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BROMATOLOGA IPresenta : M.C Hiplito A. lvarez Hernndez Culiacn, Sin. Enero 2015 CENTRO DE ESTUDIOS SUPERIORES MXICO-AMERICANOLicenciatura en Nutricin

Hidratos de CarbonoObjetivo generalAl finalizar el tema, identificar los hidratos de carbono presentes en los alimentos , la funcin que estos desempean y las reacciones ocasionadas en ellos debido al procesamiento as como su influencia en el valor nutritivo.

Tema 3. Hidratos de Carbono3.1 Clasificacin3.2 Funcin en los alimentos3.3 Reacciones y su efecto en el valor nutritivo

Hidratos de Carbono Carbohydrates Hidratos de carbonoGlcidos (sabor dulce)

ExclusivamenteCx(H2O)xn C = molculas de aguaSon compuestos orgnicos (C,H,O) ms abundantes en la naturaleza y tiene estructuras de polihidroxialdehdo o polihidroxiacetona, adems presentan gpos (C=O u y OH)Definicin

Varios carbohidratos estn modificados o algunos contienen grupos amino, fosfato y sulfato .Mathew y col (2005)4Importancia de los hidratos de carbonoCompuestos ms abundantes en la naturaleza

Compuestos ms consumidos por los seres humanos

Principales fuentes deAlmacenamiento de Energa

50-80% de la dieta poblacionalRecomendados en una proporcin del 60% del total nutricional

Pas en desarrolloPas desarrollado

En paises en desarrollo o poblaciones de escasos recursos el consumo de carbohidratos es alto o practicamente lamayoria de la energia es proveeida por ellos mientras que paises desarroldos el consumo disminuye por lo quese podria suponer un aumento del aporte lpidico loque causara dibersas patologa.5Estructura qumica

CLASIFICACIN DE LOS HIDRATOS DE CARBONOSon aquellos que no pueden desdoblarse por hidrolisis en otros ms simples.Son el resultado de la unin glucosidica de 2 a 20 monosacridos

Son el resultado de la unin glucosidica de mas 20 monosacridos

Badui (2012)LOS CARBOHIDRATOS SE PUEDEN DIVIDIR SEGN TENGAN UNO O MAS MOLECULAS DE AzUCARES SIMPLES O MONOMEROS. CUANDO SE UNEN DOS MOLECULAS DE AXUCARES SIMPLES , CON PERDIDA DE UNA MOLECULA DE AGUA SE FORMAN LOS DISACARIDOS O DIMEROS,CUANDO SE UNEN 3 FORMAN TRISACARIDOS O O TRIMEROS Y ASI SICESIVAMENTE.. SE DENOMINAN POLIMEROS O POLISACARIDOS CUANDO ESTAN UNIDOS POR VARIAS MOLCULAS DE AZUCARES SIMPLES O O MONOMEROSMonosacaridos son aquellos que no pueden ser desdoblados por hidroliis , su cadena puede constar de 3, 4, 5 y 6 etc, atomos se denominan triosas, tetrosa, pentosas, hexosas, etc siendo estas ultimas las mas importante en los alimentos.

LOS LLAMADOS HIDRATOS DE CARBONO SIMPLES SE REFIEREN ALOS MONO OLIGOSACARIDOS COMO LA GLUCOSA, FRUCTOSA,GALACTOSA, SACAROSA, MALTOSA Y LACTOSA, MIENTRAS QUE LOS QUE SON COMPLEJOS SON LOS POLISACARIDOS, EN ESPECIAL LAS FIBRAS.7Monosacridos Desde el punto de vista de la nutricin no se pueden considerar como una fuente de energa para el organismo humanoForma parte de la estructura de los vegetalesSe encuentra en frutas y races Los encontramos en cidos nucleicos y en nucletidos en citoplasmaEn cidos nucleicos de los ncleos celulares Aldohexosa, presente en el reino vegetal y en la sangre de los animales (1g/L)Aldohexosa, se transporta en la sangre y se encuentra en los lpidos compuestos del cerebro as como en vegetales en forma de galactanaCetohexosa, se encuentra en frutas y en la miel(del griego , mono, nico)Desde el punto de vista de la nutricin no se pueden considerar como una fuente de energa para el organismo humano, aunque sus derivados se encuentren en pequea cantidad en toda las clulas vegetales y animales.La glucosa : tanto en alimentos como en animales que las contienen como en ele cuerpo humano, se encuentra en general en forma dextrogira (D-glucosa).. Todas las celulas del organismo pueden utilizarla (celulas cerebrales,medulaares y renales)8

GlucosaGalactosaFructosaMonosacridos

H lacltosaMathew y col (2005)LOS HIDRATOS DE CARBONO MAS SENSILLOS Y QUE NO PUEDEN HIDROLIZARSE A OTROS MAS SIMPLES SE DENOMINAN MONOSACARIDOS O AZUCARES SIMPLES. ESTOS PASAN POR LA PARED INTESTINAL SIN SER MODIFIOCADOS POR ENZIMAS DIGESTIVAS.

La D-glucosa , tambien llamada dextrosa es el azucar mas predominante en en plantas y animales. Tambien esta presente como uno de los principales azucares de la miel y en el jugo de muchas frutas.LA GALACTOSA SE PRODUICE PRINCIPALMENTE de la hidrlisis de la lactosa que se encuentra en la lecheLa frutuosa junto con la glucosa son los proncipales carbohidratos de la miel. La fructosa es una cetohexosa que esta presente como azucar libre en muchas frutas y tambien se obtiene de la hidrlisis de

9Caractersticas de los monosacridos Son sustancias cristalizables

Difusibles

Muy solubles en agua

Difcilmente solubles en alcohol

Insolubles en ter 10OligosacridosDisacridos(sacarosa, lactosa, maltosa)

Tri, tetra, y pentasacridos (rafinosa , estaquiosa verbascosa)Sacarosa = glucosa + fructosaLactosa= glucosa + galactosaMaltosa = glucosa + glucosa

Galactosa--- Galactosa--- Galactosa----Glucosa---FructosaRafinosa

EstaquiosaVerbascosa

(Del griego , oligos, pocos)Los disacaridos son compuestos que al hidrolizarse dan lugar a dos moleculas de monosacaridos.. Ejemplos sacarosa lactosa y maltosa celobiosa(glucosa unidas mediante enlaces beta)

Los tres disacaridos anteriores se encuentran en forma libre en la naturaleza pero se comenta que la maltosa es un producto intermediario de la hidrlisis del almidon y no parece existir en forma libre en la naturaleza.

Rafinosa (jugo de la remoilacha zucarera y en la cascara de semillas de algodn).Estaquiosa en semilla de algod+on11

Oligosacridos

Braverman(1980)La estaquiosa es uno de los principales carbohidratos de la semilla de soya. Debido a su bajo grado de digestibilidad se le considera una de la principales causas de flatulencias y de otros transtornos gastrointestinales.12Polisacridos Polisacridos (homopolisacridos y heteropolisacridos)

Polisacridos (digeribles o no digeribles)

(Del griego , polis, muchos) los mas importantes para la vida son almidn, glucgeno y la celulosa Homopolisacridos: almidn, glucgeno, celulosa

Heteropolisacridos: hemicelulosa, gomas y pectinas Digeribles: almidn, glucgeno, dextrinas

No digeribles: fibras( celulosa, hemicelulosa, gomas y pectinas )

Los polisacaridos tambien llamados glucanos por laguna y pia (2002) , al hidrolizarse pueden generar mas de 10 moleculas de monosacaridos. McKee y McKee (2003) definen a un polisacarido como una molecula que contiene un gran numero de monosacaridos unidos por enlaces glucosidicos. Los polisacaridos se dividen en dos clases : homopolisacaridos (formados por un mismo tipo de monosacaridos ) y heteropolisacaridos13Polisacridos Towel14Composicin del almidn

73%27%Amilosa Amilopectina Enlaces glucosdicos -(1,4)Enlaces glucosdicos -(1,4) y -(1,6)Copeland y col (2009)Tester y Karkalas (2002)PM 1 x 105-6 PM 1 x 108 El almidn est formado por dos polmeros de glucosa: amilosa y amilopectina ,cuya proporcin puede variar dependiendo del genotipo. La amilosa es una molcula esencialmente lineal formada por unidades de glucosa unidas por enlaces -(1,4) y tiene un peso molecular de alrededor de 1 x 105-6 correspondiente al grado de polimerizacin (GP) de 1000-10,000 unidades de glucosa.

La amilopectina es un polmero de mayor tamao con un peso molecular alrededor de 1 x 108 y presenta un DP de hasta 1 milln unidades de glucosa.

. Aproximadamente el 5% de las unidades de glucosa de la amilopectina estn unidas mediante enlaces -(1,6), otorgndole un alto grado de ramificacin a la molcula.

15Polisacridos (fibra)Ulceras gastricas..16Fuente de hidratos de carbono

Adaptada de Sandoz Nutrition, 1996 Contenido en HC de los alimentos (100g)Practicamente todos los vegetales, exceptos los aceites,contienen carbohidratos en mayor o menor proporcin.17Glucosa Monosacrido ms abundante en la naturaleza. Presente en diversas frutas (azcar de uva)

Fructosa(levulosa) Se encuentra principalmente en jugos de diversas frutas y en mieles.GalactosaNo se encuentra fcilmente en estado libre (glucosa+ galactosa), leche, habas y guisantes. Distribucin en la naturalezaGlucosa : las pastas, pan integral, granos enteros y cereales integrales, las legumbres, lcteos, uva, miel, etc.

La fructosa en un azucar reducto, dado que es altamente levorotativo se le conoce como levulosa. Forma parte de algunos polisacaridos , principalmente la inulina(polisacarido que contiene una glucosa terminal , cuya union seda en elacen beta(1,2)glucosidicos no digeriles), que se encuentran en plantas como maguey, alcochofa, ajo,entre otras.la extraccion de inulina es alentada por reportes cienttificos que indican mejora la absorcion de calcio y magnesio. 18

Concentracin de azucares vs estado de madurez

Derivados de hidratos de carbono (polioles o azucares-alcoholes)CHOGLICERALDEHIDOEstos compuesto se forman cuando los grupos aldehdos o cetona de los azcares se reducen y se produce el correspondiente hidroxilo.Distribucin de OLIGOSACARIDOS en la naturaleza

Sacarosa : qumico orgnico mas abundante en el mundo .

La sacarosa(beta.D-fructofuranosil-alfa-D-gucopiranosa) llamada comun mente azucar de meza, esta integrada por una glucosa cuyo carbono aldehdico se une el cetonico de la frutosa, estableciendo un enlace glucosidico beta(1,2), que impide que sea un azucar reductor por carecer de grupoaldedo o cetona libre.

Cuando la sacarosa se si hidroliza produce una mezcla de azucares conocido de azucares conocido como azucar invertido.. El adjetivo invertido se refiere al cambio del poder rotatorionque se observa durante dicha dicha hidrolisis: la sacarosa es dextrorrotativa(+66),pero a tranformarse en glucosa(+52) y enfructosa (-92)21Distribucin de OLIGOSACARIDOS en la naturalezaMaltosa

Hidrolizados de maz y de almidones

Lactosa Exclusivo de leche de mamferos

La maltosa, integrada por dos moleculas de glucosa. es un azucar reductorhidrolizado por acidos y por la enzima maltasa; presenta fenomeno de , pues existen isomero alfa y beta.

22Distribucin de OLIGOSACARIDOS en la naturaleza -galactosacridos (rafinosa, estaquiosa,verbascosa)

LeguminosasSe encuentran en algunas leguminosas23Distribucin de polisacridos en la naturaleza reino vegetal y animalAlmidn: cereales, tubrculos, algunas frutas

Glucgeno o almidn animal (musculo e hgado)

Celulosa ( frutas, hortalizas y cereales como constituyente de las paredes celulares y tambin la producen ciertos m.o)

Hemicelulosa (actan como agentes cementantes en el tejido vegetal; trigo y frijol)

Pectinas (se encuentran asociadas con hemicelulosas, en las paredes celulares , y son responsables de la dureza de algunos productos; tejidos suaves, como cascara de ctricos, en manzanas y peras.

Gomas: depende de la fuente de extraccin Distribucin de polisacridos en la naturalezaMadera y algodnPolisacarido estructurall de todo reino vegetal; por ser considerado como el compuesto organico mas abundante en la naturaleza y constituir una fuente de glocosa practivamente inagotable que se renueva de forma continua con la fotosintesis25Gomas

El cuerpo, utiliza la glucosa como una fuente importante de energa.

En la fabricacin de alimentos, la glucosa confieren un sabor dulce a los dulces, mermeladas, chicles y refrescos.

En la coccin , la fermentacin de la glucosa mejora la porosidad y da buenos productos de sabor.

En la produccin de helados disminuye el punto de congelacin, se aumenta su dureza.

En la produccin de conservas de frutas, jugos, licores, vinos, refrescos, ya que la glucosa no enmascara el olor y el gusto.

Funciones de la glucosaMonosacarido de bajo peso molecular , con un dulzor aceptable. Como savemos nuestro cuerpo solo asimilar azucares una ves hidrolisados es decir simple

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Fructosa cristalina se puede utilizar como un edulcorante.

Se utiliza para proporcionar sabor en categoras de productos de alimentos y bebidas incluyendo suaves galletas hmedas, barras nutricionales, productos de caloras reducidas y el jugo de concentrados congelados que son vertibles.funciones de la fructosaMonosacarido tambien d e abjo peso molecular con dulzor inferior al de la glucosa

28Funciones de la sacarosa Tiene grado de solubilidad alto

Gran capacidad de hidratacin

Menos higroscpico que la fructosa

Se utiliza comercialmente en la elaboracin de azcar invertido

Actuar como conservador en mermeladas, conservas y leche condensada.

Proporcionar volumen y textura en helados, natillas, productos de panadera y confitera.

Actuando como un alimento para la levadura en la coccin y en la elaboracin de cerveza y sidra.

Contribuir al color de la corteza y el sabor en productos de panadera

Funciones de la maltosaEs el menos higroscpico de los oligosacridos

No cristaliza fcilmente

No estn dulce como la glucosa

Es fermentable

Soluble en agua

Aplicaciones:La maltosa se aade a la levadura como el proceso de fermentacin.Formas solubles de maltosa en agua se introducen en este proceso para ayudar a liberar el etanol y dixido de carbonoLa maltosa es un excelente aditivo para muchos tipos diferentes de alimentos envasados, incluyendo bebidas no alcohlicasLa maltosa es importante en la elaboracin de cerveza.

No estn dulce como la glucosa pero si con un dulzura aceptable

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Funciones de la lactosaMenos soluble de los disacridos

Menos dulce ( 15%)

Poder absorbente

Se utilizan para retener compuestos que imparten sabores, aromas y colores.

Se emplean en la panificacin pues interacciona fcilmente con las protenas y producen pigmentos de la rxn de Maillard.

Se aplican a productos diversos productos de confitera , mezclas secas, productos lacteos, vegetales secos, botanas, formulas de alimento infantil.

La aplicacin principal es el uso de la lactosa para la produccin de sustitutos de la leche para bebs y alimentos de mama. En la industria de panadera se utiliza para producir una corteza marrn dorado,aumenta el volumen de pan y productos ricos. En la industria de la confitera se mejora mediante la adicin de lactosa caramelos bsicos. La lactosa se usa en la fabricacin de chocolate, leche condensada, mermelada, mermelada, galletas, dulces, helados, productos diabticos, productos crnicos, etc

31Tecnologa de los azcares Conservacin

Cristalizacin

Hidratacin

Poder edulcorante

Reacciones de oscurecimiento

Los diferentes usos de los azcares (mono y disacaridos) se basan en sus propiedades funcionales , las cuales son consecuencia de su estructura qumica : su alto contenido de hidroxilos altamente hidrofilos, les proporciona capacidad de hidratarse y retener agua al establecer puentes de hidrogeno; generalmente son dulces , propician reacciones de oscurecimiento de maillard y caramelizacin y fermentacin, fungiendo como fuente de carbono ; son capaces de inhibir el crecimiento microbiano, dependiendo de la concentracion ala cual se empleen, por reducir el aw, confiere viscosidad y cuerpo a diversos alimentos ,etc.

Acontinuacion se enumeran algunos aspecto tecnicos a considerar cuando se utilizan los azucares.

Los solutos de bajo peso molecular disminuyen la presion de vapor de agua y aumenta la presion osmotica (reducen aw)32Caractersticas de los polisacridos

33Principales funciones de los polisacridos en los alimentos

34Funciones de la celulosaGeneralmente no se usa como aditivoCelulosa semicristalina (CMM) posee alta capacidad de retencin de agua

Carboximetil celulosa (propiedades funcionales de inters para la industria alimentariaControl de la cristalizacin de la lactosaElaboracin de productos congeladosAderezos para conferir viscosidad y cuerpoEn mezcla de gomas para evitar sineresisEn alimentos dietticos

La carboximetil celulosa presenta propiedades funcionales de interes para la industria AlimENTARIA ya que actua como aglutinante, espesante, estabilizante y forma peliculas resistete ademas de presentar gran capacidad de retencion de agua por lo cual se utiliza en productos como tortilla de maiz.

35Funciones de hemicelulosasAlto peso molecular (insolubles)De bajo peso molecular (solubles) CRA, disminuye tiempo de amasado, mejora el volumen y textura)

Absorcin de agua en intestino, formarcion de heces y eliminacion con facilidad.

36Caractersticas de algunos almidones usados en la industria alimentaria

FUNCIONES Y APLICACIN DE PECTINAS EN ALIMENTOSFuncionalidad Factores extrnsecos: pH, sales disueltas y proporcin de azcares Factores intrnsecos: Peso molecular, y grado de esterificacinViscosidad PM, GEElaboracion de jaleas (pectina de GE bajo)Gelatinas (pectinas GE alto)Elaboracin de bebidas El jugos clarificados (se remueven las pectinas)La pectina es un polisacarido de gran peso molecular proveniente de las partes blancas o albedo de los frutos citricos. La pectina se clasifica segn su contenido de metoxilos llamado grado de esterificacin (GE) definido como el nmero de residuos de cido galacturonico esterificado o metoxilados (COOCH3) por el grupo metilo. Esta clasifica en pertina de alto metoxilo que poseen GE superioor al 50%, gelifican en pH acido de 2-4.5 en presencia de solidos solubles (60-65%) y las pectinas de bajo metoxilo qie necesitan iones de calcio y un pH de 2.8-6.5 para gelificar, posen un GE menor de 45%.

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FUNCIONES Y APLICACIN DE GOMAS EN ALIMENTOS39Clasificacin delos carbohidratos en base a su funcin

Tarea . investigar los trminos azcar reductor, azcar invertido.Invetigar las siguinetes reaccionesCaramelizacinGelificacinHidratacion Hidrolisis41Gracias por su atencin

Gracias****** *****