Universidad de Chile

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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
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• Son fuente de energía (4 Kcal).

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Clasificación de carbohidratos
Aldosas

• Monosacáridos
• Oligosacáridos
• Polisacáridos

Cetosas
Reductores
Disacáridos
No-reductores
Octasacáridos
Homoglicanos un tipo de monosacárido
Heteroglicanos dos o más tipos de monosacáridos
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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
D-fructosa cetohexosa
Miel, frutas
D-Ribosa aldopentosa
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Estructura cíclica
?-D-glucosa 19
?-D-glucosa 112
D-glucosa 52,7
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OligosacáridosDisacáridos

• 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

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Disacárido Monosacáridos Tipo enlace Poder reductor
Maltosa Glucosa-glucosa ?(1-4)
Lactosa Galactosa-glucosa ?(1-4)
Celobiosa Glucosa-Glucosa ?(1-4)
Gentobiosa Glucosa- glucosa ?(1-6)
Melibiosa Galactosa-glucosa ?(1-6)
Epimelobiosa Galactosa-manosa ?(1-6)
Furanosa Glucosa-fructosa ?(1-3)
Sacarosa Glucosa-fructosa ?(2-1) -
Trehalosa Glucosa-glucosa ?(1-1) -
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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
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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

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Almidón
Lineal
Ramificado
AMILOSA ?(1-4)
AMILOPECTINA ?(1-4), ?(1-6)
No Gelifica Viscosa No Retrograda
Gelifica Precipita Retrograda
Dos amilosas pueden crear zonas donde se excluye
el agua, y se forman uniones estrechas entre las
amilosas.
75
Maíz
25
80
Trigo
20
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Hidratos de Carbono

• Azúcares
• Complejos ó polisacáridos
• Son de absorción más lenta, y actúan mas como
  energía de reserva por la anterior razón.
• Se encuentra en cereales, legumbres, harinas,
  pan, pastas.

• 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
Digeribles
No Digeribles
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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.

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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.
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Métodos de Análisis de carbohidratos

• Método por cálculo
• Método Químico
• Métodos ópticos
• Métodos Cromatográficos
• cromatografía plana
• cromatografía de gases
• cromatografía líquida HPLC

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?Método por cálculo

• ENN H de C totales 100 - H - P - L - C
• H de C disponibles H de C totales - Fibra
  dietética

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?Métodos Químicos
NaOH/ 0,05N
D-glucosa
1,2-enediol
Enediol, sal Reductores fuertes
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Azúcares Totales Directamente no reductores
reductores
Se obtienen por hidrólisis
Se obtienen por diferencia
Se obtienen directamente
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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)
• Crema de alúmina (hidróxido de aluminio)
• Solución de Carrez (ferrocianuro de K y ZnSO4)
• Carbón activado

pp ác. orgánicos
alto contenido de fructosa
vitaminas
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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 Cu2, el cual es reducido
por el enediol a Cu1, que en presencia de OH-
forma CuOH y por calentamiento Precipita el
Cu2O, que se determina gravimétricamente
Cu2O 2RCOOH 2Na2SO4 H2O
R-CHO CuSO4 NaOH
Proporcional al contenido de CHO presente
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Azúcares directamente reductores
25 ml fehling A 25 ml fehling B 50 ml agua 25-50
ml filtrado con los azúcares
AOAC, 906.03
Calentar sobre rejilla, ebullición comienza a los
4 min. de calentamiento 2min.
Filtrar por succión la solución caliente Lavar
pp secar
X 0,95 sacarosa X 0,9 almidón
Cu2O
Glucosa
Tabla
Desventaja del método Está basado en reacciones
no estequiométricas
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Cu2O
Método volumétrico de Bertrand
Fe2(SO4)3
Cu2O Fe2
Tablas
Titular con KmnO4
Método complexométrico
Método iodométrico
KI (30)
HNO3
Cu2O Cu(NO3)2 I2
½ acético
Titular con Na2S2O3
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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
23
Carbohidratos totales Hidrólisis ácida
Hidrolizar para obtener monosacáridos reductores
harina
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
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Carbohidratos totales Método de AntronaMétodo
colorimétrico
Muestra (1 g)
10 mL de agua 15 ml ác. Perclórico 52 12
h Llevar a 100 mL Filtrar
Curva de calibración con glucosa
Aforo 250 ml

Alícuota de 10 mL
Aforo 100 mL
Alícuota de 1mL
Rx Antrona en medio ácido ?630 nm
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Método ópticoDeterminación por polarimetría.

• Método AOAC 29.026
• Sacarímetro, calibrado para leer directamente la
  sacarosa
• Sol normal sacarosa 26g/100 ml 100º a 20ºC

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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
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Determinación por HPLC.
Tónica
Seven up
fructosa
sacarosa
glucosa
28
(No Transcript)
29
(No Transcript)
30
MALTOSA
31
LACTOSA
Leche humana 5-8, Leche de vaca 4-6
32
SACAROSA
Caña de azúcar Betarraga o remolacha
33
Mejor gelificante
34
Reacción con alcoholes

Hemiacetal
Azúcar Disacárido No azúcar Aglicona
Unión glucosídica es muy susceptible a hidrólisis
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Oxidación del grupo carbonilo
Oxidación
Aldosas
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 CO
glucosa oxidasa/FAD
Glucosa
H2O2
-H O2
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Reacciones de reducción
Carbonilos pueden ser reducidos a alcoholes
Pentitoles Ribitol
Hexitoles Sorbitol Manitol Galactitol
Sorbitol sustituto del azúcar en alimentos para
diabéticos Ésteres de ácidos grasos de sorbitol
agentes emulsificantes
hidrogenación
Glucosa
Sorbitol
alta presión / Ni
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Reacción con ácidos (HCl gt 2N)
H
3 H2O
?
-H2O
Furfural
Pentosa
Hexosa (D-glucosa)
Hidroximetilfurfural Café oscuro
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Hidrólisis de sacarosa

• Inversión Por acción de medio ácido o por acción
  enzimática
• C12H22O11 HCl C6H12O6 C6H12 O6

glucosa
fructosa
Azúcar invertido
Miel azúcar invertido
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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
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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
Acetatos de celulosa películas transparentes,
materiales de empaque
Celulosa microcristalina ingrediente no
calórico en Alimentos dietéticos
Metilación y carboximetilación agentes espesantes
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Sustancias Pécticas

• Polisacáridos estructurales, responsable de la
  coherencia de los tejidos.
• Verduras
• Jugos
• Polímeros de ácido poligalacturónicos
  parcialmente esterificados.
• Se clasifican de acuerdo a su porcentaje de
  metoxilación.

1
Proporciona apariencia turbia
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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.