CAPÍTULO
Profesor:
2
Tema
Julio Oria
GLÚCIDOS
* FUNCIONES BIOLÓGICAS : ENERGÉTICA : Los glúcidos aportan energía a los seres vivos (excepto a los rumiantes), esto * debido a que fácilmente se oxidan (por medio de la glucolisis y el ciclo de Krebs) liberando así energía útil (ATP) para realizar las funciones metabólicas, la energía que no se utiliza se almacena en forma de cadenas largas (polisacáridos - animal (glucógeno) y plantas (almidón)). * Características: - A partir de una molécula de glucosa la célula gana 2 ATP en condiciones anaeróbicas y de 36 a 38 ATP en condiciones aeróbicas. 1gramo de glucosa proporciona 3,79 Kcal. ATP: Adenosin trifosfato (unidad básica de transferencia de energía en los sistemas biológicos). - Se forman por fotosíntesis de las plantas: CO2 + H2O ® C6H12O6(s) + O2(g) - Luego almacenan la energía convirtiendo la glucosa en almidón así: nC6H12O6 ® n(C6H10O5) + nH2O (glucosa) (Almidón)
*
FARMACOLÓGICA : Algunos antibióticos como la estreptomicina son glucósidos. La estreptomicina es producida por algunas bacterias del Género Streptomyces.
DIETÉTICA : El consumo de muchas ensaladas es fuente importante y abundante de fibra * vegetal. La fibra vegetal tiene celulosa. Este azúcar es indigerible por nuestro sistema digestivo por lo que su consumo en grandes cantidades no aumenta nuestro peso, evita que las personas presenten problemas de obesidad. La fibra vegetal va formar parte de las heces fecales, favoreciendo la defecación. ESTRUCTURAL : La pared celular vegetal contiene celulosa y hemicelulosa, la pared * celular de hongos es quitinosa, como también lo es el exoesqueleto de artrópodos. Hay otros hidratos de carbono, como la lignina y celulosa, que dan una estructura más o menos rígida a las plantas, haciendo que éstas se sostengan. Es decir, realizan la misma función que los huesos en los animales. Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, están hechos de azúcares de 5 carbonos, pentosas, y otras moléculas simples. La ribosa es el azúcar del ARN y la desoxirribosa es el azúcar del ADN. En las bacterias, la pared celular está compuesta de peptidoglucano. El peptidoglucano es un glúcido complejo que está compuesto de aminoazúcares y ácidos urónicos asociados a péptidos. Brinda protección mecánica, ya que evita la lisis de la bacteria en el agua. En los animales artrópodos; insectos, arácnidos, crustáceos y miriápodos, el exoesqueleto está compuesto de quitina, un polisacárido nitrogenado. El exoesqueleto es el armazón externo que envuelve y protege el cuerpo de estos animales. La quitina también es componente de la Linterna de Aristóteles, dientes de los erizos de mar; de la rádula de los caracoles, lengua con hileras de dientes y de la pared celular de los hongos.
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DEFINICIÓN :
Llamados también sacáridos (derivados de la sacarosa), carbohidratos o hidratos de carbono. El nombre de hidratos de carbono corresponde a la denominación antigua, se les llamaba así porque son compuestos formados exclusivamente por C, H y O, donde estos dos últimos elementos (el H y el O) en la mayoría de los hidratos de carbono se encuentran en la misma proporción que en el agua, es decir, 2 a 1. Se ha descartado esta denominación porque hay algunos compuestos químicos que cumplen estas condiciones y no son hidratos de carbono como, por ejemplo: metanal C(H2O), ácido acético C2(H2O), ácido etanoico C2(H2O)2 , y en otros casos existen sustancias que no contienen las proporciones indicadas de hidrógenos y oxígenos, sin embargo son glúcidos, por ejemplo: ramnosa C6H12O5, desoxirribosa C5H10O4. Por esta razón la IUPAC propuso llamarlos glúcidos debido al sabor dulce de sus compuestos más sencillos (como glucosa y sacarosa) y por poseer funciones alcohólicas (constituida por varios radicales oxidrilo -OH en la molécula) y un grupo funcional aldehído (-CHO) o cetona (-CO-), por ellos se dice que son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Como todas las biomoléculas, los glúcidos están formados por subunidades de moléculas pequeñas llamadas monómeros, como la glucosa, y por cadenas mas grandes de monómeros llamados polímeros, como el almidón. CARACTERISTICAS :
- Son compuestos ternarios (C, H, O), aunque algunos glúcidos complejos pueden presentar N y/o S. - Presentan radicales hidroxilos por lo que son considerados polialcoholes. Además presentan otros radicales tales como cetona (-CO-) o aldehído (-CHO). - Son los compuestos más abundantes en la naturaleza debido a la gran cantidad de almidón y celulosa en el mundo vegetal. - Son la fuente de energía de los organismos vivos (excepto de los rumiantes), ya que junto con las proteínas y las grasas son los componentes fundamentales de la dieta humana. - Son compuestos con función mixta: Aldehídos alcoholes (aldosas). Cetonas alcoholes (cetosas). Poli alcoholes. : Según el número de átomos de carbono que contengan, los carbohidratos * seCLASIFICACIÓN pueden clasificar en: monosacáridos, oligosacáridos (disacáridos, trisacáridos, etc) y polisacáridos. NO HIDROLIZABLES
ALDOSAS (Poseen al grupo Aldehido)
* Aldobiosas * Aldotriosas * Aldotetrosa * Aldopentosa * Aldohexosa
: Gliceraldehido : Eritrosa : Ribosa : Glucosa (C6H12O6) y galactosa (C6H12O6)
CETOSAS (Poseen al grupo cetona)
* Cetotriosa * Cetotetrosa * Cetopentosa * Cetohexosa
: Dihidroxiacetona : Eritrulosa : Ribulosa : Fructosa (C6H12O6)
HETRÓSIDOS GLÚCIDOS
HIDROLIZABLES HOLÓSIDOS
* Oligosacáridos (Hasta 10C) - Disacáridos : Sacarosa, maltosa, lactosa, ... - Trisacáridos - Tetrasacáridos - Pentasacáridos - Ciclodextrinas * Polisacáridos ( > 10C) - Almidón : Reserva vegetal - Glucógeno : Reserva animal - Celulosa : Función estructural - Quitina
NO HIDROLIZABLES : Son aquellos que al adicionarle agua, no reaccionan (no se * hidrolizan), por lo tanto no pueden subdividirse en compuestos más sencillos, por lo tanto son los monómeros de los demás azúcares complejos. ° Monosacáridos o azúcares simples: - Son sustancias polihidroxiladas, debido a que poseen grupos hidróxilo (-OH) y un grupo aldehído (-CHO) o cetona (-C=O-), según este criterio se les llama aldosas o cetosas
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respectivamente. - Por incorporar grupos aldehídos y cetónicos presentan las propiedades químicas de aldehídos y cetonas. - Son los azúcares más sencillos, pues no pueden hidrolizarse en moléculas más simples. - Son monómeros de los demás azúcares complejos. - Son sólidos cristalinos blancos, muy solubles en agua (hidrosolubles) incluso en cantidades elevadas por la presencia de grupos hidroxilo -OH y porque sus moléculas son polares, insolubles en alcohol y éter. - La mayoría tiene sabor dulce. - Son azucares reductoras debido a que reducen los reactivos de FEHLING y TOLLENS. - La mayor parte de los azúcares simples presentan una fórmula global que es: Cx(H2O)n Donde: x=n ó x ‡ n
- Su nombre termina en osa. - Están formados por cadenas de dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete y ocho carbonos. Así por ejemplo hay monosacáridos: biosas (2C), triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), heptosas (7C) y octosas (8C). #C
Grupo Funcional
Triosas C3H6O3
ALDOSAS (-CHO)
CETOSAS (-CO-)
Gliceraldehido Dihidroxiacetona
Tetrosas C4H8O4
Eritrosa
Eritrulosa
Pentosas C5H10O5
Ribosa Arabinosa Xilosa
Ribulosa Xilulosa
Glucosa Manosa Galactosa Talosa
Fructosa Sorbosa
-----------
Heptulosa
Hexosas C6H12O6
Heptosas C7H14O7
Otros monosacáridos: idosa, altrosa, lixosa, treosa, alosa, gulosa, etc. - En la naturaleza se encuentran solamente pentosas y hexosas (las más abundantes) ¤ Estructura química de los monosacáridos: Si se quiere representar la estereoquímica de los átomos de carbonos quirales pueden emplearse líneas punteadas y cuñas. Pero si una molécula posee varios carbonos quirales, los dibujos en perspectiva son confusos y hacen difícil la observación de semejanzas y diferencias entre estereoisómeros, es por eso que las primeras formas asignadas a los monosacáridos son la de cadena abierta denominadas fórmulas de Proyección plana de Fischer. Las proyecciones de Fischer se asemejan a una cruz, con el átomo de carbono quiral, que generalmente no se indica, en el punto donde se cruzan las líneas. En dichas proyecciones se supone que las líneas horizontales son cuñas, es decir, enlaces que se proyectan hacia el observador (hacia afuera del plano). Las líneas verticales se proyectan alejándose del observador, como si fueran líneas punteadas. COOH COOH COOH Ejemplo: El ácido láctico tiene la estructura CH3-CH(OH)-COOH. Según la proyección de C OH H = H HO H Fischer correspondiente, el carbono central es CH3 quiral, el extremo más oxidado de la cadena es CH3 CH3 HO el grupo -COOH; el -OH del carbono quiral puede -OH a la derecha -OH a la izquierda (R)-láctico localizarse a la derecha o a la izquierda de la línea vertical, como se observa en las estructuras: Si el grupo (-CO) esta en la parte superior de la cadena
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Química de Fisher, el monosacárido es un derivado de un aldehído y se le llama aldosa, si el grupo esta en otra posición del monosacárido (generalmente el segundo carbono de arriba hacia abajo) es un derivado de una cetona y se denomina cetosa. Ejemplo:
Julio Oria CH2OH
H HO
CHO OH H
HO
H H
OH OH
H H
CH2OH Aldosa Glucosa
C=O
H OH OH CH2OH Cetosa Fructosa
Si el compuesto posee más de un carbono quiral, debe imaginarse que los enlaces verticales de cada intersección se proyectan hacia atrás, los enlaces horizontales hacia adelante. Por lo general, la cadena de carbonos se coloca a lo largo de la vertical, y el extremo más oxidado (el carbono que tiene más enlaces con oxígeno o con halógenos) se coloca en la parte superior. La proyección completa se puede girar 180°, pero no 90° en el plano del papel, sin cambiar su estereoquímica. Si en un átomo de carbono quiral se intercambian los grupos en la parte horizontal de la cruz, se invierten la izquierda y la derecha (sin cambiar las demás direcciones); la estereoquímica también se invierte. Emil Fischer, Premio Nobel de Química en 1902, desarrolló una manera simbólica de representar moléculas (basada en diagramas estrictamente bidimensionales) con uno o más átomos de carbonos quirales, que permiten un trazado rápido. Las llamadas Proyecciones de Fischer facilitan, además, la comparación de los estereoisómeros y la observación de cualquier diferencia en su estereoquímica.
Estudios posteriores sobre la estabilidad de las cadenas abiertas en soluciones, demuestran que estas son muy inestables (las de Fisher), especialmente cadenas de 5 y 6 carbonos, es por eso que Haworth (Premio Nobel en 1937) propuso fórmulas cíclicas en los monosacáridos termodinámicamente más estables. Para representar estas estructuras cíclicas, deben tenerse en cuenta las siguientes reglas: * Coloque mentalmente la proyección de Fischer sobre su lado derecho. Los grupos que estaban a la derecha de la proyección de Fischer quedan hacia abajo en la estructura cíclica, y los grupos que estaban hacia la izquierda quedan hacia arriba. * Gire el enlace C4-C5 de modo que el grupo hidroxilo en C5 pueda formar parte del anillo. Para un monosacárido de la serie D, esta rotación coloca el grupo terminal -CH2OH (C6 para las hexosas y C5 para las pentosas) hacia arriba. * Cierre el anillo y dibuje el resultado. Siempre se representa la proyección de Haworth con el oxígeno hacia el extremo trasero, con el C1 (o el C2) a la derecha. El C1 es el carbono del hemiacetal (único carbono enlazado a dos oxígenos) y el C2 el del hemicetal. Ejm: Ciclación de la D-glucosa
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O
H
C
O
H
=
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-
H HO
OH H
H HO
OH H
H H
OH OH
H H
OH
CH2OH
CH2OH O
H+
C
O
OH HO
CH2OH
Gulosa
OH
OH Proyección de Haworth
Proyección plana de Fischer
Es importante tener presente, que en las Proyecciones de Haworth al C1 o al C2 se les denominan atomos de carbono anomericos, los cuales dan origen a los isomeros llamados a y b. Asi el grupo -OH del carbono anomérico (C1 o C2) puede quedar hacia arriba o hacia abajo. Para los monosacáridos de la serie D, el anómero que tiene el grupo hidroxilo, -OH, hacia abajo (o axial) se le llama anómero a, mientras que el que tiene el grupo -OH hacia arriba (ecuatorial) se le llama anómero b. Ejm: anómeros de la glucosa. H H HO H H
OH OH O H
H
CH2OH O H OH
OH (Posición a)
HO
OH
H
CH2OH
OH
a-D-(+) glucopiranosa
HO H HO H H
CH2OH O OH (Posición b)
H OH O H
OH HO
OH
OH
CH2OH
b-D-(+) glucopiranosa
Las fórmulas de Haworth pueden simplificarse de acuerdo con ciertas convenciones: omítanse los carbonos y los hidrógenos del anillo, y los hidroxilos (diferentes al anomérico) son indicados sólo por el guión del enlace. Ejemplo: La fórmulade Haworth para la a-D-galactopiranosa será: CHO H HO
OH H
HO H
H OH CH2OH
D-Galactosa
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HO
6 CH2OH O 4 5
CH2OH O OH H
H H
Ó OH
3
1 2 OH
OH
a-D-(+) galactopiranosa
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La fructosa y otras cetohexosas se presentan normalmente en la forma furanosa. Ejemplo: La fórmula de Haworth para la b-D-fructofuranosa será: CH2OH C=O HO H
H OH
H
OH CH2OH
D-Fructosa
6 CH2OH O H H OH
CH2OH O
OH
Ó HO CH2OH
OH
5
2 CH2OH
4 3
H
b-D-Fructofuranosa
Ejemplo: Las pentosas y hexosas cuando se encuentran en solución acuosa forman anillos de 5 ó 6 lados. En estos anillos el hidroxilo (-OH) del carbono 1 (aldosas) o el carbono 2 (cetosas) puede estar orientado hacia arriba (posición a) o hacia abajo (posición b). CHO H
CHO HO
H
HO
CH2OH
CH2OH
(+)-Gliceraldehído; serie D de azúcares
(-)-Gliceraldehído; serie L de azúcares
¤ Configuraciones D y L de los monosacáridos, los químicos de principio del siglo XX hicieron grandes aportes a la estructura de los carbohidratos naturales y sintéticos. No sólo encontraron métodos para sintetizar azúcares mayores a partir de los menores, sino que también degradaron los azúcares mayores. Así, por degradación, podían convertir una hexosa en pentosa, una pentosa en tetrosa, y una tetrosa en triosa (sólo existe una aldotriosa: el gliceraldehído). Los químicos observaron que siempre que degradaban un azúcar natural se producía el enantiómero dextrorrotarorio (+) del gliceraldehído. Por otro lado, cuando degradaban los azúcares sintéticos, producían siempre el enantiómero levorrotatorio (-) de este compuesto. Se comenzó a usar una letra d para designar a los azúcares que se degradaban a (+)gliceraldehído, y una l para los que se degradaban a (-)-gliceraldehído. Se concluyó que la configuracion D o L de un azúcar lo determina el carbono quiral más alejado del grupo carbonilo en su Proyeccion de Fischer. (1) Ejemplo: CHO (2) H (3)
HO CH2OH
D-Gliceraldehído
(1) (2) (3) (4)
CHO H H
OH OH
CHO OH H
H OH
CH2OH
CH2OH
D-Eritrosa
D-Treosa
El enantiómero (+) del gliceraldehído tiene su grupo -OH a la derecha en la proyección de Fischer, mientras que el (-)-gliceraldehído lo tiene a la izquierda. Por tanto, los azúcares de la serie D tienen el grupo -OH del carbono quiral inferior a la derecha, y los de la serie L, a la izquierda. Nota: La configuración D o L no indica en qué sentido hace girar un azúcar al plano de polarización de la luz. Esto debe determinarse experimentalmente, y una vez hecho esto se debe colocar d para el sentido dextrorotatorio y l para el sentido levorotarorio (ambos en minúscula: d y l) Los monosacáridos más comunes en la naturaleza, tales como las tetrosas, pentosas y hexosas presentan la configuración D, y se obtienen a partir del D-gliceraldehido con la
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adición de grupos HCOH a la cadena básica de carbonos. CH2OH
CH2OH
CH2OH
C=O
C=O
C=O
H OH
HO H
HO H
H OH
H
OH
CH2OH
H
OH
HO H
H OH
CH2OH
Xilulosa
CH2OH C=O H OH OH OH
HO H H H
CH2OH
Fructuosa
CH2OH
Sorbosa
Sedoheptulosa
Los azucares que se diferencian únicamente en la configuracion de un centro asimetrico Muchos azúcares comunes están estrechamente relacionados, y difieren sólo por la estereoquímica en un solo átomo de carbono.Por ejemplo, la glucosa y la manosa sólo difieren en C2 (primer átomo de carbono quiral). Los azúcares en los que ocurre esto, se llaman epímeros. En los epímeros se debe especificar cuál es el átomo de carbono en el que difieren. Así, la glucosa y la manosa son «epímeros C2»,y el epímero C4 de la glucosa es la galactosa. Cuando la (+)-glucosa cristalina ordinaria se acaba de disolver en agua, presenta una rotación D específica [a] +113°.Mientras la solución se mantiene a temperatura ambiente, este valor D cambia gradualmente, estabilizándose en [a] +52°. Se demostró que las soluciones de los monosacáridos presentan, en general, este cambio de poder rotatorio desde el momento de su disolución hasta alcanzar una situación de equilibrio. El cambio de la capacidad rotatoria de una solución de un compuesto ópticamente activo se conoce como mutarrotación. Ejm: Celosas de la serie D más comunes. HO-
C
-
OH-C HO
CH2OH O
O = C-H
OH C
C-
OH HO
CH2OH
CH2OH O OH Ó OH
OH HO
OH
OH
La mutarrotación se debe a que, al disolver el monosacárido, se produce una reacción química entre el grupo aldehído o cetona y uno de los grupos alcohólicos, formando un hemiacetal (o hemicetal en el caso de las cetosas) interno o cíclico. En otras palabras, se produce un puente de oxígeno intramolecular que da origen a un nuevo carbono quiral llamado carbono anomérico. Ejm: Ciclación de los monosacáridos por formación de un hemiacetal. Formas cíclicas de los monosacáridos. En proyectos anteriores se anotó que un aldehído reacciona con una molécula de alcohol para dar un hemiacetal, y con una segunda molécula de alcohol para formar un acetal. Este último es más estable que el primero. Aldehído + alcohol ® hemicetal...+ Alcohol® acetal Cetona + alcohol ® hemiacetal...+ Alcohol ® acetal Si el grupo aldehído y el grupo hidroxilo pertenecen a la misma molécula, se obtiene un hemiacetal cíclico,que son especialmente estables, si sus anillos tienen cinco o seis miembros. Las aldohexosas típicas, como la glucosa, forman anillos de seis miembros (forma piranosa), con un enlace de hemiacetal entre el carbono del aldehído y el grupo hidroxilo en C5. Muchas aldopentosas (como la ribosa) y cetohexosas (como la fructosa) forman anillos de cinco CHO CHO CHO CHO miembros (forma furanosa) OH H H HO
OH H
HO HO
H H
H HO
OH H
H
OH
H H
OH OH
H H
OH OH
HO H
H OH
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
D(+) Glucosa
D(+) Manosa
CH2OH
CHO OH
H
H
H H
OH OH
H H
OH OH
CH2OH
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D(-) Gulosa
CHO
H
Ribosa
CH2OH
D(+) Galactosa
CH2OH 2-desoxirribosa
CHO HO H H
H OH OH CH2OH
Arabinosa
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PRINCIPALES MONOSACÁRIDOS : Aldopentosa característica del ARN (Ácido ribonucleico). Por lo tanto, es componente de los ribosomas. La ribosa se sintetiza en el ciclo oxidativo de las pentosas fosfato. - Ribulosa: C5(H2O)5.- Cetopentosa encargada de captar el CO2 atmosférico durante el ciclo de Calvin de la fotosíntesis, donde es activada por el ATP. - Xilosa: C5(H2O)5.- Aldopentosa, también llamada azúcar de madera, se obtiene por hidrólisis de los polisacáridos estructurales de la madera (xilanas), de la mazorca del maíz y de la paja, y se utiliza para la producción industrial del furfural. - Glucosa: C6(H2O)6.- Aldohexosa, llamada también “azúcar de frutas” ya que se encuentra en frutas (higos, ciruelas, uvas (hasta en un 95%), también se le conoce como “azúcar de sangre” o “azúcar de miel” . * En solución se le conoce como dextrosa (por ser dextrógira, es decir gira CH2OH a la derecha sobre el plano de la luz polarizada). O * Se encuentra en la sangre en cantidades pequeñas (0.8%) en casos de hiperglucemia, dicho porcentaje de glucosa en la sangre puede ser OH superior; también se le encuentra en el líquido céfalo raquídeo (0.1%), su OH HO aumento al 10% ocasiona cierto estado patológico denominado diabetes. En este último caso la glucosa se localiza en la orina, constituyendo la OH llamada glucosuria. De todos es sabido que en los diabéticos, la orina es (D- Glucosa) rica en glucosa, pudiéndose llegar a proporciones del 8 al 10%. * Sólido cristalino, de color blanco, muy soluble en agua y en alcohol. Su presencia se reconoce por el reactivo de Fehling (es reductora) por el grupo funcional (-CHO). * Por su suave sabor dulce, se le utiliza en la fabricación de alcoholes, jarabes, dulces, jaleas, conservas. En medicina se le usa en forma de inyecciones con el nombre de suero glucosado o dextrosa. Formas de obtención de la glucosa: - Por fotosíntesis. - Ribosa:C5(H2O)5.-
- Por hidrólisis del almidón y celulosa. ISÓMEROS DE LA GLUCOSA : La glucosa puede existir en 16 formas isoméricas (8 de la * forma L y 8 de la forma D). En la naturaleza la estructura predominante es la configuración D. Ejemplos: Manosa, talosa, fructosa, galactosa, gulosa, xilulosa, eritorsa, etc. - Manosa: C6(H2O)6.- Aldohexosa presente en pequeñas cantidades en las paredes celulares vegetales. CH2OH - Fructuosa o Levulosa: C6(H2O)6 .- Es una cetohexosa (6C), llamado O también “azúcar de fruta” , es el azúcar más dulce que se conoce, se encuentra en forma libre en las frutas dulces y constituye la parte liquida de la miel. Es el único azúcar presente en el reino animal (en HO CH2OH pequeñas cantidades) en el semen del hombre y en el de los toros. Es un sólido blanco, muy dulce, soluble en el agua, pero difícil de cristalizar. OH Se le emplea en la nutrición de los diabéticos. Se obtiene por hidrólisis Fructosa de la insulina (isómero de almidón). - Galactosa: Es una aldohexosa (6C) se diferencia de la glucosa por la posición (OH) en carbono cuatro, lo encontramos en los mamíferos. Monosacárido resultante del desdoblamiento de la lactosa o azúcar de la leche. Efectivamente, por hidrólisis de una molécula de lactosa se producen una de glucosa y otra de galactosa. Esta última no se encuentra libre en la naturaleza, aunque sí formando parte del cerebro como glúcido estructural, de ahí su importancia.
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HIDROLIZABLES U ÓSIDOS : * - Constituidos por dos o más azúcares simples los cuales se unen mediante enlace
.
glucosídico, y al adicionarle agua, reaccionan, por lo tanto pueden subdividirse en compuestos más sencillos. - Se clasifican en: Hetrósidos (que por hidrólisis originan monosacáridos y otras sustancias) y Holósidos (que por hidrólisis originan exclusivamente monosacáridos). - Entre los Holósidos se encuentran: los oligosacáridos (hasta 10 C. Ejemplo: disacáridos, trisacáridos, tetrasacáridos, ciclodextrinas, etc.) y polisacáridos (más de 10 C. Ejemplo: almidón, glucógeno, celulosa, quitina) • Holósidos. - OLIGOSACÁRIDOS (Hasta 10C): * Disacaridos: lactosa, sacarosa, maltosa, celobiosa, gencibiosa, etc. * Trisacaridos: rafinosa, etc. * Tetra y pentasacaridos: estaquiosa, verbascosa, etc. - Disacáridos C12H22O11.- Formados por la reacción de dos monosacáridos unidos mediante enlace glucosídico, con la pérdida de una molécula de agua, así: C6H12O6 + C6H12O6 ® C12H22O11 + H2O Estas moléculas pueden ser del mismo monosacáridos o de monosacáridos diferentes. Los más importantes están formados por dos hexosas, y son: la sacarosa, maltosa y lactosa. a) Sacarosa, azúcar de caña o remolacha: C12(H2O)11 .Es el azúcar más común (el que usamos diariamente en nuestras mesas), y que se extrae del tallo de la caña de azúcar, es el más importante de los disacáridos. Esta constituido por glucosa y fructosa, unidos por enlace α 1,2. Propiedades: Sólido blanco cristalino de sabor dulce, soluble en agua y alcohol. Se utiliza en la fabricación de dulces, confites, caramelos, jarabes, etc. -Cuando se calienta a 200ºC se transforma en caramelo (color moreno). b) Maltosa o azúcar de malta: C12(H2O)11 .- Se encuentra en las semillas cuando germinan, posee dos glucosas unidas por enlace α 1,4 Propiedades: Sólido cristalino de color blanco, soluble en agua, se le utiliza en la fabricación de la cerveza. También se encuentra en los animales, ya que durante la digestión, el almidón se hidroliza, dando moléculas de maltosa. c) Lactosa o azúcar de leche: C12 (H2O) 11.- Presente únicamente en la leche de los mamíferos en un 4 a 5% (leche de lactantes), constituido por galactosa y glucosa, unidos por enlace β 1,4. Propiedades: Sólido cristalizable de color blanco y sabor dulce, soluble en agua, abunda en la leche en una proporción del 3%. Cuando se descompone por la fermentación forman ácido acético y ácido láctico (avinagrado de la leche). Se usa en medicina por sus propiedades diuréticas (virtud para aumentar la eliminación de la orina). En el calostro disminuye la cantidad de lactosa presente. Igualmente ocurre en animales enfermos.
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d) Trehalosa, azúcar principal de la hemolinfa (liquido circulatorio) de insectos, artrópodos, etc. similar a la sangre en los vertebrados. Formado por dos glucosas y unidos por enlace α 1,1.
- POLISACÁRIDOS: (C > 10) Son aquellos glúcidos (polímeros naturales) formados por más de 10 monosacáridos unidos entre sí por enlace glucosídico alfa (α) o beta (β), formando así largas cadenas lineales o ramificadas de alta masa molecular, con la correspondiente pérdida de una molécula de agua por cada enlace. nC6H12O6 ® n(C6H10O5) + nH2O Monosacáridos polisacárido Fórmula general C6nH10nO5n. Entre los más importantes tenemos al: Homopolisacáridos: almidón, celulosa, glucógeno, etc. Heteropolisacáridos: pectinas, hemicelulosa, quitina, etc. otros son: dextrinas, galactanas, mananas e insulina. Propiedades: No tienen sabor dulce, insolubles en agua fría pero en agua caliente forman el engrudo de almidón; son sólidos amorfos y por hidrólisis se descomponen en monosacáridos, se encuentran en la semilla de los cereales, como el trigo y el arroz, en un 70 a 75%, maíz en un 65 a 70%, en los tubérculos de la papa en un 25%, en los bulbos, en la medula de ciertas palmeras, etc. - Almidón : (C6H10O5)n.- Polisacárido de reserva vegetal, presente en tallos, raíces, frutos, semillas y tubérculos (trigo, cebada, maíz, centeno, papa, camote, arroz, etc.), formado por moléculas de glucosa en dos tipos de polímeros: amilosa (enlaces α 1,4) y amilopectina (enlace α 1,4 y α 1,6). nC6H12O6 n(C6H10O5) + nH2O Glucosa almidón El almidón, es una sustancia blanca, amorfa, insoluble en agua fría, alcohol, éter y en la mayor parte de los reactivos. Por acción del agua caliente se hincha, y queda en parte disuelto transformándose en una masa viscosa llamada engrudo de almidón. Se le usa como alimento que integra el pan, las papas, el arroz, etc. hay dos tipos de polímeros de almidón: cuando se trata con agua caliente. -Amilosa: 20% almidón soluble en agua. -Amilopectina: 80% almidón es insoluble en el agua.
Monómero de glucosa
Almidón
La enzima amilasa, que es segregada por el páncreas y también se halla en la saliva, degrada al almidón a maltosa. El almidón no reduce el licor de Fehling y por ello se admite que los grupos aldehídos de la glucosa no se hallan libres. Aplicación: -Como alimento entra en el pan, fideos, harinas, etc. -En las pastas adhesivas: colas, gomas, etc. -En la industria textil para encolado y almidonado de la ropa. -En la preparación de bebidas fermentadas: chicha, masato, etc.
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Julio Oria
- Celulosa o Aragosa: (C6H10O5)n.-Se halla formada por un mínimo de 200 moléculas de glucosa (”n” mínimo 200 ó 300
Es el componente principal de la célula vegetal, forma la membrana celulósica, que junto con la lignina forma el tejido de sostén de los vegetales o sea la madera. El almidón, la medula del sauce, la del girasol, papel filtro, son casi celulosa pura. El algodón presenta 100% de celulosa. La celulosa es una sustancia fibrosa, cristalina, blanca y amorfa, insoluble en agua y se hincha cuando se sumerge en ella (absorción). La hidrólisis de la celulosa es mucho más difícil que la del almidón. Sometido a la acción de ácido sulfúrico concentrado se obtiene papel pergamino. La celulosa, que se encuentra como tejido de sostén en el reino vegetal. Es un polisacárido formado por moléculas de glucosa pero, que no es posible desdoblar (hidrolizar) en el estómago de los animales y otros mamíferos por carecer de enzimas necesarias para su hidrólisis, salvo los rumiantes, debido a su fuerte pared celular. Los rumiantes tienen microorganismos en su aparato digestivo, que son capaces de romper las cadenas de celulosa. De todas maneras, la presencia de celulosa en la dieta de los animales y las personas es importante para exaltar los movimientos peristálticos. La hidrólisis completa solo se logra tratándola con ácidos concentrados (sulfúrico o clorhídrico). Derivados: Tratando el algodón con una mezcla de acido nítrico y acido sulfúrico pueden llegar a dar nitrato de celulosa o algodón pólvora.
Material inflamable y de uso como explosivo -Si el grado de nitración es menor que en el caso anterior, el producto se llama piroxilina. -Si el algodón pólvora es soluble en la mezcla de alcohol - éter dan soluciones de colodión. -El colodión alcanfor recibe el nombre de CELULOIDE (inflamable). -El ALGODÓN tratado con una mezcla de anhidrido acético, ácido acético y ácido sulfúrico forma el acetato de celulosa; usado en la fabricación de telas, envases, etc. -La celulosa tratada con soda cáustica y sulfuro de carbono, forma la viscosa (rayón) utilizada en la fabricación de telas. -En forma de láminas o de hojas constituye un celofán. -No es reductora. - Glucógeno: (C6H10O5)n.- Conocido también como “almidón animal”, porque constituye la sustancia de reserva de carbohidratos almacenada en el hígado y músculos de los animales. Esta formado por unidades de glucosa (enlaces α 1,4 y α 1,6) es más ramificado que la amilopectina.
Química - 2013
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El glucógeno almacenado en el hígado se puede hidrolizar a glucosa para enviarla al torrente sanguíneo y darle al atleta su “segundo aire”. El glucógeno es un polisacárido formado también por moléculas de glucosa. En la sangre se encuentra presente en un 0,8%, y en los músculos en un 0,10 - 0,18 %. Cuando un esfuerzo físico es requerido, el glucógeno de sangre y músculos pasa nuevamente a glucosa, que es quemada en dicho esfuerzo, formándose ácido láctico. El glucógeno del hígado se moviliza para restablecer los niveles del mismo en sangre y músculos. Hay algunos animales que tienen una mayor cantidad de glucógeno en los músculos, como es el caso del caballo (hasta un 1 %), lo que les ayuda a realizar un mayor esfuerzo físico. Pero en general, el nivel de hidratos de carbono en los tejidos animales es bajo y comprendido entre el 0,1 y un 3,3 %, como se ve en la tabla XIII. De todas formas, en el hígado de algunos animales y peces puede llegar hasta un 7-8 %. Además de glucógeno y glucosa, en los seres del reino animado, se encuentran otros azúcares como la maltosa (resultado de la hidrólisis del almidón en el proceso de digestión) y dextrinas. •Heterosidos: - Quitina.- Polisacárido de función estructural, al formar la pared celular de los hongos y el exoesqueleto de artrópodos. Está formado por unidades de N-acetil-glucosamina unidas por enlace β 1,4.
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