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PRÁCTICA 1: PROPIEDADES DE LOS CARBOHIDRATOS
OBJETIVO: Conocer y aprender qué características físicas y químicas tienen los carbohidratos como la sacarosa, el almidón y otros azúcares como el piloncillo (sacarosa, glucosa y fructosa), al igual que sus reacciones con la combinación de otros elementos como el agua (H 2 O). Shantal Yamiret Ornelas Cueto: Identificar el porqué de las reacciones de algunos carbohidratos (sacarosa, almidón) y otros azúcares (piloncillo), en su mezcla con el agua (H2O), así mismo, comprender las características de su composición. Arias Estrada Ximena Dar a conocer el resultado de la práctica que a continuación se presenta, brindando los materiales para que esta se pueda realizar y así poder observar las reacciones de los carbohidratos y de igual manera comprender cómo es que algunos elementos agregados a ellos hicieron que actúaran de diferente manera. Almazan Guadarrama Fatima Ayret Analizar las propiedades de los carbohidratos así como su reacción que tiene al mezclarse con agua y las diferencias que ocurren cuando el agua está caliente así como identificar cuál de los carbohidratos (almidón, azúcar y piloncillo) son polisacáridos Mariana Irais Malagon Herrera Identificar los conceptos descritos en la práctica y conocer los resultados que obtendrán al usar H2O con los carbohidratos mencionados Guadalupe Romero Vasquez
Analizar para poder comprender el porqué algunos carbohidratos reaccionan de una manera cuando son mezclados en un líquido como el agua dependiendo de sus temperaturas en base a sus propiedades. Daniel Alberto Hernández Pérez Llevar a cabo para poder comprender las distintas reacciones, efectos o comportamientos de las moléculas, enlaces, carbohidratos y la aportación que tiene para los resultados. MARCO TEÓRICO: Los hidratos de carbono son compuestos orgánicos formados por tres elementos: carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), y comprenden una gran variedad de estructuras diferentes. Todos los hidratos de carbono presentan grupos funcionales hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O) y representan un papel fundamental en la dieta humana, estos constituyen la principal fuente de energía para la mayoría de la población mundial. Aportando entre 55-75% (promedio mundial igual a 63%) de la energía total consumida, siendo mayor su contribución en los países menos desarrollados. Son después del agua los componentes más abundantes de los alimentos y los más ampliamente distribuidos. Se pueden clasificar según distintos criterios: estructura química, posición del grupo carbonilo (aldosas y cetosas), número de carbonos en la molécula (triosa, tetrosa, pentosa, hexosa), abundancia en la naturaleza, uso en alimentos, poder edulcorante, etc. Algunos de los criterios de clasificación más frecuentes son: Según su estructura química se pueden clasificar en 3 clases: azúcares, oligosacáridos y polisacáridos. En esta clasificación los hidratos de carbono se agrupan primero según el tamaño de las moléculas, según el número de monosacáridos que contienen (grado de polimerización). Luego cada grupo se
unidades básicas o monómeros de los hidratos de carbono más complejos. Estos compuestos, son solubles en agua e insolubles en etanol y éter; además son dulces (aunque existen algunos amargos) y tienen apariencia cristalina y blanca. Todos los monosacáridos son reductores, ya que todos tienen el grupo funcional libre (-CHO) en su forma abierta, lo que les permite participar en las reacciones de oscurecimiento de Maillard, en la cual intervienen también los aminoácidos (libres o formando parte de una proteína). Esta es la principal reacción química que se presenta al calentar los alimentos, tanto en la cocina como en la industria, y es responsable de las modificaciones en el color, olor y sabor de los alimentos, la mayoría de las veces deseables. Están presentes en cantidades relativamente grandes en frutas, incrementando su contenido durante la maduración. Sin embargo, el contenido de monosacáridos varía ampliamente dependiendo del tipo de fruta , nivel de maduración, condiciones de almacenamiento de postcosecha, procesamiento, etc. También son usualmente adicionados a los alimentos como azúcar invertido, y en las formas de jarabes de glucosa o fructosa. Disacáridos Los disacáridos son los azúcares más abundantes en los alimentos y están formados por 2 unidades de monosacáridos unidos por el enlace glucosídico. Destacan la sacarosa o sucrosa, la lactosa y maltosa. Los azúcares (monosacáridos y disacáridos) poseen varias propiedades funcionales que se aprovechan en la elaboración de alimentos. Son usados como edulcorantes (o endulzantes) para mejorar la palatabilidad de bebidas y alimentos. Además son usados para conferir ciertos atributos sensoriales a los alimentos, tales como, viscosidad, textura, cuerpo y capacidad de pardeamiento (otorgar coloraciones pardas) entre otras propiedades. Características y propiedades de los principales azúcares presentes en alimentos
AZÚCARES CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES
MONOSACÁRIDOS GLUCOSA Otras denominaciones: dextrosa, azúcar de uva Monosacárido en forma libre más abundante en nuestra dieta. Constituyente único o fundamental de todos los hidratos de carbono glucémicos (aquellos que se digieren y absorben en el intestino delgado, aumentando el azúcar en sangre). Es el azúcar de la sangre Fuente importante de energía para todas las células del cuerpo. En condiciones normales es la única fuente de energía para el cerebro, sistema nervioso y los glóbulos rojos. Menos dulce que la sacarosa (70-80% del dulzor de sacarosa) Menos soluble en agua que la sacarosa. Azúcar reductor que participa fácilmente en las reacciones de oscurecimiento de Maillard. Empieza a caramelizar a una temperatura aproximadamente de 160 °C. Derivados de la glucosa son la vitamina C y la glucosamina. Industrialmente se obtiene por la hidrólisis del almidón de maíz con ácido clorhídrico. Fuentes: Frutas, bayas, hortalizas, miel, almidón hidrolizado, azúcar invertido, azúcar de arce, jarabe o sirope de maíz, alimentos que contienen productos de la hidrólisis del almidón (Ej. jarabe de maíz, jarabe de maíz alto en fructosa).
Fuentes: frutas, bayas, hortalizas, miel, azúcar de arce, ingrediente básico de varios alimentos, tales como, helados, postres, confitería, mermeladas, jugos, bebidas, etc. Productos adicionales del proceso de refinamiento de sacarosa son melaza, azúcar moreno y el azúcar impalpable. LACTOSA Otras denominaciones: azúcar de la leche Es el menos dulce y menos soluble de los disacáridos de importancia en los alimentos Compuesta por glucosa y galactosa Es un azúcar reductor. Por su poder adsorbente se emplea para retener aromatizantes, saborizantes y colorantes. Naturalmente solo se encuentra la leche y derivados Fuentes: leche y derivados, alimentos que contienen lácteos, tales como, algunos productos de confitería y panadería, barritas para el desayuno, y fórmulas infantiles, entre otros. MALTOSA Otra denominación: azúcar de malta Formada por 2 glucosas Se obtiene por hidrólisis ácida y/o enzimática del almidón Se sintetiza durante la germinación de la cebada. Se encuentra en semillas germinadas, malta, cerveza, pan, miel, cereales y frutas, y en los hidrolizados de almidón, como los jarabes de maltosa. Fuentes: VALDES, S., (2006)6; McGEE, H. (2010)22; HERNANDEZ, M. y SASTRE, A., (1999) OLIGOSACÁRIDOS Los oligosacáridos (del griego “oligos” que significa pocos) están conformados por 3-9 unidades de monosacáridos. Los oligosacáridos digeribles incluyen a las maltodextrinas que proceden principalmente de la hidrólisis del almidón. Estas son ampliamente utilizadas en la industria de alimentos para modificar la textura de los alimentos,
edulcorantes y sustituto de las grasas. Las maltodextrinas son digeridas y absorbidas en el intestino delgado, considerándose un hidrato de carbono glucémico o digerible. Los oligosacáridos que no son digeridos y absorbidos en el intestino delgado incluyen rafinosa, estaquiosa y verbascosa, y se encuentran en una variedad de semillas de plantas por ejemplo, guisantes, judías y lentejas. Otros oligosacáridos no digeribles son la inulina y fructo-oligosacáridos (fructanos). Las cebollas, la radicheta (raíz de achicoria) y el topinambur son las principales fuentes alimentarias de fructanos naturales. Los oligosacáridos no digeribles generalmente, son altamente fermentables y algunos tienen propiedades prebióticas. POLISACÁRIDOS Los polisacáridos constituyen un grupo heterogéneo de polímeros, y son los hidratos de carbono más abundantes en casi todos los tejidos animales y vegetales. Los polisacáridos o glicanos constan de más de 10 unidades de monosacáridos y pueden contener hasta varios miles, cientos de miles o incluso alrededor de un millón de unidades estructurales unidas entre sí por enlaces glucosídicos, no producen soluciones verdaderas, sino más bien dispersiones de tamaño coloidal; puros no tienen color, aroma ni sabor. Los más abundantes en la naturaleza, son el almidón y la celulosa. Los polisacáridos se pueden clasificar según distintos criterios: Según su función biológica: Estructurales: Dan rigidez al tejido vegetal y forman parte de la fibra dietética. Son resistentes a muchas enzimas y microorganismos. Incluyen la celulosa, la hemicelulosa, pectinas y gomas De reserva energética: Proporcionan glucosa para la generación de energía para animales (glucógeno) y vegetales (almidón e inulina). Son atacados por enzimas y microorganismos y son solubles en agua. Según su composición:
Arroz 70-80 8- Avena 40-56 25- Batata (Papa dulce) 10-30 19- Casava 28-35 17- Cebadab 52-62 38- Centeno 52-57 24- Judíasc 46-54 24- Maíz 65-75 24- Papad 17-24 20- Trigo 59-72 24- Fuente: VELÍŠEK, J. (2014) Características de los componentes del almidón CARACTERÍSTICAS AMILOSA AMILOPECTINA Forma Esencialmente lineal ramificado Enlace o unión α - 1,4 (algunos α - 1,6) α - 1,4 y α - 1, peso molecular <0,5 millones 50- Formación de películas fuerte débil Gelificación firme suave
Color con yodo azul marrón rojizo Fuente: http://www.food-info.net/uk/carbs/starch.htm El almidón se almacena en las plantas en forma de micelas insolubles, denominadas gránulos o granos de almidón. Los gránulos de las distintas especies varían en forma (Ej. esféricos, ovoides, discos alargados, etc.) y tamaño, según la especie de planta. Los gránulos de almidón están integrados por anillos concéntricos de almidón formados alrededor de un núcleo llamado hilum. Los anillos de crecimiento concéntricos (visibles bajo microscopio) corresponden a regiones amorfas y semicristalinas alternadas. En las regiones cristalinas, el almidón posee una estructura tridimensional ordenada (resultado del arreglo helicoidal entre las cadenas de glucosa vecinas de la amilopectina); mientras que en las zonas amorfas el almidón posee una estructura más desordenada. Los gránulos también contienen pequeñas cantidades de lípidos (grasas) y proteínas. Estas últimas se encuentran principalmente en la capa superficial de los gránulos, y su contenido varía entre las distintas especies de plantas. Estructura química de los carbohidratos Los carbohidratos son polihidroxialdehídos o polihidroxiacetonas; es decir, cadenas de carbonos con un grupo carbonilo (C=O). De acuerdo con su posición dentro de la molécula, puede ser un grupo funcional aldehído (si está en los extremos de la molécula) o cetona (en cualquier otra posición).
DISEÑO EXPERIMENTAL
(Dibujo o imágenes de la metodología)
REFERENCIAS:
Araneda, M. (s. f.). Características y propiedades. Parte 1 - Edualimentaria. https://www.edualimentaria.com/hidratos-de-carbono-caracteristicas-propieda des/parte Escalona, J. R., Larqué, C. A., Sánchez, A., Montiel, K. L. y Gutiérrez, R. (2022). Carbohidratos: características químicas y clasificación. Unidades de Apoyo para el Aprendizaje. CUAIEED/Facultad de Medicina-UNAM. https://uapa.cuaieed.unam.mx/sites/default/files/minisite/static/475f3f71-e344-45d -9768-85f6d38eca2f/contenido/index.html
Los monosacáridos y la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa) son azúcares reductores debido a la presencia de un grupo carbonilo libre capaz de oxidarse y pasar a ácido. En medio alcalino, reducen con facilidad a agentes oxidantes suaves como los iones metálicos Cu2+, Fe3+, Ag+. Estas reacciones redox constituyen la base de las pruebas de Fehling y Benedict, que permiten identificar, e incluso cuantificar, la presencia de azúcares reductores en un material biológico y han sido frecuentemente utilizadas en la determinación del contenido de glucosa en sangre y orina para el diagnóstico de la diabetes mellitus. Si el azúcar es reductor se oxida al reaccionar con el reactivo de Fehling, el carbono carbonílico se oxida a ácido carboxílico, mientras que el ión cúprico (Cu2+), antes de color azul intenso, se reduce a ión cuproso (Cu+) que precipita de la disolución en forma de óxido cuproso (Cu 2 O) de color rojo ladrillo. La glucosa es un monosacárido y por tanto reductor. La reacción positiva se manifiesta con la formación de un precipitado de color rojo de óxido cuproso. Con el zumo de uva la reacción es positiva, contiene azúcares reductores (la glucosa y la fructosa abundan en estado libre en las frutas). La sacarosa no tiene grupo carbonilo libre por lo que no da reacción positiva con el Fehling. MATERIALES Y REACTIVOS: Azúcar Piloncillo Almidón Vasos de plástico. Mechero Agitadores Solución de yodo. Frascos de vidrio. Cuchara sopera METODOLOGÍA Determinación de la solubilidad 1.-Etiquetar 3 vasos desechables con los letreros: azúcar, piloncillo, almidón 2.-Colocar a cada vaso agua hasta la mitad 3.-Añadir una cucharada de azúcar al vaso correspondiente y mover hasta disolver 4.-Seguir añadiendo cucharadas de azúcar hasta que ya no se disuelva
5.-Anotar el número de cucharadas añadidas. 6.-Hacer lo mismo pero ahora con el piloncillo en su respectivo vaso. 7.-Después efectuar el mismo sistema con el almidón 8.-Repetir el mismo procedimiento pero el agua debe ser a temperatura de ebullición. 9.-Anotar sus todas las observaciones. Saturación de una solución de carbohidratos 1.-En un frasco de vidrio hacer una solución de agua con 4 cucharadas sal de mesa 2.-Etiquetar 3 vasos desechables con los etiquetas de azúcar y sal, piloncillo y sal, almidón y sal. 3.-Colocar a cada vaso agua con sal hasta la mitad 4.-Añadir un número de cucharadas de azúcar, piloncillo y almidón a los correspondientes vasos 5.-Mover para disolver y dejar de añadir hasta que ya no se disuelva 6.-Comparar los datos obtenidos con los de la actividad 1 y discutir qué fue lo ocurrido. Hidrólisis de polisacáridos Reacción de Lugol. Esta reacción se utiliza para la identificación de polisacáridos. El almidón en contacto con el reactivo de Lugol (disolución de yodo y yoduro de potasio) toma un color azul violeta característico. 1.- Colocar en un tubo de ensaye 3 mL del glucósido a investigar. 2.- Añadir dos gotas de Lugol. 3.- Si la solución del tubo se torna azul violeta las reacciones son positivas.
este punto la mezcla había incrementado su volumen al rededor de 2cm, su olor era muy intenso y la textura era espesa y los cristales del azúcar no se disolvieron del todo al final
Almidón La primer cucharada de almidón a temperatura ambiente se disolvió muy bien, el olor de igual manera era poco perceptible, a medida que se fueron agregando cucharadas (5 en total) nos percatamos que la mezcla se fue haciendo cada vez más blanca y espesa, el olor era parecido al inicio y a la hora de tratar de disolver con el agitador se dificultaba y tardaba más ya que se formaba una masa que hacía más tardío el proceso de disolución, el volumen aumentó alrededor de 2cm aproximadamente de la 1ra a la 5ta cucharada
