losmetales y el oxgeno. En
sistemas modelo de laboratorio se pueden manipulartodos estos
parmetros de tal manera que su velocidad sea controlable;
sinembargo en un alimento con toda la complejidad qumica que
presenta slo esposible modificarlos moderadamente.La reduccin del
pH, de la temperatura y de la actividad acuosa inhiben estareaccin
considerablemente, aunque en ocasiones lograr esto resulta
imposibletcnica y econmicamente. En los huevos deshidratados se
puede aadircidos o eliminar la glucosa por la accin de la enzima
glucosa oxidasa (vaseel captulo 5).Hasta la fecha, el procedimiento
ms comn de control se hace mediante laadicin de sulfitos,
metabisulfitos, bisulfitos o anhdrido sulfuroso siempre ycuando el
alimento lo permita, como es el caso de las frutas
deshidratadas;stos se deben aadir antes de que se 32
33. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSinicie la reaccin, ya
que de otra manera no surten efecto. Se considera queestos
compuestos actan con los grupos aldehdo, las osulosas
ydesoxiosulosas, evitando que intervengan en reacciones
subsecuentes;adems, su carcter reductor inhibe los pasos finales de
la polimerizacin:Los sulfitos tambin se emplean para el control
microbiano y su efecto slo esnotorio cuando existe una cantidad
libre que verdaderamente acte sobre losmicroorganismos; si el
alimento contiene azcares reductores, parte de laconcentracin de
estos agentes se perder porque reacciona con loscarbohidratos y se
reducir la proporcin que funciona como conservador.Recientemente se
ha adjudicado un efecto txico a los sulfitos (vase elcaptulo 9) y
se ha tratado de sustituirlos sin ningn xito. Existen
muchoscompuestos que a nivel de laboratorio inhiben el mecanismo de
Maillard,pero la mayora de ellos, como por ejemplo, la dimedona,
los cianuros, lahidroxilamina, las hidrazinas, los mercaptanos, los
bromuros y las sales deestao, o son muy txicos, o confieren olores
indeseables.Un mtodo adecuado para el control es la optimacin de
los procesos trmicos.ste es el caso de la deshidratacin de las
papas, que se puede efectuar de talmanera que favorezca las
transferencias de calor y de masa sin que ocurra
unoscurecimiento.Otra forma es mediante la reduccin de los azcares
reductores de estostubrculos, que se logra almacenndolos en
condiciones adecuadas antes desu fredo. 33
34. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSXI.-EFECTOS DAINOS
DEL OSCURECIMIENTOAdems de los colores y olores indeseables, esta
reaccin reduce el valornutritivo del alimento ya que se pierden
aminocidos y vitaminas y se generancompuestos que pueden ser
txicos; las propiedades funcionales de lasprotenas, como la
solubilidad, el espumado y la emulsificacin, tambin sereducen.La
lisina es uno de los aminocidos indispensables ms importantes que
seencuentra escasamente en los cereales; en algunos pases como
Mxico cuyadieta se basa en el maz, esta reaccin es de una
importancia particular ya quecualquier disminucin de este compuesto
afecta el ya reducido valor nutritivodel cereal. Existen muchos
trabajos que muestran que la prdida de lisina, o suconversin a una
forma biolgicamente indisponible, reducen la relacin deeficiencia
protenica. La simple condensacin azcar-Iisina hace que
esteaminocido se vuelva indisponible y que, por lo tanto, no pueda
utilizarse en lasntesis de otras protenas; es decir, no es
necesario que el alimento desarrollelos compuestos coloreados
finales para que se pierdan los aminocidosindispensables.Se ha
observado que la tripsina slo ataca parcialmente las protenas que
hansufrido este tipo de transformacin, sobre todo en los enlaces
peptdicoscercanos a donde sucede la condensacin azcar-aminocido.
Los productoslcteos son en particular muy susceptibles debido a su
alto contenido delactosa y de lisina y pueden propiciar la reaccin
incluso en condiciones derefrigeracin. Se ha visto que en el suero
de la leche la aparicin decompuestos coloreados va acompaada de una
reduccin de la lisinadisponible; esto mismo se ha observado en
sistemas modelo de casena-glucosa-glicerol (Fig. 2.19).Ciertas
pruebas de laboratorio han demostrado que las ratas alimentadas
abase de casena adicionada con 0.2% del producto resultante
delcalentamiento de una mezcla de glucosa y lisina, reducen su
capacidad deretencin de nitrgeno de 49 a 33%, con una prdida de
peso. En algunos 34
35. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSpases es costumbre
aadir lisina a los productos que llevan a cabo estareaccin, para
restablecer as el contenido original del aminocido.En los ltimos
aos se ha despertado un gran inters por la actividadmutagnica que
presentan algunas sustancias que se generan en estareaccin y en la
pirlisis de los hidratos de carbono. Se ha visto que suconcentracin
es paralela a la intensidad ya la produccin del colores y que
sesintetizan ms fcilmente cuando la lisina est en proporcin
equimolecular enpresencia de ribosa que cuando est en presencia de
glucosa en un sistemamodelo a lOOC. Cabe recordar que la ribosa
abunda en el pescado y en lascarnes blancas y rojas por lo que se
considera que en estos productos esdonde ms fcilmente se pueden
sintetizar los compuestos mutagnicos.XII.-OLIGOSACRIDOSLos
oligosacridos son polmeros de monosacridos con un nmero deunidades
monomricas entre 2 y 10. Los oligosacridos ms presentes en
lanaturaleza son la inulina, la oligofructosa (fructooligosacridos)
y losgalactooligosacridos.La inulina y oligofructosa estn formados
por cadenas de fructosa que puedenterminar en glucosa o fructosa.
Estn presentes en muchos vegetales:achicoria, cebolla, puerro, ajo,
pltano, alcachofa, etc.Los galactooligosacridos estn formados por
cadenas de galactosa y estnpresentes en la leche y en algunas
plantas.Los oligosacridos forman parte de los glucolpidos y
glucoprotenas que seencuentran en la superficie externa de la
membrana plasmtica y por lo tantotienen una gran importancia en las
funciones de reconocimiento celular..Los oligosacridos son polmeros
de hasta 20 unidades de monosacridos.La unin de los monosacridos
tiene lugar mediante enlaces glicosdicos, untipo concreto de enlace
acetlico. Los ms abundantes son los disacridos,oligosacridos
formados por dos monosacridos, iguales o distintos. Losdisacridos
pueden seguir unindose a otros monosacridos por medio deenlaces
glicosdicos: 1. si el disacrido es reductor, se unir a otros
monosacridos por medio del OH de su carbono anomrico o de cualquier
OH alcohlico 2. si no es reductor, se unir nicamente por medio de
grupos OH alcohlicosAs se forman los trisacridos, tetrasacridos, o
en general, oligosacridos. Lacadena de oligosacridos no tiene que
ser necesariamente lineal, y de hecho, 35
36. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOScon mucha frecuencia
se encuentran en la Naturaleza oligosacridos ypolisacridos
ramificados.Se ha establecido arbitrariamente un lmite de 20
unidades para definir a losoligosacridos. Por encima de este valor
se habla de polisacridos.Los oligosacridos suelen estar unidos
covalentemente a protenas o a lpidosformando glicoprotenas y
glicolpidos.Los oligosacridos pueden unirse a las protenas de dos
formas: mediante un enlace N-glicosdico a un grupo amida de la
cadena lateral del aminocido asparagina mediante un enlace
O-glicosdico a un grupo OH de la cadena lateral de los aminocidos
serina o treonina.Unin N-glicosdica a una protena Unin O-glicosdica
a una protenaLos oligosacridos se unen a los lpidos mediante un
enlace O-glicosdico aun grupo OH del lpido. La figura izquierda de
la tabla inferior muestra unoligosacrido unido a un fosfolpido. La
unin y la estructura del oligosacridoson de tal manera que ste no
presenta ningn grupo reductor libre. En lacomposicin del
oligosacrido suelen formar parte monosacridos como: D-glucosa,
D-galactosa, D-manosa, N-acetil-D-glucosamina,
N-acetil-D-galactosamina, cido silico y fucosa.Los oligosacridos
que forman parte delos glicolpidos y glicoprotenas que se
encuentran en la superficie externade la membrana plasmtica (figura
derecha de la tabla superior) tienen unagran importancia en las
funciones de reconocimiento en superficie. 36
37. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLosoligosacridos
tambin cumplen funciones importantes cuando forman partede las
glicoprotenas solubles del citoplasma.12.1.-FUNCIONES DE LOS
OLIGOSCARIDOS EN DISOLUCINLa molcula representada en la figura
izquierda de latabla inferior corresponde a una protena soluble,
laglucoamilasa de Aspergillus awamorii (cdigo PDB =3GLY). Presenta
azcares O-glicosiladas a residuosde Ser o Thr (resaltados en color
verde) yoligosacridos N-glicosilados a residuos de Asn(resaltados
en color azul).Entre las funciones que llevan a cabo
losoligosacridos unidos a protenas que se encuentrandisueltas en el
citoplasma celular caben destacar: 1. Funcin estructural : La
presencia del oligosacrido puede participar en el proceso de
plegamiento correcto de la molcula, como en el caso de la
inmunoglobulina G (Figura derecha de la tabla superior). Adems,
confiere mayor estabilidad a las protenas de membrana, ya que al
ser muy polares, facilitan su interaccin con el medio (Figura
izquierda de la tabla superior). 2. En muchos casos, el
oligosacrido que se une a la estructura de la protena determina el
destino de la protena sintetizada (targeting): glicoprotena de la
membrana, protena de secrecin o protena especfica de un orgnulo
determinado (figura inferior). 3. Los residuos de cido silico,
adems de aportar numerosas cargas negativas a las protenas, tambin
las protegen de la accin de proteasas (protenas que destruyen otras
protenas). 4. En los peces que habitan en latitudes polares, existe
una protena anticongelante (Figura central de la tabla superior),
presente en 37
38. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS elevada concentracin
en los lquidos corporales de estos animales, y que se une a una
gran cantidad de residuos de carbohidrato.INULINA Es el nombre con
el que se designa a una familia de glcidos complejos(polisacridos),
compuestos de cadenas moleculares de fructosa. Es por lotanto un
fructosano o fructano, que se encuentran generalmente en las
races,tubrculos y rizomas de ciertas plantas fanergamas (por
ejemplo el yacn) enforma de sustancias de reserva. Forma parte de
la fibra alimentaria.La inulina libera fructosa durante la
digestin, aunque en pequea proporcin,ya que el organismo humano
carece de enzimas especficas para degradarla, yes bien tolerada por
los diabticos gracias a que no precisa de la hormonainsulina para
su metabolismo.Adems, medicinalmente la inulina es una sustancia
muy til ya que al no serdegradada por enzimas endgenas, y al
filtrar a nivel glomerular sin serexcretado ni reabsorbido a nivel
tubular, suele utilizarse para evaluar la funcionrenal a nivel de
glomrulo.ALIMENTOS PROCESADOSLa inulina est comenzando a utilizarse
de manera creciente en alimentos,debido a sus inusuales
caractersticas nutricionales y en especial a suspropiedades como
ingrediente alimentario (segn la legislacin europea, no esun
aditivo alimentario7 ). Propiedades que van desde un sabor
moderadamentedulce en los miembros mas sencillos de la familia,
hasta los mas complejos quepueden servir como sucedneos de harinas;
pasando por una enorme cantidadde compuestos de mediana complejidad
sin sabor y con una textura ypalatabilidad muy similar a la de las
grasas (a las que de hecho reemplaza ennumerosos productos de bajas
caloras, en especial lcteos y helados).Estas propiedades son
particularmente ventajosas debido a que la inulinacontiene entre un
tercio y un cuarto de las caloras del azcar y entre un sextoy un
noveno de las caloras de las grasas.Adems incrementa la absorcion
de calcio y posiblemente tambin demagnesio, sumado al hecho de que
promueve la flora intestinal beneficiosa.Produce un impacto mnimo
en el azcar sanguneo, regulariza el transitointestinal y ayuda a
mejorar la calidad de vida de las personas con sndrome decolon
irritable.XIII.-POLISACRIDOS 38
39. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSFrecuentemente son
compuestos amorfos, insolubles e inspidos, con masasmolares
sumamente grandesLos polisacridos son biomolculas formadaspor la
unin de una gran cantidad de monosacridos. Se encuadran entre
losglcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reserva
energtica yestructural.Los polisacridos son polmeros, cuyos
monmeros constituyentes sonmonosacridos, los cuales se unen
repetitivamente mediante enlacesglucosdicos. Estos compuestos
llegan a tener un peso molecular muy elevado,que depende del nmero
de residuos o unidades de monosacridos queparticipen en su
estructura. Este nmero es casi siempre indeterminado,variable
dentro de unos mrgenes, a diferencia de lo que ocurre
conbiopolmeros informativos, como el ADN o los polipptidos de las
protenas,que tienen en su cadena un nmero fijo de piezas, adems de
una secuenciaespecfica.Los polisacridos pueden descomponerse, por
hidrlisis de los enlacesglucosdicos entre residuos, en polisacridos
ms pequeos, as como endisacridos o monosacridos. Su digestin dentro
de las clulas, o en lascavidades digestivas, consiste en una
hidrlisis catalizada por enzimasdigestivas (hidrolasas) llamadas
genricamente glucosidasas, que sonespecficas para determinados
polisacridos y, sobre todo, para determinadostipos de enlace
glucosdico. As, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan elalmidn,
cuyos enlaces son del tipo llamado (14), no pueden descomponerla
celulosa, cuyos enlaces son de tipo (14), aunque en los dos casos
elmonosacrido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los
polisacridos,que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general
uno de cada dosenlaces, liberando as disacridos y dejando que otras
enzimas completenluego el trabajo.En la formacin de cada enlace
glucosdico sobra una molcula de agua,igual que en su ruptura por
hidrlisis se consume una molcula de agua, asque en una cadena hecha
de n monosacridos, habr n-1 enlacesglucosdicos. Partiendo de que la
frmula general, no sin excepciones, de losmonosacridos es CxH2xOxse
deduce fcilmente que los polisacridos respondern casi siempre a
lafrmula general: Cx(H2O)x1 39
40. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS13.1.-CLASIFICACIN DE
LOS POLISACRIDOSPara la clasificacin de los polisacridos, se acude
a uno de dos criterios, elfuncional, que es el ms difundido, o el
qumico, que se atiene a su estructura ycomposicin.SEGN LA FUNCIN
BIOLGICASegn la funcin biolgica, podemos clasificar los
polisacridos en lossiguientes grupos:POLISACRIDOS DE RESERVALos
polisacridos de reserva representan una forma de almacenar azcares
sincrear por ello un problema osmtico. La principal molcula
proveedora deenerga para las clulas de los seres vivos es la
glucosa. Su almacenamientocomo molcula libre, dado que es una
molcula pequea y muy soluble, daralugar a severos problemas
osmticos y de viscosidad, incompatibles con la vidacelular. Los
organismos mantienen entonces slo mnimas cantidades, y
muycontroladas, de glucosa libre, prefiriendo almacenarla como
polmero. Laconcentracin osmtica depende del nmero de molculas, y no
de su masa,as que la clula puede, de esta forma, almacenar enormes
cantidades sinproblemas.Es de destacar que los polisacridos de
reserva no juegan el mismo papel enorganismos inmviles y pasivos,
como plantas y hongos, que en los animales.stos no almacenan ms que
una pequea cantidad de glucgeno, que sirvepara asegurar un
suministro permanente de glucosa disuelta. Para elalmacenamiento a
mayor escala de reservas, los animales recurren a lasgrasas, que
son lpidos, porque stas almacenan ms del doble de energa porunidad
de masa; y adems, son lquidas en las clulas, lo que las hace
mscompatibles con los movimientos del cuerpo. Un organismo humano
almacenacomo glucgeno la energa necesaria para no ms de seis horas,
pero puedeguardar como grasa la energa equivalente a las
necesidades de variassemanas.La mayora de los polisacridos de
reserva son glucanos, es decir, polmerosde glucosa, ms exactamente
de su ismero de anillo hexagonal(glucopiranosa). Se trata sobre
todo de glucanos (14), representados en lasplantas por el almidn y
en los animales por el glucgeno, con cadenas que seramifican
gracias a enlaces de tipo (16). En numerosos grupos de
protistascumplen la misma funcin glucanos de tipo (13).POLISACRIDOS
ESTRUCTURALESSe trata de glcidos que participan en la construccin
de estructuras orgnicas.Los ms importantes son los que constituyen
la parte principal de la paredcelular de plantas, hongos y otros
organismo eucariticos osmtrofos, es decir,que se alimentan por
absorcin de sustancias disueltas. stos no tienen otra 40
41. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSmanera ms econmica de
sostener su cuerpo, que envolviendo a sus clulascon una pared
flexible pero resistente, contra la que oponen la presinosmtica de
la clula, logrando as una solucin del tipo que en biologa sellama
esqueleto hidrosttico.La celulosa es el ms importante de los
polisacridos estructurales. Es elprincipal componente de la pared
celular en las plantas, y la ms abundante delas biomolculas que
existen en el planeta. Es un glucano, es decir, unpolmero de
glucosa, con enlaces glucosdicos entre sus residuos de tipo(14).
Por la configuracin espacial de los enlaces implicados, los
residuosde glucosa quedan alineados de forma recta, no en
helicoide, que es el caso delos glucanos (14), del tipo del almidn.
sta es la regla en cuanto a laconformacin de todos los polisacridos
estructurales de las paredes. Esascadenas rectas se enlazan
transversalmente, por enlaces de hidrgeno, enhaces de cadenas
paralelas.La quitina cumple un papel equivalente al de la celulosa,
pero en los hongos, yadems es la base del exoesqueleto de los
artrpodos y otros animalesemparentados. La quitina es un polmero de
la N-acetil-2, D-glucosamina, unmonosacrido aminado, que contiene
por lo tanto nitrgeno. Siendo ste unelemento qumico de difcil
adquisicin para los organismos auttrofos, que lotienen que
administrar con tacaera, la quitina queda reservada a
hetertrofoscomo los hongos, que lo obtienen en abundancia.SEGN LA
COMPOSICINSe distinguen dos tipos de polisacridos segn su
composicin: 1. Homopolisacridos: estn formados por la repeticin de
un monosacrido. 2. Heteropolisacridos: estn formados por la
repeticin ordenada de un disacrido formado por dos monosacridos
distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos
monosacridos). Algunos heteropolisacridos participan junto a
polipptidos (cadenas de aminocidos) de diversos polmeros mixtos
llamados peptidoglucanos, mucopolisacridos o proteoglucanos. Se
trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos,
relacionados con paredes celulares y matrices
extracelulares.XIV.-AGAREl agar, o agar -agar, es un polisacrido
que se obtiene de algas del gneroGelidium, algas que se han
utilizado en la cocina tradicional japonesa, por suspropiededes
gelificantes, desde hace muchos siglos. Tambin se obtiene deotras
algas, entre ellas especies de los gneros Gracillaria , de las que
procedeactualmente la mayora del agar, y de Gelidiella y
Pterocladia, que aportanpequeas cantidades. El agar de mejor
calidad de obtiene de Gelidium, aunqueen los ltimos aos se ha
extendido mucho la obtencin a partir de cultivos 41
42. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSmarinos de
Gracillaria, que son ahora la fuente principal de este
polisacrido.En Espaa se obtiene sobre todo de Gelidium corneum. En
el listado deaditivos alimentarios de la Unin Europea, el agar es
el E-406ESTRUCTURAEl agar se considera formado por la mezcla de dos
tipos de polisacridos, laagarosa y la agaropectina. La agarosa es
el componente principal,representando alrededor del 70% del total.
Tanto la agarosa como la Agarosa yagaropectina se diferencian en la
presencia de restos de sulfato ypiruvato,relativamente abundantes
en la agaropectina y muy escasos(idealmente, ausentes) en la
agarosa. Los restos de sulfato aparecen sobreunidades de galactosa,
que entonces ocupan el lugar de una anhidrogalactosaen la secuencia
alterna. Existe una gradacin de tipos entre la agarosa y
laagaropectina muy sulfatada. Precisamente las algas sintetizan el
agar en formasulfatada, produciendose la anhidrogalactosa en la
eliminacin enzimtica delsulfato. Esto es un detalle muy importante,
dado que el contenido de sulfatodecrece con la madurez de la
planta, a la vez que aumenta mucho laresistencia de los geles del
agar obtenido a partir de ella. Tambin,dependiendo de las especies,
algunos restos de galactosa tienen grupos metiloen el carbono 6. La
cantidad y calidad del agar acumulado depende dediversos factores
biolgicos y ambientales, en incluso es distinto en distintaszonas
del alga.En disolucin, a temperatura alta, las cadenas de agar estn
desenrrolladas yplegadas al azar. Los geles de agar se forman
fundamentalmente por unionesen forma de doble hlice entre las
cadenas de agarosa. La presencia de grupossulfato, como sucede en
la agaropectina, impedira la formacin de estashlices. Para obtener
el agar de Gracillaria, el alga se trata en medio alcalinoantes de
la extraccin del polisacrido, para reducir su contenido de sulfato
ymejorar sus propiedades. Esta tcnica, desarrollada en la dcada de
1950, hapermitido utilizar el agar de este alga, que sin
tratamiento alcalino es de muymala calidad.Los geles de agar se
forman a concentraciones de menos del 1% depolisacrido, y son
transparentes, duros y quebradizos. Esta ltima propiedadlos
diferencia de la mayora de los otros geles de polisacridos, que son
mselsticos. Adems tienen la propiedad particular de presentar una
granhistresis trmica. Es decir, mientras que el gel se forma (en el
caso del agarde Gellidium) a una temperatura de alrededor de entre
30C, volver de nuevo ala disolucin exige calentar el gel hasta
entre 75C y 90C, segn el tipo. Losgeles de agar de Gracillaria
presentan el mismo fenmenos, pero menosacusado. Con esta salvedad,
los geles de agar son reversibles trmicamente. 42
43. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl agar es un
polisacrido relativamente caro, por lo que se utiliza en
formalimitada, y en muchas aplicaciones se ha sustituido por el
carragenano. Comogelificante, se enplea en productos crnicos y de
pescado de gama alta, paramimetizar la gelatina, que tiene el
inconveniente de fundir a temperatura baja,asi como en otros
productos "gelatinosos". Como estabilizante, puede utilizarseen
productos lcteos y helados, combiando con la goma de algarroba.El
agar es un polisacrido no digerible, que desde el punto de vista
nutricionalforma parte de la "fibra". Las enzimas capaces de
degradar el agar sonextarordinariamente raras, incluso entre los
microrganismos. Por eso el agar estambin un valioso medio de
cultivo en bacteriologa, utilizndose en estaaplicacin desde la
dcada de 1880.XV.-CARRAGENATOSEl carragenato es un producto natural
extrado de algas marinas rojas de laclase Rhodophyceae mediante
diversas tcnicas. Se utiliza ampliamente en laIndustria alimentaria
(E-407) como gelificante, espesante, emulsionante yestabilizante.El
origen del producto se remonta a su utilizacin tradicional como
espesantede la leche en Irlanda, siendo extrado del alga Irish
moss, conocida enbotnica como Chondrus crispus. La disponibilidad
limitada de este tipo de algay la creciente demanda del
hidrocoloide hizo que el campo de materias primasde las que procede
el carragenato se ampliara a otras algas del gneroEuchema (E.
Cottonii y E. Spinosum) y Gigartina.La estructura qumica exacta del
carragenato depende del tipo de alga yproceso empleado. La
estructura molecular del carragenato permite segn laextraccin,
refinamiento y tratamiento de purificacin de las algas la
obtencinde productos con propiedades substancialmente diferentes.
Tradicionalmentelos diferentes tipos de carragenato se clasifican
en funcin de su estructuramolecular particular y efecto en el
producto final: Kappa: forma geles fuertes y rgidos. 43
44. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS Iota: se mezclan con
agua o leche para formar geles dbiles, sin sinresis
yelsticos.Presenta comportamiento tixotropia (estable a su
destruccin mecnica) yestabilidad a ciclos de congelacin/
descongelacin. La sal sdica es solubleen agua fra. Lambda:no
gelifica pero ofrece alta viscosidad. Soluble en agua
fra.Hispanagar es una de las pocas compaas a nivel mundial que
fabrica unagama completa de carragenatos incluyendo todas las
fracciones (Kappa, Iota yLamda), los diferentes tratamientos
alcalinos (Na+, Ca++, K+) por precipitacinalcohlica o salina del
gel y diferentes grados de pureza, dando lugar adiferentes lneas de
productos: Secogel, Secolacta y Secovis.La versatibilidad de este
hidrocoloide le hace idneo como estabilizante,espesante o
gelificante, en una gran cantidad de aplicaciones en la
industriaalimentaria. Es ideal para proporcionar una textura
especfica as comooptimizar el producto final. Lcteos (natillas,
batidos, yogures, flanes, helados, mousse de chocolate,leche
condensada, queso fresco y en polvo, cremas) Crnicos, aves y
pescados (salchichas, jamones cocidos, carne de cerdo,pollo, pavo,
hamburguesas, gelatinas de pescado) Pastelera ( tartas, postres de
gelatina, mermeladas, siropes, gominolas,glaseados) Salsas y
bebidas ( zumos de frutas concentrados, cerveza, sopas, salsa
dealio) No alimenticios ( pasta de dientes, cosmticos,
ambientadores, champs)Adems de esta amplia gama de extractos muy
refinados, Hispanagar ofrecetambin una seleccin de carragenatos
semirefinados (Algas EuchemaProcesadas o PES). Del mismo modo se
comercializan mezclas que incluyencarragenato refinado y PES muy
asequibles y funcionales.XVI.-GOMA ARBIGALa goma arbiga es la
secrecin gomosa desecada de las ramas y troncos dela Acacia senegal
o de otras especies de acacias de la familia de las Fabceas(antes
denominadas leguminosas).DescripcinSon lgrimas esferoidales de
hasta 32 mm dedimetro o fragmentos angulosos de color blancoo
blanco amarillentos, translcido, mas o menosopaco debido a la
presencia de pequeas fisurasnumerosas. Son quebradizas, la rotura
es brillantey ocasionalmente iridiscente. Casi sin olor. 44
45. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEs muy soluble en
agua a temperatura ambiente, pero es insoluble en
alcohol.HistoriaLa goma arbiga encontr uso hace ms de 4000 aos en
Egipto, donde ya seusaba en la fabricacin de cosmticos, tintas y en
la preparacin de losvendajes para los cuerpos que iban a ser
momificados.ObtencinLa goma resinosa se obtiene de varias especies
de acacia, aunque es de laAcacia senegal de la que se ha extrado
desde siempre. La goma aparececomo un exudado de manera natural
como largas esferas durante un procesollamado gomosis en el cual se
sellan las heridas en las cortezas de los rbolesa modo de
proteccin. De esta manera, si la corteza de un rbol se corta,
seproducir goma para cerrar los agujeros. Este proceso dura
alrededor de 3 a 8semanas. Cuando se requiere la goma para el
comercio se hacen una serie decortes con el fin de obtener una
mayor cantidad de resina, lo que ocurre de unmes a un mes y medio.
Un rbol de acacia puede llegar a producir entre 2 y 5kg de goma al
ao durante la estacin seca, de octubre a junio. La calidad depureza
de la goma se valora segn si posee un color ms claro. El precio en
elmercado de la goma arbiga depende de la cantidad extrada, y esta
dependede las sequas.ComposicinLa goma arbiga tiene como
componentes una mezcla de polisacridos yprotenas cuya cantidad vara
segn su origen. Los polisacridos tienen comocomponentes principales
Galactosa Arabinosa Ramnosa cido glucurnicoEn cambio las protenas
son fundamentalmente glicoprotenas muy ricas enhidroxiprolina. Los
restos glucdicos de las glucoprotenas sonarabinogalactanos.La goma
arbiga es fcilmente soluble, produciendo soluciones
relativamentepoco viscosas incluso a concentraciones elevadas
(20%).UsosSe utiliza como emulsificante, especialmente en la
industria de bebidasrefrescantes, para formar pelculas protectoras,
para encapsular y dispersar 45
46. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSaromas, pigmentos y
aceites esenciales en productos concentrados y en polvo.Tambin
estabiliza espumas.Uso en enologaEl empleo de las goma arbiga en
enologa se describea finales de 1800 y en 1933
Ribreau-Gayondemostraba que la adicin en cantidad media de
gomaarbiga constitua una tcnica til para mejorarglobalmente la
estabilidad y consolidar lascaractersticas organolpticas en los
vinos blancos ytintos.Spindal, sociedad del grupo AEB, es lder
mundial en laproduccin de goma arbiga para uso enolgico y es lanica
empresa capaz de controlar todo el procesoproductivo, desde la
recoleccin hasta su utilizacinfinal.Las especies de acacias que
producen goma tienen una gran diversidadgentica, como consecuencia
la cantidad y la calidad de este producto es muydiferente de una
planta a otra. Es por lo tanto importante seleccionar la gomaarbiga
en base al tipo de planta que la produce y la zona de produccin.
Latransformacin de las piedras de goma se lleva a cabo segn
unaconsolidada tecnologa que prev tratamientos para eliminar todas
lasimpurezas presentes en el producto natural. La ltima filtracin
se realiza conplacas, para asegurar la absoluta asepticidad de la
goma y su filtrabilidaddespus de la adicin al
vino.XVII.-TRAGACANTOGoma tragacantoLa goma tragacanto es el
exudado del arbolAstragalus gummifer, y tambin se utiliza
desdeantiguo, al menos desde hace 2.000 aos. Adiferencia de la goma
arbiga, que suele adoptar enel arbol formas redondeadas, la goma
tragacantoforma cintas y copos irregulares.La goma tragacanto est
formada por dosfracciones principales, conocidas con el nombre
detragacantina y basorina. La primera representaalrededor del 30%
del total y es soluble en agua. Labasorina es insoluble, pero se
hincha para formarun gel. Ambas estn formadas fundamentalmente por
arabinogalactanos. Lagoma tragacanto es estable a pH muy bajos, y
da unas dispersiones muyviscosas con concentraciones de menos del
1%, las ms viscosas de lasproducidas por cualquier goma. Tambin
acta como emulsionante, debido a lapresencia de protenas, y como
estabilizante de suspensiones y dedispersiones de slidos en
materiales pastosos. 46
47. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl tragacanto o goma
adragante es una resina de consistencia gomosa quesale de las
incisiones practicadas en la corteza del Astragulus gummifer.El
primer tragacanto que se recoge al hacer las nicisiones es de color
blanco,pero la resina que fluye un poco ms tarde tiene color
amarillo limn.Se cuaja formando unas cintas de consistencia gruesa
que al secarse pierdenaproximadamente el 14 % del agua que
contienen.Una vez solidificado, el tragacanto es muy quebradizo y
se recoge con facilidadpara su uso comercial.La planta del
tragacanto, espinosa y frondosa, crece en Persia, Turqua. Greciay
ciertas partes del sur y el este deEuropa.El tragacanto
pulverizado, de color amarillento, es insaboro e inodoro y no
sedisuelve del todo en agua. Pero se disuelve perfectamente en un
medioalcalino.XVIII.-PECTINASLas mermeladas y derivados de frutas
en los que intervienen las pectinas sehan elaborado desde hace
siglos. En 1825, el qumico francs Henri Braconnotaisl las pectinas
por primera vez, reconociendo su papel en esos productos.La
produccin comercial de pectinas comenz en 1908 en Alemania, a
partir delos restos de la fabricacin de zumo de manzana.
Actualmente se obtienen delos restos de la extraccin de zumo de
manzana y, sobre todo, de los de laindustria de los zumos de
ctricos. La pectina de manzana suele ser de un coloralgo ms oscuro,
debido a las reaccciones de pardeamiento enzimtico. Lapectina se
extrae con agua caliente acidificada, perecipitndo la de
ladisolucin con etanol o con una sal de aluminio.Las pectinas estn
formadas fundamentalmente por largas cadenas formadaspor unidades
de cido galacturnico, que puede encontrarse como tal cido,con el
grupo carboxilo libre, o bien o con el carboxilo esterificado por
metanol(metoxilado).En las frutas, la mayora de los grupos cidos
del cido galacturnico estnesterificados por metanol. Este metanol
fuede perderse con relativa facilidadpor hidrlisis cida o
enzimtica, dejando el grupo cido libre. En funcin delporcentaje de
restos de cido galacturnico esterificado, las pectinas seclasifican
como "de alto metoxilo", cuando este porcentaje es superior al 50%,
y"de bajo metoxilo", cuando es inferior. 47
48. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSPectina de alto
metoxiloPECTINA DE BAJO METOXILOEn las pectinas existen zonas en
las que la continuidad de la cadena se rompepor la presencia de
algunos restos de ramnosa, con ramificaciones degalactosa,
arabinosa y xilosa. La proporcin es de alrededor de una ramnosapor
cada 40 galacturnicos, pero no se encuentran dispersas
individualmente,sino agrupadas en algunas zonas, las llamadas
"zonas peludas". Las "zonaspeludas" de las pectinas estn formadas
por una cadena deramnogalacturonano, con unidades alternas de cido
galacturnico y ramnosa,con ramificaciones sobre la ramnosa que
pueden ser de cuatro tipos: Cadenaslineales de galactosa, cadenas
ramificadas de arabinosa, cadenas lineales degalactosa con alguna
ramificacin de arabinosa, y cadenas ramificadas degalactosa con
alguna arabinosa.En los vegetales, la pectina se encuentra en forma
insoluble, la llamada"protopectina", que se solubiliza durante la
maduracin de las frutas y en laextraccin con cido, formando la
pectina soluble. En este proceso se pierdensobre todo las regiones
ramificadas. La pectina de remolacha azucareracontiene algunos
grupos ferolilo en lugar del metanol.GELES DE PECTINA DE ALTO
METOXILOLa primera condicin para obtener geles de pectina de alto
metoxilo es que elpH sea bajo, Para que los grupos cidos,
minoritarios, se encuentrenfundamentalmente en forma no ionizada, y
no existan repulsiones entre cargas.A pH 3,5, aproximadamente la
mitad de los grupos carboxilo del cidogalacturnico se encuentran
ionizados, pero por debajo de pH 2 el porcentajees ya muy pequeo.
Las cadenas de pectinas de alto metoxilo puedenentonces unirse a
travs de interacciones hidrofbicas de los grupos metoxilo omediante
puentes de hidrgeno, incluidos los de los grupos cidos noionizados,
siempre que exista un material muy hidrfilo (azcar)que retire el a
48
49. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSagua. En
consecuencia, las pectinas de alto metoxilo formarn geles a pH
entre1 y 3,5, con contenidos de azcar entre el 55% como mnimo y el
85%.El grado de esterificacin de las pectinas de alto metoxilo
influye mucho sobresus propiedades. En particular, a mayor grado de
esterificacin, mayor es latemperatura de gelificacin. Por ejemplo,
una pectina con un grado deesterificacin del 75% es capaz de
gelificar ya a temperaturas d