Universidad de Chile
Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas
Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química
Química de Alimentos
Métodos aplicados para carbohidratos
disponibles totales, azúcares reductores y
azúcares individuales
Taller “Principios básicos para asegurar la generación y
compilación de datos de buena calidad en composición de
alimentos. 2008
PAZ ROBERT CANALES
1
•Son fuente de energía (4 Kcal).
2
Clasificación de carbohidratos
• Monosacáridos
Aldosas
Cetosas
Reductores
Disacáridos
• Oligosacáridos
No-reductores
Octasacáridos
Homoglicanos: un tipo de monosacárido
• Polisacáridos
Heteroglicanos: dos o más tipos
de monosacáridos
Monosacáridos-Clasificación
según n° de átomos de carbono en la molécula
Biosas C2; triosas C3; tetrosas C4; pentosas C5; hexosas C6; heptosas C7
D-Glucosa
aldohexosa
Miel, frutas
D-fructosa
cetohexosa
D-Ribosa
aldopentosa
Estructura cíclica
CHO
H
OH
H
H
H
H
HO
OH
HO
H
-D-glucosa
+19°
OH
O
HO
H
OH
H
H
OH
HO
H
HO
H
OH
H
H
OH
O
OH
H
CH 2 OH
D-glucosa
+52,7°
-D-glucosa
+112°
OH
Oligosacáridos
Disacáridos
• REDUCTORES
• Compuestos en que el
grupo aldehídico o
cetónico no está
comprometido en el
enlace
• NO REDUCTORES
• Compuestos en que el
grupo aldehídico o
cetónico está
comprometido en el
enlace
6
Disacárido
Monosacáridos
Maltosa
Glucosa-glucosa
Lactosa
Celobiosa
Gentobiosa
Melibiosa
Galactosa-glucosa
Glucosa-Glucosa
Glucosa- glucosa
Galactosa-glucosa
Epimelobiosa Galactosa-manosa
Furanosa
Sacarosa
Trehalosa
Glucosa-fructosa
Glucosa-fructosa
Glucosa-glucosa
Tipo
enlace
(1-4)
Poder
reductor
+
(1-4)
(1-4)
(1-6)
(1-6)
(1-6)
(1-3)
(2-1)
(1-1)
+
+
+
+
+
+
-
Polisacáridos
 Grandes moléculas formadas por condensación
de unidades de monosacáridos.
 INSOLUBLES: Forman la estructura sosten de
algunas plantas y animales.
 SOLUBLES: Constituyen una reserva de azúcares
sencillos, son liberados a medida que se necesitan
por acción enzimática.
Celulosa, almidón, sustancias pécticas
Polisacáridos- Almidón
• Forman las reservas nutricionales de las plantas
• Se encuentran en forma de gránulos y varía de un
vegetal a otro.
• Se puede identificar su origen por observación
microscópica
Almidón
Lineal
AMILOSA
(1-4)
Gelifica
Precipita
Retrograda
Ramificado
AMILOPECTINA
(1-4), (1-6)
No Gelifica
Viscosa
No Retrograda
Dos amilosas pueden crear zonas donde se excluye el agua, y se forman
uniones estrechas entre las amilosas.
Maíz
Trigo
25%
20%
75%
80%
Hidratos de Carbono
Azúcares
Complejos ó
polisacáridos
Azúcares
Simples
• son
azucares
de
rápida
absorción y son energía rápida.
• Se encuentran en azúcar, miel,
mermeladas, jaleas, golosinas,
leche, hortalizas y frutas etc.
Monosacáridos: glucosa, fructosa
Disacáridos: sacarosa, lactosa, maltosa
•
•
Son de absorción más lenta, y
actúan mas como energía de
reserva por la anterior razón.
Se
encuentra
en
cereales,
legumbres, harinas, pan, pastas.
Digeribles
No Digeribles
11
Hidratos de carbono
• HC disponibles: Se designan así aquellos que son
metabolizados en el organismo, digeridos y absorbidos.
• HC no disponible: Son aquellos que no son
hidrolizados por las enzimas endógenas del aparato
digestivo humano.
12
Etiquetado
• "Alto en hidratos de carbono disponibles".
Alimentos que tienen por porción de consumo
habitual un 30%, o más, de la dosis diaria de
referencia de carbohidratos disponibles
• "Buena fuente de hidratos de carbono
disponibles". Alimentos que tienen por porción de
consumo habitual entre un 20% y un 29% de la
dosis diaria de referencia de carbohidratos
disponibles.
DDR = 350 g de carbohidratos disponibles/día.
13
Métodos de Análisis de
carbohidratos
1.
2.
3.
4.
Método por cálculo
Método Químico
Métodos ópticos
Métodos Cromatográficos
cromatografía plana
cromatografía de gases
cromatografía líquida HPLC
Método por cálculo
• ENN = H de C totales = 100 - %H - %P - %L - %C
• H de C disponibles = H de C totales - Fibra dietética
Métodos Químicos
H
CHO
H
OH
HO
H
C
OH
OH
C
NaOH/ 0,05N
HO
H
H
C
O Na
OH
C
HO
H
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
CH
2 OH
D-glucosa
CH
2 OH
1,2-enediol
CH
2 OH
Enediol, sal
Reductores fuertes
16
Azúcares Totales = Directamente + no reductores
reductores
Se obtienen por
hidrólisis
Se obtienen
directamente
Se obtienen por
diferencia
17
Preparación de la muestra
Tratamiento con agentes clarificantes.
Los metales pesados precipitan sustancias coloidales
y estos mismos precipitados arrastran otras
sustancias en suspensión que son interferentes
•
-
Tipos:
Sales de plomo (acetato básico de plomo) pp ác. orgánicos
Crema de alúmina (hidróxido de aluminio) alto contenido de fructosa
Solución de Carrez (ferrocianuro de K y ZnSO4) vitaminas
Carbón activado
Método de Fehling: Método
gravimétrico de Munson y Walker
• Fehling A: sulfato de cobre
• Fehling B: tartrato de Na y K en medio alcalino
AZUCAR (álcalis)
ENEDIOL (especie reductora)
El tartrato compleja el Cu+2, el cual es reducido por el enediol a
Cu+1, que en presencia de OH- forma CuOH y por calentamiento
Precipita el Cu2O, que se determina gravimétricamente
R-CHO + CuSO4 + NaOH
Cu2O + 2RCOOH + 2Na2SO4 + H2O
Proporcional al contenido de CHO presente
Azúcares directamente reductores
25 ml fehling A
AOAC, 906.03
25 ml fehling B
50 ml agua
25-50 ml filtrado con los azúcares
Calentar sobre rejilla, ebullición comienza a los 4 min.
de calentamiento + 2min.
Filtrar por succión la solución caliente
Lavar pp
secar
Cu2O
Tabla
Glucosa
0,95= sacarosa
X 0,9= almidón
X
Desventaja del método
Está basado en reacciones no estequiométricas
Cu2O
Método volumétrico de Bertrand
Cu2O
Fe2(SO4)3
Fe+2
Tablas
Titular con
KmnO4
Método complexométrico
Cu2O
HNO3
Cu(NO3)2
EDTA
Cat
Método iodométrico
Cu2O
HNO3
Cu(NO3)2
KI (30%)
½ acético
I2
Titular con
Na2S2O3
21
Ferricianuro de potasio
Azúcar + 2K3Fe(CN)6 + KI
K4Fe(CN)6 + I2
Reductores
Titular con
Na2S2O3
Tabla
AOAC Official Method 939.03
Sugars (reducing and nonreducing) in flour
Titrimetric method
Cereal foods
22
Carbohidratos totales
Hidrólisis ácida
Hidrolizar para obtener
harina
monosacáridos reductores
200 ml agua
14 ml HCl
2 1/2 hrs. Reflujo
Enfriar
Crema de alúmina
Alcalinizar débilmente con NaOH
Aforar 500 ml
Determinación de Munson y Walker
AOAC, 920.44
starch
Carbohidratos totales
Método de Antrona
Método colorimétrico
Muestra (~1 g)
10 mL de agua
15 ml ác. Perclórico 52%
12 h
Llevar a 100 mL
Filtrar
Aforo 250 ml
Alícuota de 10 mL
Curva de calibración
con glucosa
Aforo 100 mL
Alícuota de 1mL
Rx Antrona en medio ácido
=630 nm
24
Método óptico
Determinación por polarimetría.
• Método AOAC 29.026
• Sacarímetro, calibrado para leer
directamente la sacarosa
• Sol normal sacarosa = 26g/100 ml = 100º a
20ºC
25
Método enzimático
AOAC 979.10
Almidón en cereales
Muestra (0,5g)
Moler, secar
25 mL agua, pH 5,7
Hervir 3 min, autoclave 1 h 135ºC
Enfriar, mantener 55ºC
Buffer acetato
5 mL glucoamilasa (10 mg/mL)
2h
Filtrar, aforo 250 mL
D-glucosa (20-60 ug)
2 mL enzima-buffer-cromogeno
Glucosa oxidasa, peroxidasa, o-di-anisidina.2HCl
Determinación por HPLC.
Tónica
Seven up
fructosa
sacarosa
glucosa
28
29
MALTOSA
30
LACTOSA
Leche humana
Leche de vaca
5-8%,
4-6%
31
SACAROSA
Caña de azúcar
Betarraga o remolacha
32
Mejor gelificante
33
Reacción con alcoholes
H
H
R1
C
O
+
R2
OH
R1
C
OH
OR 2
Hemiacetal
Azúcar
No azúcar
Disacárido
Aglicona
Unión glucosídica es muy susceptible a hidrólisis
34
Oxidación del grupo carbonilo
Aldosas
Oxidación
Ácidos aldónicos
Ácido glucónico
Glucosa
Oxidación de la glucosa es importante en biotecnología
Industria bebidas sin alcohol, se desea eliminar el oxígeno disuelto
Evitar reacciones de pardeamiento de maillard se desea eliminar C=O
Glucosa
glucosa oxidasa/FAD
-H + O2
H2O2
35
Reacciones de reducción
Carbonilos pueden ser reducidos a alcoholes
Hexitoles
Sorbitol
Manitol
Galactitol
Pentitoles
Ribitol
Sorbitol: sustituto del azúcar en alimentos para diabéticos
Ésteres de ácidos grasos de sorbitol: agentes emulsificantes
Glucosa
hidrogenación
alta presión / Ni
Sorbitol
36
Reacción con ácidos (HCl > 2N)
H
C
O
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
C
H
H
O
C
H+

H
C
O
H
C
H
C
+ 3 H2O
-H2O
H
Pentosa
Hexosa (D-glucosa)
Furfural
Hidroximetilfurfural
Café oscuro
37
Hidrólisis de sacarosa
• Inversión :Por acción de medio ácido o por
acción enzimática
• C12H22O11 + HCl
C6H12O6 + C6H12 O6
glucosa
Miel: azúcar invertido
fructosa
Azúcar invertido
38
Poder edulcorante
Sacarosa
100
Fructosa
173
Glucosa
74,3
Azúcar invertida
123,8
Lactosa
16
Maltosa
32
Sacarina
30.000 – 50.000
Azúcar invertido - Mayor dulzor que la sacarosa
- Evita cristalización
39
Polisacáridos- Celulosa
• Cadenas lineales de glucosa (1-4) PM 400.000
• Es el mas abundante de los polisacáridos de sostén
• Constituye mas de la mitad del material de las
paredes celulares en la madera y otros productos
vegetales
Nitrocelulosa:
explosivos
adhesivos revestimientos
Metilación y carboximetilación
agentes espesantes
Acetatos de celulosa
películas transparentes,
materiales de empaque
Celulosa microcristalina:
ingrediente no calórico en
Alimentos dietéticos
40
Sustancias Pécticas
• Polisacáridos estructurales, responsable de la
coherencia de los tejidos.
• Verduras
1% Proporciona apariencia turbia
• Jugos
• Polímeros de ácido poligalacturónicos
parcialmente esterificados.
• Se clasifican de acuerdo a su porcentaje de
metoxilación.
41
Agentes clarificantes
• Condiciones
 Remover las sustancias interferentes, sin
absorber ni modificar los azúcares
 El precipitado debe ser pequeño y el
procedimiento de precipitación
relativamente simple.
42
Descargar

Tecnología Farmacéutica de Sólidos Polvos