Carbohidratos en-la-quimica-de-los-alimentos

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Carbohidratos.

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  • 1. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS DEDICATORIA Dedicamos este proyecto a nuestra familia y amistades las cuales nos ayudaron con su apoyo incondicional a ampliar nuestros conocimientos y estar más cerca de nuestras metas profesionales. Esto fue posible primero que nadie con la ayuda de Dios, gracias por otorgarnos la sabiduría y la salud para lograrlo. Gracias a los intercambios y exposiciones de ideas con mis compañeros y amigos de estudios durante el proceso del curso. No quisieramos dejar a nuestra profesora Ing. Lida Sanez Falcon quien nos inspiró a continuar en momentos difíciles para seguir con este trabajo pese a las dificultades que se presenten. 1
  • 2. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS INTRODUCCIÓNEste nombre se derivó de las investigaciones de los primeros químicos,quienes observaron que al calentar azúcares por un período prologado detiempo, en un tubo de ensayo abierto, obtenían un residuo negro, carbón ygotas de agua condensadas en las paredes del tubo.Además, el análisis químico de los azúcares y otros carbohidratos indicaronque contenían únicamente carbono, hidrógeno y oxígeno y muchos de ellostenían la fórmula general Cx(H2O)y.Ahora se sabe que algunos carbohidratos contienen nitrógeno y azufre ademásde carbono, hidrógeno y oxígeno. No son compuestos hidratados, como lo sonmuchas sales inorgánicas (por ejemplo, el sulfato de cobre pentahidratado—CuSO4.5H2O—.Actualmente, el nombre de carbohidratos se utiliza para designar una clase decompuestos que son aldehídos o cetonas polihidroxiladas, o sustancias queproducen estos compuestos por hidrólisis (reacción con agua). Loscarbohidratos son los principales componentes de casi todas las plantas,comprenden del 60 al 90% de su masa seca. En contraste, el tejido animalcontiene una cantidad comparativamente pequeña de carbohidratos (porejemplo, menos del 1% en el hombre). Los vegetales utilizan los carbohidratostanto como fuente de energía así como tejido de sostén, de la misma maneraque los animales emplean las proteínas. Los animales no realizan esta síntesis,por lo tanto, dependen del reino animal como fuente de estos compuestosvitales. El hombre, otra especie animal, no solo utiliza carbohidratos en sualimentación (aproximadamente del 60 al 65% en masa de la dieta mundial),sino también para su vestimenta (algodón, lino, rayón), habitación (madera),combustible (madera) y productos de papel (madera). 2
  • 3. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS RESUMENEn este trabajo se a desarrollado los siguientes temas:Carbohidratos. Estructura. Propiedades físicas, químicas y organolépticas.Reacciones en medio ácido y básico. Caramelización. Reacciones concompuestos amínicos. N-glucósidos. Compuestos de Heyns y Amadori.Estados iniciales de la reacción de Reacción Maillard. Productos dedegradación de las desoxiosonas. Reacción de Strecker. Inhibición de lareacción de Maillard. Reacciones con compuestos hidroxílicos (O-glicósidos)Oligosacáridos, propiedades, clasificación. Polisacáridos tipos deconformación, propiedades. Polisacáridos especiales Agar, carragenatos,gomas arábiga, tragacanto. Pectinas, Almidones, celulosa, dextranos.Propiedades físicas y químicas. Análisis y detección. Requerimientosnutricionales. Contenido en los alimentos. Valor calórico. 3
  • 4. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS CARBOHIDRATOSI.-DEFINICIÓN DE CARBOHIDRATOLos carbohidratos, glúcidos o hidratos de carbono, son biomoléculas ternarias,relativamente simples constituidas de carbono, hidrógeno y oxígeno, perotambién pueden presentar otros átomos.Los hidratos de carbono, químicamente son polihidroxialdehídos opolihidroxiacetonas, o productos derivados de ellos por oxidación, reducción,sustitución o polimerización. Muchos tienen la fórmula (CH2O)n, que daba aentender, en su origen, que se trataba de “hidratos de carbonos”.Estas biomoléculas son las más abundantes en la naturaleza de origen sobretodo vegetal, los glúcidos proceden de la actividad fotosintética de losvegetales. Son estas biomoléculas la base de todo el equilibrio trófico oalimenticio de la materia viva.Se les considera como elementos comunes existentes en casi todos losalimentos, tanto de forma natural o como componentes y como ingredientesartificialmente añadidos. Su uso es muy grande y puede decirse que son muyconsumidos. Tienen diferentes estructuras moleculares, tamaños y formas queexhiben una variedad de propiedades químicas y físicasEl almidón, la lactosa y la sucrosa (azúcar corriente) son carbohidratosdigeribles por los humanos y ellos junto con la D-glucosa y la D-fructosaproporcionan casi el 70–80% de la calorías en la dieta humana a lo largo detodo el mundoours meet me in the towerII.-TIPOS DE CARBOHIDRATOS.Basándose en su complejidad estructural los carbohidratos se presentan envarias formas de compuestos: Monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. 4
  • 5. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS CARBOHIDRATOS COMPLEJOS SIMPLES HIDROLISIS 2 moléculas de DISACARIDOS monosacárido MONOSACARIDOS s HIDROLISIS 3 a 10 moléculas de OLIGOSACARIDOS monosacáridos HIDROLISIS Más de 10 moléculas de POLISACARIDOS monosacáridos2.1.-LOS CARBOHIDRATOS COMPLEJOSEstán hechos de moléculas de azúcar que se extienden juntas en complejascadenas largas. Dichos carbohidratos se encuentran en alimentos tales comoguisantes, fríjoles, granos enteros y hortalizas. Tanto los carbohidratoscomplejos como los carbohidratos simples se convierten en glucosa en elcuerpo y son usados como energía. La glucosa es usada en las células delcuerpo y del cerebro y la que no se utiliza se almacena en el hígado y losmúsculos como glucógeno para su uso posterior. Los alimentos que contienencarbohidratos complejos suministran vitaminas y minerales que sonimportantes para la salud de una persona. La mayoría de la ingesta decarbohidratos debe provenir de los carbohidratos complejos (almidones) yazúcares naturales en lugar de azúcares procesados y refinados. 5
  • 6. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS2.2.-LOS CARBOHIDRATOS SIMPLESSon descompuestos rápidamente por el cuerpo para ser usados como energíay se encuentran en forma natural en alimentos como las frutas, la leche y susderivados, al igual que en azúcares procesados y refinados como los dulces, elazúcar común, los almíbares y las gaseosas. La mayor parte de la ingesta decarbohidratos debe provenir de carbohidratos complejos (almidones) yazúcares naturales, en lugar de azúcares procesados o refinados.III.-MONOSACÁRIDOSSon azúcares simples monomoleculares (monómeros), constituídos por unasola unidad de polihidroxialdehido o polihidroxiacetona; por ello no pueden serdesdoblados en compuestos más sencillos por hidrólisis. 6
  • 7. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS3.1.-PROPIEDADES FÍSICAS:En forma sólida son de color blanco, cristalino, muy soluble en agua e insolubleen disolventes no polares. La mayoría tienen sabor dulce. Son los azúcaresmás sencillos, son aldehídos (aldosas) o cetonas (cetosas) con dos o másgrupos hidroxilo.Debido a que los hidróxidos son grupos muy polares, todos los monosacáridosson muy solubles en agua, pueden cristalizar y atraviesan fácilmente lasmembranas biológicas.Los monosacáridos existen habitualmente como isómeros, es decir sonmoléculas que tienen la misma fórmula general e empírica, no obstante lafórmula estructural de las moléculas es muy diferente y les imprimepropiedades físicas y químicas muy distintas; Por ejemplo, la glucosa y lafructosa tienen la misma fórmula C6H12O6 puesto que contienen los mismosátomos en las mismas proporciones, pero las fórmulas estructurales paraindicar el ordenamiento espacial de las partes es muy diferente, así mismo elsabor de la glucosa ni siquiera se aproxima al sabor de la fructosa que es elmonosacáridos más dulce.Los monosacáridos debido a que presentan uno o varios carbonos asimétricos,tienen la posibilidad de formar numerosas configuraciones ópticas espacialesen la cadena hidrocarbonada originando los estereoisomeros (son imágenesespeculares “en un espejo”, una idéntica de la otra), la más frecuente son, D yL, por sus configuraciones espaciales, derecha a izquierda (D por dextro =derecha y L por Levo = izquierda). El caso más sencillo es el de la aldotriosagliceraldehído, que tiene un carbono asimétrico, lo que da lugar a dosconfiguraciones posibles, conocidas como isómeros D y L. Todos los demásazúcares se consideran estructuralmente deriva-dos D ó L – gliceraldehído, porlo que se agrupan en las familias D y L.La serie D comprende todos los monoscáridos en los que el OH del carbonoestereogénico directamente unido al grupo CH2OH terminal está situado a laderecha en una proyección de Fisher. 7
  • 8. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS D-(+)-gliceraldehido D-eritrosa D-treosa D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa D-alosa D-altrosa D-glucosa D-manosa D-gulosa D-idosa D-galactosaD-talosa**Ciclización de los monosacáridos. MutarrotaciónLos monosacáridos son moléculas polifuncionales ya que poseen un grupoaldehido, o cetóníco, y al menos dos grupos hidroxilos. Como es conocido, losgrupos carbonilos reaccionan en medio ácido para dar acetales: + OR + OR O H H R C + HOR R C H + HOR R C H H OH OR un hemiacetal un acetalEn el equilibrio entre un aldehido, un hemiacetal y un acetal el aldehido estáfavorecido. No ocurre así cuando las moléculas poseen un grupo OH en 8
  • 9. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSposición γ (1,4)o δ (1,5) a un grupo carbonilo ya que la formación delhemiacetal cíclico de 5 o 6 miembros está favorecida: O O α O OH C1 β + H H2O/H H β OH O H H OH C5 α δ γ OH R(H) carbono hemiacetálico O O O OH C1 β α H + H H2O/H OH O H H OH β α C4 OH δ hemiacetales cíclicos R(H)De esta forma los monosacáridos en agua forman hemiacetáles cíclicos;cuando utilizan el OH del carbono 4, se forma un anillo de 5 miembros (formafuranósica) mientras que cuando utilizan el OH del carbono 5, se forma unanillo de 6 miembros (forma piranósica).* En las disoluciones acuosas seencuentran ambas formas en equilibrio. Al formarse el hemiacetal cíclicoaparece en la molécula un nuevo centro quiral (el carbono carbonílica pasa desp2 a sp3) por lo que en cada carbono hemiacetálico hay dos formasespaciales diferentes. Cuando el grupo OH se encuentra hacia arriba, elhemiacetal se denomina β y cuando está hacia abajo α . En los azúcares, aeste carbono se le denomina carbono anomérico y a los dosdiastereoisómeros resultantes de la formación del hemiacetal se le denominananómeros. 9
  • 10. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS3.2.-PROPIEDADES QUÍMICAS:Reacciones de oxidación:Todos los monosacáridos reducen los reactivos de Fehling y de Tollens yson por lo tanto azúcares reductores. Si estas reacciones sirven paradiferenciar aldehidos de cetonas ¿por qué cetosas y aldosas tienen igualcomportamiento frente a estos reactivos? Ambos reactivos son alcalinos yel medio básico provoca la isomerización, e incluso la descomposición, de losazúcares ya que facilitan la formación de la forma enólica: epímeros CHO CHO H C OH HO C H CHOH H C OH H C OH C OH H C OH enodiol CH2OH CH2OH C O C OH etc H C OH C OH cetosaLas aldosas, pero no las cetosas se oxidan con agua de bromo obteniéndoseun ácido glicónico. Esta reacción permite diferenciar las aldosas de las cetosasya que por ser este un medio ácido no se isomerizan los azúcares. Laoxidación con ácido nítrico produce ácidos glicáricos: COOH Br2/H2O H C OH n ácido glicónico CHO CH2OH H C OH n CH2OH COOH HNO3 H C OH n ácido glicárico 10 COOH
  • 11. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSOxidación con ácido peryódico:Los compuestos que contienen dos grupos susceptibles de oxidarse encarbonos adyacentes se oxidan, con ruptura del enlace carbono-carbono: HIO4R CH CH R R C H + H C R +HIO3 OH OH O OR CH CH R OH OR" HIO4 x no reacciona Por cada enlace que se rompe se incrementa el grado de oxidación HIO4R CH CH CH R R C H + HCOOH + H C R +HIO3 OH OH OH O OFormación de osazonas:Como todos los aldehidos las aldosas reaccionan con fenilhidracina para darfenilhidrazonas. Si se emplea un exceso del reactivo (3:1) se obtienenosazonas: epímeros CHO CHO H C OH HO C H H C OH H C OH 3 C6H5NHNH2 CH NNHC6H5 dos moles forman la osazona C NNHC6H5 + C6H5NH2 + NH3 H C OH un mol oxida al grupo OH osazona y se reduce 11
  • 12. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS Los epímeros producen la misma osazona IV.-RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES REACCIONES DE LOS MONOSACÁRIDOS: CH2OH O + H2O/H El otro anómero OH (mutarrotación) HO OH α-D-glucosa OH CH2OH + O ROH/H OR un glicósido CH2OH (estable en sln HO OH neutra o alcalina) O OH OH un ácido aldónico oxidación suave + HOCH 2(CHOH) 4COOH (forma lactona en Ag /NH3 o X2 medio ácido) OHHO un ácido aldárico oxidación (también forma HOO C(C HOH)4 COOH OH HNO3 lactona en H +) β-D-glucosa COOH O oxidación OH enzimática un ácido urónico OH HO OH HIO4 aldehidos y ácidos H2/cat HOCH 2(CHOH) 4CH 2OH un alditol CH2OAc O (CH3CO)2O/NaAc OAc frío un penta acetato OAc AcO OAc CH2OCH3 O (CH3O)2SO2 OCH3 o CH3I/NaOH eter-acetal OCH3 CH3O OCH3 12
  • 13. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS V.-CLASIFICACION. Los monosacáridos se clasifican en: 1). Por el grupo funcional, 2). Por el número de átomos de carbono en su cadena molecular. 5.1.-POR EL GRUPO FUNCIONAL Los monosacáridos corrientes tienen el esqueleto hidrocarbonado no ramificado y todos los átomos de carbono, excepto uno, poseen un grupo hidroxilo; en el átomo de carbono restante existe un oxígeno carbonílico, que, como veremos, se halla frecuentemente combinado formando un enlace acetal o acetaldehído y cetal o cetónico, originando las aldosas y cetosas. ALDOSAS.- Son monosacáridos cuyo grupo carbonilo se halla al final de la cadena, originando una función aldehído (-COH), recibiendo el nombre de aldosas. Son azúcares reductores, a consecuencia del grupo aldehído que es muy reactivo. Son capaces de reducir en caliente y en medio alcalino al cobre (II), azul a cobre (I), rojo. Este es el fundamento de las clásicas reacciones de Fehling y Benedict, entre otras. El nombre de estos azúcares se hace terminar en “osa”.D-gliceraldehido D-eritrosa D-treosa D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa CETOSAS.- Son monosacáridos cuyo oxígeno carbonilo que forma la función cetona (= C = O) se encuentra en cualquier otra posesión. El nombre de estos azúcares se hace terminar frecuentemente en “ulosa”, por ejemplo ribulosa. 13
  • 14. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS Dihidroxiacetona D-eritrulosa D-ribulosa D-xilulosa D-psicosa D-fructosa D-sorbosa D-tagatosa5.2.-POR EL NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO EN SU CADENAMOLECULARSegún el número de átomos de carbono que posee la cadena se distinguen lossiguientes monosacáridos.TRIOSAS.- (C3H6O3) Con tres átomos de carbono en su cadena molecular.TETROSAS.- (C4H8O4) Con cuatro carbonos en su cadena molecular.PENTOSAS.- (C5H10O5) Con cinco átomos de carbonos en su cadenamolecular.HEXOSAS.- (C6H12O6) Con seis átomos de carbonos en la cadena molecular.HEPTOSAS.- (C7H14O7) Con siete átomos de carbonos en la cadena molecular.VI.-MONOSACÁRIDOS IMPORTANTES.TRIOSAS.- Son monosacáridos importantes en el metabolismo celular. Seforman en el catabolismo anaeróbico de la glucosa.PENTOSAS.- En este grupo se encuentra azúcares de extremada importanciaen la química de la herencia, son componentes de los ácidos nucleicos: ribosa,integrantes del ácido ribonucleico (ARN) y ácido desoxirribonucleico (ADN). Laribosa interviene además en la formación de la molécula del adenosintrifosfato 14
  • 15. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS(ATP), y en coenzimas NAD (dinucleotido de nicotinamida y adenina);flavoproteínas y la coenzima A o ATP.HEXOSAS.- Estos glúcidos se consideran los más importantes desde el puntode vista energético y nutricional ya que la mayor parte de los alimentos estánconstituidos por ellos, las principales son:Glucosa.- Es la hexosa más común en los organismos de todos los reinos delos seres vivos, y se considera la más importante fuente de energía y materialformativo para la estructura de las células.La glucosa en el organismo humano se encuentra en el plasma sanguíneo enuna concentración aproximada de 0,15%, y está regulada estrictamente por uncomplejo mecanismo que comprende el sistema nervioso, el hígado, páncreas,suprarrenales y la hipófisis. Las células cerebrales son particularmentesensibles a la glucosa y, por debajo de cierta concentración se daña su función,por ello una disminución importante en glucosa en la sangre suele provocarconvulsiones e inconsciencia y, quizás, hasta la muerte. Los alimentos ricos englucosa proporcionan energía rápidamente, porque ésta se disuelve confacilidad en agua y por su tamaño molecular puede pasar por las membranasbiológicas y penetrar en las células donde se metaboliza.Galactosa.- Proviene de la hidrólisis de la lactosa que es el azúcar de la leche.La fórmula estructural de la galactosa difiere de la glucosa porque hay unapequeña diferencia en el arreglo de los átomos. La galactosa en el hígado esfácilmente convertida en glucosa y metabolizada posteriormente de éstamanera, sin embargo algunos bebes sufren el trastorno denominadogalactosemia, debido a que ha heredado una incapacidad para convertir lagalactosa en glucosa, y a consecuencia de esta incapacidad metabólicaenferma.Fructosa.- Es el más dulce de los monosacáridos: tiene la misma composiciónquímica de la glucosa, pero con un grupo cetona (= C = O) en el carbono 2,en lugar del grupo aldehído. Este azúcar se origina por el desdoblamiento de la 15
  • 16. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSsacarosa (disacárido) y en el organismo se puede transformar en glucosa. Enlos vegetales se encuentra en forma libre.VII.-MONOSACÁRIDOS DERIVADOS.D-glucuronatoUn derivado carboxílico de la glucosa D-glucuronato, que forma parte de losglucurónidos yestá presente en los glucosaminoglucanos. -D-glucuronatoAMINOAZÚCARESDiversos grupos hidroxilo de los monosacáridos se pueden sustituir por gruposamino. Entre las más conocidas están la Glucosamina (2-amino-2-desoxi-D-glucosa) y la galactosamina (2-amino-2-desoxi-D-galactosa). -D-glucosamina -D-galactosaminaAMINOAZÚCARES ÁCIDOS 16
  • 17. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl ácido N-acetilmurámico, derivado de la N-acetil-glucosamina, participa en laformación delas paredes bacterianas y asegura así su rigidez. N-acetilmurámicoÁCIDOS SIÁLICOSEl ácido neuramínico es una cetosa de nueve átomos de carbono que resultade la condensación del ácido pirúvico con la D-manosamina. El ácidoneuramínico no existe en estado libre, sino que siempre se presentacombinado (N-acetil, N-glucosil, O-acetil, O-glucosil). Estas combinacionesconstituyen los ácidos siálicos.Los ácidos siálicos son de gran interés en biología. Intervienen en la formaciónde las glucopro-teínas así como de los glucolípidos de las membranas celulares.Ácido L-ascórbico 17
  • 18. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl ácido L-ascórbico es la vitamina C y es un compuesto muy reductorDESOXIAZÚCARESSon azúcares en los que se ha sido eliminado el oxígeno de un grupo hidroxilo,dejando el hidrógeno. Entre los desoxiazúcuras tenemos 2-desoxirribosa esuno de los componentes fundamentales del ADNL-fucosa (6-desoxi-L-galactosa), forma parte de los poliósidos de la leche y lasglucoproteínas. L-ramnosa (6-desoxi-L-manosa) está presente en la pared dealgunas células bacterianas y vegetalesINOSITOLES O CICLITOLESLos inositoles o ciclitoles son derivados del ciclohexano en los cuales unhidrógeno decada carbono ha sido reemplazado por un grupo hidroxilo. 18
  • 19. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS MioinositolVIII.-QUÍMICA DE LA CARAMELIZACIÓNComo consecuencia de la desestabilización térmica de los azucares aparecendos grupos diferentes de compuestos: • Compuestos de bajo peso molecular, formados por deshidratación y ciclación. Constituyen entre el 10-5% del total y entre ellos se encuentran carbociclicos y piranonas, muchos de ellos volátiles y responsables del olor y sabor típicos del caramelo. También aparecen 5 hydroximetil-furfural (HMF) y hydroxiacetil-furano (HAF) que al polimerizar dan los colorantes característicos. • Polímeros de azúcares de tipo muy variado y complejo. Forman entre el 90-95% del total y en su mayoría son polidextrosas, oligosacáridos de glucosa. Sin embargo los productos más típicos de la caramelización son los dianhídridos de fructosa (DAF) o mixtos de fructosa y glucosa.El intervalo de temperatura en el que se produce una caramelización correctaes bastante estrecho. A partir de 170˚C, empieza la aparición de sustanciasamargas como consecuencia del comienzo de la carbonización8.1.-REACCIONES DE CARAMELIZACIÓN Es una serie compleja de reacciones que comienza cuando los azúcares se calientan por encima de los 150˚C. Aunque es frecuente partir de sacarosa, que por acción del calor se hidroliza y se descompone en glucosa y fructosa, reacciones muy similares tienen lugar a partir de otros azúcares o de mezclas de varios 19
  • 20. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS145Oc comienza la 165°Ccaramelización 175°Ccaramelización correcta comienzo de carbonización 20
  • 21. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS8.2.-FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CARAMELIZACIÓN.El tipo de azúcar utilizado como materia prima, la presencia o ausencia depequeñas cantidades de vinagre o zumo de limón como catalizadores, latemperatura máxima alcanzada durante la caramelización y el tipo decalentamiento utilizado, influyen en las proporciones y tipos concretos demoléculas obtenidas, tanto en la fracción volátil como en la que tiende apolimerizar. Se ha sugerido que estas diferencias serían la causa de las sutilesdiferencias de flavor y propiedades organolépticas en general que se logran endiferentes recetas tradicionales.El pH del proceso también interviene, aumentando la velocidad a la que seproduce la caramelización, y reduciendo la rapidez de solidificación en elenfriamiento. Por esta razón se suele añadir al azucar unas gotas de zumo delimón. • Con pH ácido la caramelización ocurre más deprisa y comienza a menor temperatura; por ello es necesario vigilar más atentamente que no se produzca un calentamiento excesivo (más de 170˚C), que provocaría el comienzo de la carbonización. • Por otra parte el pH ácido hace más lenta la solidificación y disminuye la viscosidad del producto.IX.- REACCIÓN DE MAILLARDCon este nombre se designa un grupo muy complejo de transformaciones quetraen consigo la producción de melanoidinas coloreadas que van desdeamarillo claro hasta café oscuro, o incluso negro; para que se lleven a cabo serequiere de un azúcar reductor (cetosa o aldosa) y un grupo amino libreproveniente de un aminoácido o de una proteína.Al principio se forman aldosaminas (compuestos de Heyns) y cetosaminas(compuestos de Amadori), estos productos apenas tienen color..Aldosaminas y cetosaminas se transforman en premelanoidinas, cuyos coloresy aromas son variados y apreciados por los consumidores.Están en el origen del olor a "tostado" de los alimentos. 21
  • 22. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSSe constituyen los polímeros marrones, llamados melanoidinas.Las melanoidinas, que tienen un peso molecular elevado, no atraviesan lamucosa intestinal, a no ser que se este produciendo hiperpermeabilidadintestinal por disyunción de enterocitos.Estas grandes moléculas cuando han atravesado la barrera intestinal, seacumulan en el medio extracelular. Suelen ser insolubles en agua y resistentesa enzimas proteolíticas, así mismo, la lejía o detergentes no pueden romperlos.Se crean sustancias con efecto mutágeno.Estas reacciones las observó por vez primera el químico francés Maillard, en1913, pero no fue sino hasta 1953 cuando se aclaró su mecanismo general.El característico y deseado color de la costra de los alimentos horneados sedebe a esta reacción, al igual que el de loS diversos postres a base de leche;sin embargo, es indeseable en otros productos, como en las leches evaporadasy azucaradas y en algunos jugos concentrados.Aunque esta reacción se puede efectuar en diferentes condiciones, estáprincipalmente influenciada por los siguientes parámetros: a) A pH alcalino se incrementa la velocidad y alcanza un máximo a pH10; sin embargo, hay que recordar que existen muy pocos alimentos en formanatural Con pH > 7 (Como el huevo). Por lo contrario, el mecanismo se inhibeen condiciones muy ácidas que normalmente no se encuentran en losalimentos. b) Las temperaturas elevadas también la aceleran, pero debido a que suenergía de activación es baja, también se observa hasta en condiciones derefrigeración. En términos generales, la Ea es del orden de 16 a 30 kcal/mo1, yel valor de su coeficiente de temperatura. Qln (en el intervalo de 0 a 70°C). Esde 2 a 3; es decir por cada 10 oCde aumento, la velocidad se incrementa dedos a tres veces. En el caso del encafecimiento del jugo de manzana de 65 a75° Brix, la Ea es de 16.4 a 19.3 kcal/mol, 82 mientras que para la pera es de21.9 kcal/mo1.9 En sistemas modelo de caseína-glucosa se sigue una relaciónlineal entre la temperatura y la velocidad de reacción en un intervalo de 0 a 90°C. de acuerdo con la ecuación de Arrhenius. Igualmente, este mecanismo se 22
  • 23. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSajusta a un modelo de primer orden aparente en el jugo de manzana,dependiente de la temperatura, la composición y los sólidos solubles. c) Otro factor importante es la actividad acuosa por lo que los alimentosde humedad intermedia Son los más propensos; en la figura 1.7 se observaque los valores de a" de 0.6 a 0.9 Son los que más la favorecen: una actividadacuosa menor no permite la movilidad de los reactantes y se inhibe elmecanismo. Y una mayor produce el mismo efecto ya que el agua por ser elproducto de la propia reacción, ejerce una acción inhibidora, de acuerdo con laLey de acción de masas.Ya que diluye los reactantes. d) El tipo de aminoácido es decisivo puesto que éstos serán másreactivos en la medida en que se incremente el tamaño de la cadena y tenganmás de un grupo amino. Por esta razón, la lisina, Con su amino en posición E:es el más activo; también pueden intervenir otros, como la arginina, la histidinay el triptofano. Se sabe que en los sistemas modelo de glucosa-aminoácido. Lavelocidad se incrementa con los aminoácidos cuyo grupo a mi no está másalejado del carboxilo. El aspartamo es un dipéptido y1ambién está sujeto aestos cambios; Con la glucosa presenta una energía de activación de 22kcal/m01 y un valor de Qln de 2.4.79 e) Los azúcares reductores que más favorecen la reacción de MaillardSon en primer término las pentosas y. en un segundo término las hexosas;asimismo las aldosas actúan más fácilmente que las cetosas, y losmonosacáridos son más efectivos que los disacáridos. Con base en esto y entérminos generales, la xilosa es el azúcar más activo, seguido de la galactosa;la glucosa la fructosa la lactosa y la maltosa; por su parte la sacarosa por notener poder reductor no interviene a menos que se hidrolice previamente, locual es muy sencillo. Este ordenamiento no es estricto, ya que en sistemasespecíficos, como el freído de papas, la fructosa es más activa que la glucosa,y en otros esta situación se invierte. Los ácidos nucleicos también intervienenporque contienen ribosa que es altamente reactiva. En los sistemas modelo decaseína se ha demostrado que esta transformación se lleva a cabo a diferentesvelocidades de acuerdo con el azúcar que se emplea. 23
  • 24. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS f) Los metales como el cobre y el hierro tienen un efecto catalizadorsobre la formación de las melanoidinas, lo que indica el carácter de oxidación-reducción de la última etapa de este mecanismo. El oxígeno y las radiacioneselectromagnéticas actúan de manera semejante. La ausencia de estos agentes 24
  • 25. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS(metales, luz y oxígeno) no previene el inicio de la reacción ya que sólofavorecen la polimerización final. Mbb nLa reacción de Maillard se lleva a cabo de manera muy compleja mediante ungran número de mecanismos que incluyen la posible producción de radicaleslibres; en la figura 2.15 se muestra el diagrama característico de este proceso,de acuerdo con los primeros trabajos de Hodge, que resume las posibles rutasque siguen los reactantes. Con base en esto, se ha dividido en cuatroprincipales etapas: condensación del azúcar reductor con el grupo amino;transposición de los productos de condensación; reacción de los productos dela transposición, y polimerización y formación de sustancias coloreadas.Condensación del azúcar reductor con el grupo amino. Este inicio consiste enque el carbonilo libre de un azúcar reductor se condensa con el grupo aminolibre de un aminoácido o de una proteína. Es preciso recordar que los grupos ami no que intervienen en un enlace peptídico no están libres y por tanto noactúan en este mecanismo.El azúcar debe tener una estructura abierta para que su carbonilo sea atacadonucleofilicamente por el par de electrones del nitrógeno del grupo amino, yformar así la base de Schiff correspondiente:A su vez, la base de Schiff se cicla y genera una glucosilamina que puede ser,según intervenga una aldosa o una cetosa, alsosamina o cetosamina,respectivamente. Por ejemplo, si ésta proviene de la glucosa y la glicina, elcompuesto resultante se llamaría glucosil-glicina: 25
  • 26. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSDebido a que existen más aldosas que cetosas, generalmente se producenglucosilaminas; sin embargo, la fructosa, aunque con mayor dificultad, tambiénpuede condensarse y formar la fructosilamina correspondiente:Hasta este momento no hay producción de sustancias coloreadas ni decompuestos insaturados que absorban radiaciones, por lo que no se puedemedir espectroscópicamente la intensidad de la reacción. En sistemas modelose ha observado que el pH se reduce por el bloqueo del grupo amino por partedel azúcar.Transposición de los productos de condensación. Tanto las aldosaminas comolas cetosaminas hasta ahora producidas, son inestables y están sujetas adiversos cambios químicos; las primeras se isomerizan a cetosas por elmecanismo de Amadori, mientras que las segundas se transforman enaldosas por la transposición de Heyns. Por ejemplo, la glucosilamina cambia 26
  • 27. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSa una fructosamina o 1-amino-1-desoxifructosa, mientras que las cetosilaminasa 2-amino-2-desoxialdosa. Las dos isomerizaciones son reversibles y hastaaquí no se sintetizan todavía sustancias coloreadas. En la figura 2.16 semuestran estas dos transposiciones.La transposición de Amadori ha sido aceptada desde que Hodge la propuso en1953; sin embargo, en los últimos años se ha sugerido un nuevo mecanismoque implica la fragmentación de los azúcares y la producción de radicaleslibres, previamente a dicha transposición. Con base en esto, se ha visto que,en un sistema modelo de caseína-glucosa, los antioxidantes que se usan paralos lípidos, tales como a-tocoferol, butilhidroxianisol, butilhidroxitolueno y galatode propilo, controlan el oscurecimiento por1a reacción de Maillard y la pérdidade lisina.Reacción de los productos de la transposición. De acuerdo con el pH, laactividad acuosa y la temperatura, los compuestos formados pueden sufrirmodificaciones muy profundas. En esta fase aparecen algunos olores, seincrementa el poder reductor, se observan ligeras tonalidades amarillas yaumenta la absorción de las radiaciones ultravioleta.Las principales reacciones que suceden son de deshidratación de los azúcarespor isomerización enólica, con lo cual se sintetiza furfural y sus derivados, asícomo reductonas y dehidrorreductonas, ambas con un alto poder reductor;también se producen compuestos como el maltol, el etilmaltol y el acetil-furano,que son los que producen el aroma del pan.Además de la deshidratación, se presentan igualmente mecanismos defragmentación de los azúcares enólicos, con lo cual se favorece la síntesis deun gran número de compuestos de peso molecular bajo, como aldehídos,cetonas, ácidos y alcoholes de dos a cuatro átomos de carbono. Entre éstos seencuentra el gliceraldehído, el piruvaldehído, el acetol, la acetoína y el diacetilo,todos con un olor característico. 27
  • 28. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLa mayoría de las sustancias formadas son insaturadas y muy reactivas, por loque a su vez siguen diversas rutas químicas que dependen de las condicionesde acidez, temperatura, etc. que prevalezcan.A manera de ejemplo, en la figura 2.17 se observan dos mecanismos detransformación que puede seguir una cetosamina; mediante deshidrataciones,isomerizaciones y desaminaciones se generan otros compuestos insaturadostambién inestables, como las osulonas 28
  • 29. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS(3,4-didesoxi-3-enohexosona) y las desoxiosulosas (3-desoxihexosona); éstostambién reaccionan con aminoácidos por medio de la llamada degradación deStrecker y producen un aldehído con un átomo de carbono menos que el 29
  • 30. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSaminoácido, CO2 y nuevas sustancias carbonílicas. Si la 3-desoxihexosonaactuara sobre la glicina se tendría:El formaldehído puede a su vez condensarse con grupos amino para así iniciarla reacción de Maillard. La producción de CO2 se ha empleado para cuantificarel grado de avance de estas transformaciones. El mecanismo de Strecker porsí solo no sintetiza compuestos coloreados, sino muchos aldehídos de bajopeso molecular que contribuyen a retroalimentar la reacción, además deproducir los olores típicos. Cabe indicar que este mismo mecanismo es elresponsable de la producción de pirazinas y de otras moléculas con un altopoder odorifico, como las que se encuentran en el café y el cacao. Por estarazón, la industria de los saborizantes sintéticos emplea la degradación deStnecker en forma controlada para elaborar compuestos, o mezclas de éstos,que imitan determinados sabores; se sabe que el calentamiento de un ciertoaminoácido con glucosa genera olores muy característicos.Polimerización .v formación de sustancias coloreadas. La fase final de estareacción es la polimerización de un gran número de compuestos insaturadosque trae consigo la síntesis de las sustancias coloreadas llamadasmelanoidinas; a pesar de que su concentración es baja, ejercen un efecto muymarcado en la apariencia del alimento. El color se debe a una amplia absorcióndel espectro visible por parte de diversos cromóforos. Para la síntesis delpolímero influyen decididamente algunas moléculas como el furfural, elhidroximetil-furfural, las osulosas, las desoxiosulosas, los aldehídos, laspirazinas, los imidazoles, las cetonas y las reductonas; como muchos de elloscontienen grupos carbonilos, se favorece la condensación aldólica: 30
  • 31. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSA su vez, estos dímeros pueden seguir polimerizándose con otros aldehídoslibres o con grupos amino.La estructura química de las melanoidinas es muy compleja; los estudiosespectrofotométricos han demostrado la presencia de muchos dobles enlacesde aminoácidos y de distintos grupos heterocíclicos. La mayoría de ellas tienensu máxima absorción a 420 o 490 nm, por lo cual pueden ser cuantificadas aestas longitudes de onda. Igualmente, mediante sus espectros en el infrarrojo oen el ultravioleta se ha podido seguir el curso de su formación. Sólo las de bajopeso molecular son solubles en agua.Como se puede deducir, el número de compuestos que se generan en lareacción de Maillard en su conjunto es muy grande; muchos de ellos contienengrupos aldehído y grupos cetona por lo que muestran una capacidad reductoramuy alta, y en los sistemas modelo se ha podido demostrar su efectoantioxidante en lípidos insaturados;47 éste es el caso de los productos de pesomolecular de más de 1 000 que resultan de la histidina y la glucosa y queprobablemente, debido a la presencia de radicales libres, evitan la oxidación degrasas. Esta acción también se ha observado en diversos alimentos, talescomo dulces, aderezos y leche en polvo; o pero no en el pescado congelado.Se ha señalado también que estos mismos compuestos presentan propiedadesantagonistas con algunos nutrimentos, además de que son tóxicos ymutagénicos.En la figura 2.18 se muestran los compuestos y los grupos de sustancias quese han identificado en sistemas modelo con sólo calentar azúcares yaminoácidos. 31
  • 32. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSX.-CONTROL DE LA REACCIÓN DE OSCURECIMIENTOComo ya se indicó, los factores que más influyen en esta reacción son el pH, latemperatura, la actividad acuosa, el tipo de aminoácido y de azúcar, losmetales y el oxígeno. En sistemas modelo de laboratorio se pueden manipulartodos estos parámetros de tal manera que su velocidad sea controlable; sinembargo en un alimento con toda la complejidad química que presenta sólo esposible modificarlos moderadamente.La reducción del pH, de la temperatura y de la actividad acuosa inhiben estareacción considerablemente, aunque en ocasiones lograr esto resulta imposibletécnica y económicamente. En los huevos deshidratados se puede añadirácidos o eliminar la glucosa por la acción de la enzima glucosa oxidasa (véaseel capítulo 5).Hasta la fecha, el procedimiento más común de control se hace mediante laadición de sulfitos, metabisulfitos, bisulfitos o anhídrido sulfuroso siempre ycuando el alimento lo permita, como es el caso de las frutas deshidratadas;éstos se deben añadir antes de que se 32
  • 33. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSinicie la reacción, ya que de otra manera no surten efecto. Se considera queestos compuestos actúan con los grupos aldehído, las osulosas ydesoxiosulosas, evitando que intervengan en reacciones subsecuentes;además, su carácter reductor inhibe los pasos finales de la polimerización:Los sulfitos también se emplean para el control microbiano y su efecto sólo esnotorio cuando existe una cantidad libre que verdaderamente actúe sobre losmicroorganismos; si el alimento contiene azúcares reductores, parte de laconcentración de estos agentes se perderá porque reacciona con loscarbohidratos y se reducirá la proporción que funciona como conservador.Recientemente se ha adjudicado un efecto tóxico a los sulfitos (véase elcapítulo 9) y se ha tratado de sustituirlos sin ningún éxito. Existen muchoscompuestos que a nivel de laboratorio inhiben el mecanismo de Maillard,pero la mayoría de ellos, como por ejemplo, la dimedona, los cianuros, lahidroxilamina, las hidrazinas, los mercaptanos, los bromuros y las sales deestaño, o son muy tóxicos, o confieren olores indeseables.Un método adecuado para el control es la optimación de los procesos térmicos.Éste es el caso de la deshidratación de las papas, que se puede efectuar de talmanera que favorezca las transferencias de calor y de masa sin que ocurra unoscurecimiento.Otra forma es mediante la reducción de los azúcares reductores de estostubérculos, que se logra almacenándolos en condiciones adecuadas antes desu freído. 33
  • 34. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSXI.-EFECTOS DAÑINOS DEL OSCURECIMIENTOAdemás de los colores y olores indeseables, esta reacción reduce el valornutritivo del alimento ya que se pierden aminoácidos y vitaminas y se generancompuestos que pueden ser tóxicos; las propiedades funcionales de lasproteínas, como la solubilidad, el espumado y la emulsificación, también sereducen.La lisina es uno de los aminoácidos indispensables más importantes que seencuentra escasamente en los cereales; en algunos países como México cuyadieta se basa en el maíz, esta reacción es de una importancia particular ya quecualquier disminución de este compuesto afecta el ya reducido valor nutritivodel cereal. Existen muchos trabajos que muestran que la pérdida de lisina, o suconversión a una forma biológicamente indisponible, reducen la relación deeficiencia proteínica. La simple condensación azúcar-Iisina hace que esteaminoácido se vuelva indisponible y que, por lo tanto, no pueda utilizarse en lasíntesis de otras proteínas; es decir, no es necesario que el alimento desarrollelos compuestos coloreados finales para que se pierdan los aminoácidosindispensables.Se ha observado que la tripsina sólo ataca parcialmente las proteínas que hansufrido este tipo de transformación, sobre todo en los enlaces peptídicoscercanos a donde sucede la condensación azúcar-aminoácido. Los productoslácteos son en particular muy susceptibles debido a su alto contenido delactosa y de lisina y pueden propiciar la reacción incluso en condiciones derefrigeración. Se ha visto que en el suero de la leche la aparición decompuestos coloreados va acompañada de una reducción de la lisinadisponible; esto mismo se ha observado en sistemas modelo de caseína-glucosa-glicerol (Fig. 2.19).Ciertas pruebas de laboratorio han demostrado que las ratas alimentadas abase de caseína adicionada con 0.2% del producto resultante delcalentamiento de una mezcla de glucosa y lisina, reducen su capacidad deretención de nitrógeno de 49 a 33%, con una pérdida de peso. En algunos 34
  • 35. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSpaíses es costumbre añadir lisina a los productos que llevan a cabo estareacción, para restablecer así el contenido original del aminoácido.En los últimos años se ha despertado un gran interés por la actividadmutagénica que presentan algunas sustancias que se generan en estareacción y en la pirólisis de los hidratos de carbono. Se ha visto que suconcentración es paralela a la intensidad ya la producción del colores y que sesintetizan más fácilmente cuando la lisina está en proporción equimolecular enpresencia de ribosa que cuando está en presencia de glucosa en un sistemamodelo a lOO°C. Cabe recordar que la ribosa abunda en el pescado y en lascarnes blancas y rojas por lo que se considera que en estos productos esdonde más fácilmente se pueden sintetizar los compuestos mutagénicos.XII.-OLIGOSACÁRIDOSLos oligosacáridos son polímeros de monosacáridos con un número deunidades monoméricas entre 2 y 10. Los oligosacáridos más presentes en lanaturaleza son la inulina, la oligofructosa (fructooligosacáridos) y losgalactooligosacáridos.La inulina y oligofructosa están formados por cadenas de fructosa que puedenterminar en glucosa o fructosa. Están presentes en muchos vegetales:achicoria, cebolla, puerro, ajo, plátano, alcachofa, etc.Los galactooligosacáridos están formados por cadenas de galactosa y estánpresentes en la leche y en algunas plantas.Los oligosacáridos forman parte de los glucolípidos y glucoproteínas que seencuentran en la superficie externa de la membrana plasmática y por lo tantotienen una gran importancia en las funciones de reconocimiento celular..Los oligosacáridos son polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces glicosídicos, untipo concreto de enlace acetálico. Los más abundantes son los disacáridos,oligosacáridos formados por dos monosacáridos, iguales o distintos. Losdisacáridos pueden seguir uniéndose a otros monosacáridos por medio deenlaces glicosídicos: 1. si el disacárido es reductor, se unirá a otros monosacáridos por medio del OH de su carbono anomérico o de cualquier OH alcohólico 2. si no es reductor, se unirá únicamente por medio de grupos OH alcohólicosAsí se forman los trisacáridos, tetrasacáridos, o en general, oligosacáridos. Lacadena de oligosacáridos no tiene que ser necesariamente lineal, y de hecho, 35
  • 36. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOScon mucha frecuencia se encuentran en la Naturaleza oligosacáridos ypolisacáridos ramificados.Se ha establecido arbitrariamente un límite de 20 unidades para definir a losoligosacáridos. Por encima de este valor se habla de polisacáridos.Los oligosacáridos suelen estar unidos covalentemente a proteínas o a lípidosformando glicoproteínas y glicolípidos.Los oligosacáridos pueden unirse a las proteínas de dos formas: • mediante un enlace N-glicosídico a un grupo amida de la cadena lateral del aminoácido asparagina • mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH de la cadena lateral de los aminoácidos serina o treonina.Unión N-glicosídica a una proteína Unión O-glicosídica a una proteínaLos oligosacáridos se unen a los lípidos mediante un enlace O-glicosídico aun grupo OH del lípido. La figura izquierda de la tabla inferior muestra unoligosacárido unido a un fosfolípido. La unión y la estructura del oligosacáridoson de tal manera que éste no presenta ningún grupo reductor libre. En lacomposición del oligosacárido suelen formar parte monosacáridos como: D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, N-acetil-D-glucosamina, N-acetil-D-galactosamina, ácido siálico y fucosa.Los oligosacáridos que forman parte delos glicolípidos y glicoproteínas que se encuentran en la superficie externade la membrana plasmática (figura derecha de la tabla superior) tienen unagran importancia en las funciones de reconocimiento en superficie. 36
  • 37. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLosoligosacáridos también cumplen funciones importantes cuando forman partede las glicoproteínas solubles del citoplasma.12.1.-FUNCIONES DE LOS OLIGOSÁCARIDOS EN DISOLUCIÓNLa molécula representada en la figura izquierda de latabla inferior corresponde a una proteína soluble, laglucoamilasa de Aspergillus awamorii (código PDB =3GLY). Presenta azúcares O-glicosiladas a residuosde Ser o Thr (resaltados en color verde) yoligosacáridos N-glicosilados a residuos de Asn(resaltados en color azul).Entre las funciones que llevan a cabo losoligosacáridos unidos a proteínas que se encuentrandisueltas en el citoplasma celular caben destacar: 1. Función estructural : La presencia del oligosacárido puede participar en el proceso de plegamiento correcto de la molécula, como en el caso de la inmunoglobulina G (Figura derecha de la tabla superior). Además, confiere mayor estabilidad a las proteínas de membrana, ya que al ser muy polares, facilitan su interacción con el medio (Figura izquierda de la tabla superior). 2. En muchos casos, el oligosacárido que se une a la estructura de la proteína determina el destino de la proteína sintetizada (targeting): glicoproteína de la membrana, proteína de secreción o proteína específica de un orgánulo determinado (figura inferior). 3. Los residuos de ácido siálico, además de aportar numerosas cargas negativas a las proteínas, también las protegen de la acción de proteasas (proteínas que destruyen otras proteínas). 4. En los peces que habitan en latitudes polares, existe una proteína anticongelante (Figura central de la tabla superior), presente en 37
  • 38. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS elevada concentración en los líquidos corporales de estos animales, y que se une a una gran cantidad de residuos de carbohidrato.INULINA Es el nombre con el que se designa a una familia de glúcidos complejos(polisacáridos), compuestos de cadenas moleculares de fructosa. Es por lotanto un fructosano o fructano, que se encuentran generalmente en las raíces,tubérculos y rizomas de ciertas plantas fanerógamas (por ejemplo el yacón) enforma de sustancias de reserva. Forma parte de la fibra alimentaria.La inulina libera fructosa durante la digestión, aunque en pequeña proporción,ya que el organismo humano carece de enzimas específicas para degradarla, yes bien tolerada por los diabéticos gracias a que no precisa de la hormonainsulina para su metabolismo.Además, medicinalmente la inulina es una sustancia muy útil ya que al no serdegradada por enzimas endógenas, y al filtrar a nivel glomerular sin serexcretado ni reabsorbido a nivel tubular, suele utilizarse para evaluar la funcionrenal a nivel de glomérulo.ALIMENTOS PROCESADOSLa inulina está comenzando a utilizarse de manera creciente en alimentos,debido a sus inusuales características nutricionales y en especial a suspropiedades como ingrediente alimentario (según la legislación europea, no esun aditivo alimentario7 ). Propiedades que van desde un sabor moderadamentedulce en los miembros mas sencillos de la familia, hasta los mas complejos quepueden servir como sucedáneos de harinas; pasando por una enorme cantidadde compuestos de mediana complejidad sin sabor y con una textura ypalatabilidad muy similar a la de las grasas (a las que de hecho reemplaza ennumerosos productos de bajas calorías, en especial lácteos y helados).Estas propiedades son particularmente ventajosas debido a que la inulinacontiene entre un tercio y un cuarto de las calorías del azúcar y entre un sextoy un noveno de las calorías de las grasas.Además incrementa la absorcion de calcio y posiblemente también demagnesio, sumado al hecho de que promueve la flora intestinal beneficiosa.Produce un impacto mínimo en el azúcar sanguíneo, regulariza el transitointestinal y ayuda a mejorar la calidad de vida de las personas con síndrome decolon irritable.XIII.-POLISACÁRIDOS 38
  • 39. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSFrecuentemente son compuestos amorfos, insolubles e insípidos, con masasmolares sumamente grandesLos polisacáridos son biomoléculas formadaspor la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuadran entre losglúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reserva energética yestructural.Los polisacáridos son polímeros, cuyos monómeros constituyentes sonmonosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlacesglucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado,que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos queparticipen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado,variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre conbiopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas,que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuenciaespecífica.Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlacesglucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como endisacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en lascavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada por enzimasdigestivas (hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que sonespecíficas para determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinadostipos de enlace glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan elalmidón, cuyos enlaces son del tipo llamado α(1→4), no pueden descomponerla celulosa, cuyos enlaces son de tipo β(1→4), aunque en los dos casos elmonosacárido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacáridos,que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general uno de cada dosenlaces, liberando así disacáridos y dejando que otras enzimas completenluego el trabajo.En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua,igual que en su ruptura por hidrólisis se consume una molécula de agua, asíque en una cadena hecha de n monosacáridos, habrá n-1 enlacesglucosídicos. Partiendo de que la fórmula general, no sin excepciones, de losmonosacáridos es CxH2xOxse deduce fácilmente que los polisacáridos responderán casi siempre a lafórmula general: Cx(H2O)x–1 39
  • 40. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS13.1.-CLASIFICACIÓN DE LOS POLISACÁRIDOSPara la clasificación de los polisacáridos, se acude a uno de dos criterios, elfuncional, que es el más difundido, o el químico, que se atiene a su estructura ycomposición.SEGÚN LA FUNCIÓN BIOLÓGICASegún la función biológica, podemos clasificar los polisacáridos en lossiguientes grupos:POLISACÁRIDOS DE RESERVALos polisacáridos de reserva representan una forma de almacenar azúcares sincrear por ello un problema osmótico. La principal molécula proveedora deenergía para las células de los seres vivos es la glucosa. Su almacenamientocomo molécula libre, dado que es una molécula pequeña y muy soluble, daríalugar a severos problemas osmóticos y de viscosidad, incompatibles con la vidacelular. Los organismos mantienen entonces sólo mínimas cantidades, y muycontroladas, de glucosa libre, prefiriendo almacenarla como polímero. Laconcentración osmótica depende del número de moléculas, y no de su masa,así que la célula puede, de esta forma, almacenar enormes cantidades sinproblemas.Es de destacar que los polisacáridos de reserva no juegan el mismo papel enorganismos inmóviles y pasivos, como plantas y hongos, que en los animales.Éstos no almacenan más que una pequeña cantidad de glucógeno, que sirvepara asegurar un suministro permanente de glucosa disuelta. Para elalmacenamiento a mayor escala de reservas, los animales recurren a lasgrasas, que son lípidos, porque éstas almacenan más del doble de energía porunidad de masa; y además, son líquidas en las células, lo que las hace máscompatibles con los movimientos del cuerpo. Un organismo humano almacenacomo glucógeno la energía necesaria para no más de seis horas, pero puedeguardar como grasa la energía equivalente a las necesidades de variassemanas.La mayoría de los polisacáridos de reserva son glucanos, es decir, polímerosde glucosa, más exactamente de su isómero de anillo hexagonal(glucopiranosa). Se trata sobre todo de glucanos α(1→4), representados en lasplantas por el almidón y en los animales por el glucógeno, con cadenas que seramifican gracias a enlaces de tipo α(1→6). En numerosos grupos de protistascumplen la misma función glucanos de tipo β(1→3).POLISACÁRIDOS ESTRUCTURALESSe trata de glúcidos que participan en la construcción de estructuras orgánicas.Los más importantes son los que constituyen la parte principal de la paredcelular de plantas, hongos y otros organismo eucarióticos osmótrofos, es decir,que se alimentan por absorción de sustancias disueltas. Éstos no tienen otra 40
  • 41. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSmanera más económica de sostener su cuerpo, que envolviendo a sus célulascon una pared flexible pero resistente, contra la que oponen la presiónosmótica de la célula, logrando así una solución del tipo que en biología sellama esqueleto hidrostático.La celulosa es el más importante de los polisacáridos estructurales. Es elprincipal componente de la pared celular en las plantas, y la más abundante delas biomoléculas que existen en el planeta. Es un glucano, es decir, unpolímero de glucosa, con enlaces glucosídicos entre sus residuos de tipoβ(1→4). Por la configuración espacial de los enlaces implicados, los residuosde glucosa quedan alineados de forma recta, no en helicoide, que es el caso delos glucanos α(1→4), del tipo del almidón. Ésta es la regla en cuanto a laconformación de todos los polisacáridos estructurales de las paredes. Esascadenas rectas se enlazan transversalmente, por enlaces de hidrógeno, enhaces de cadenas paralelas.La quitina cumple un papel equivalente al de la celulosa, pero en los hongos, yademás es la base del exoesqueleto de los artrópodos y otros animalesemparentados. La quitina es un polímero de la N-acetil-2, D-glucosamina, unmonosacárido aminado, que contiene por lo tanto nitrógeno. Siendo éste unelemento químico de difícil adquisición para los organismos autótrofos, que lotienen que administrar con tacañería, la quitina queda reservada a heterótrofoscomo los hongos, que lo obtienen en abundancia.SEGÚN LA COMPOSICIÓNSe distinguen dos tipos de polisacáridos según su composición: 1. Homopolisacáridos: están formados por la repetición de un monosacárido. 2. Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacáridos). Algunos heteropolisacáridos participan junto a polipéptidos (cadenas de aminoácidos) de diversos polímeros mixtos llamados peptidoglucanos, mucopolisacáridos o proteoglucanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.XIV.-AGAREl agar, o agar -agar, es un polisacárido que se obtiene de algas del géneroGelidium, algas que se han utilizado en la cocina tradicional japonesa, por suspropiededes gelificantes, desde hace muchos siglos. También se obtiene deotras algas, entre ellas especies de los géneros Gracillaria , de las que procedeactualmente la mayoría del agar, y de Gelidiella y Pterocladia, que aportanpequeñas cantidades. El agar de mejor calidad de obtiene de Gelidium, aunqueen los últimos años se ha extendido mucho la obtención a partir de cultivos 41
  • 42. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSmarinos de Gracillaria, que son ahora la fuente principal de este polisacárido.En España se obtiene sobre todo de Gelidium corneum. En el listado deaditivos alimentarios de la Unión Europea, el agar es el E-406ESTRUCTURAEl agar se considera formado por la mezcla de dos tipos de polisacáridos, laagarosa y la agaropectina. La agarosa es el componente principal,representando alrededor del 70% del total. Tanto la agarosa como la Agarosa yagaropectina se diferencian en la presencia de restos de sulfato ypiruvato,relativamente abundantes en la agaropectina y muy escasos(idealmente, ausentes) en la agarosa. Los restos de sulfato aparecen sobreunidades de galactosa, que entonces ocupan el lugar de una anhidrogalactosaen la secuencia alterna. Existe una gradación de tipos entre la agarosa y laagaropectina muy sulfatada. Precisamente las algas sintetizan el agar en formasulfatada, produciendose la anhidrogalactosa en la eliminación enzimática delsulfato. Esto es un detalle muy importante, dado que el contenido de sulfatodecrece con la madurez de la planta, a la vez que aumenta mucho laresistencia de los geles del agar obtenido a partir de ella. También,dependiendo de las especies, algunos restos de galactosa tienen grupos metiloen el carbono 6. La cantidad y calidad del agar acumulado depende dediversos factores biológicos y ambientales, en incluso es distinto en distintaszonas del alga.En disolución, a temperatura alta, las cadenas de agar están desenrrolladas yplegadas al azar. Los geles de agar se forman fundamentalmente por unionesen forma de doble hélice entre las cadenas de agarosa. La presencia de grupossulfato, como sucede en la agaropectina, impediría la formación de estashélices. Para obtener el agar de Gracillaria, el alga se trata en medio alcalinoantes de la extracción del polisacárido, para reducir su contenido de sulfato ymejorar sus propiedades. Esta técnica, desarrollada en la década de 1950, hapermitido utilizar el agar de este alga, que sin tratamiento alcalino es de muymala calidad.Los geles de agar se forman a concentraciones de menos del 1% depolisacárido, y son transparentes, duros y quebradizos. Esta última propiedadlos diferencia de la mayoría de los otros geles de polisacáridos, que son máselásticos. Además tienen la propiedad particular de presentar una granhistéresis térmica. Es decir, mientras que el gel se forma (en el caso del agarde Gellidium) a una temperatura de alrededor de entre 30ºC, volver de nuevo ala disolución exige calentar el gel hasta entre 75ºC y 90ºC, según el tipo. Losgeles de agar de Gracillaria presentan el mismo fenómenos, pero menosacusado. Con esta salvedad, los geles de agar son reversibles térmicamente. 42
  • 43. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl agar es un polisacárido relativamente caro, por lo que se utiliza en formalimitada, y en muchas aplicaciones se ha sustituido por el carragenano. Comogelificante, se enplea en productos cárnicos y de pescado de gama alta, paramimetizar la gelatina, que tiene el inconveniente de fundir a temperatura baja,asi como en otros productos "gelatinosos". Como estabilizante, puede utilizarseen productos lácteos y helados, combiando con la goma de algarroba.El agar es un polisacárido no digerible, que desde el punto de vista nutricionalforma parte de la "fibra". Las enzimas capaces de degradar el agar sonextarordinariamente raras, incluso entre los microrganismos. Por eso el agar estambién un valioso medio de cultivo en bacteriología, utilizándose en estaaplicación desde la década de 1880.XV.-CARRAGENATOSEl carragenato es un producto natural extraído de algas marinas rojas de laclase Rhodophyceae mediante diversas técnicas. Se utiliza ampliamente en laIndustria alimentaria (E-407) como gelificante, espesante, emulsionante yestabilizante.El origen del producto se remonta a su utilización tradicional como espesantede la leche en Irlanda, siendo extraído del alga Irish moss, conocida enbotánica como Chondrus crispus. La disponibilidad limitada de este tipo de algay la creciente demanda del hidrocoloide hizo que el campo de materias primasde las que procede el carragenato se ampliara a otras algas del géneroEuchema (E. Cottonii y E. Spinosum) y Gigartina.La estructura química exacta del carragenato depende del tipo de alga yproceso empleado. La estructura molecular del carragenato permite según laextracción, refinamiento y tratamiento de purificación de las algas la obtenciónde productos con propiedades substancialmente diferentes. Tradicionalmentelos diferentes tipos de carragenato se clasifican en función de su estructuramolecular particular y efecto en el producto final:• Kappa: forma geles fuertes y rígidos. 43
  • 44. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS• Iota: se mezclan con agua o leche para formar geles débiles, sin sinéresis yelásticos.Presenta comportamiento tixotropia (estable a su destrucción mecánica) yestabilidad a ciclos de congelación/ descongelación. La sal sódica es solubleen agua fría.• Lambda:no gelifica pero ofrece alta viscosidad. Soluble en agua fría.Hispanagar es una de las pocas compañías a nivel mundial que fabrica unagama completa de carragenatos incluyendo todas las fracciones (Kappa, Iota yLamda), los diferentes tratamientos alcalinos (Na+, Ca++, K+) por precipitaciónalcohólica o salina del gel y diferentes grados de pureza, dando lugar adiferentes líneas de productos: Secogel, Secolacta y Secovis.La versatibilidad de este hidrocoloide le hace idóneo como estabilizante,espesante o gelificante, en una gran cantidad de aplicaciones en la industriaalimentaria. Es ideal para proporcionar una textura específica así comooptimizar el producto final.• Lácteos (natillas, batidos, yogures, flanes, helados, mousse de chocolate,leche condensada, queso fresco y en polvo, cremas)• Cárnicos, aves y pescados (salchichas, jamones cocidos, carne de cerdo,pollo, pavo, hamburguesas, gelatinas de pescado)• Pastelería ( tartas, postres de gelatina, mermeladas, siropes, gominolas,glaseados)• Salsas y bebidas ( zumos de frutas concentrados, cerveza, sopas, salsa dealiño)• No alimenticios ( pasta de dientes, cosméticos, ambientadores, champús)Además de esta amplia gama de extractos muy refinados, Hispanagar ofrecetambién una selección de carragenatos semirefinados (Algas EuchemaProcesadas o PES). Del mismo modo se comercializan mezclas que incluyencarragenato refinado y PES muy asequibles y funcionales.XVI.-GOMA ARÁBIGALa goma arábiga es la secreción gomosa desecada de las ramas y troncos dela Acacia senegal o de otras especies de acacias de la familia de las Fabáceas(antes denominadas leguminosas).DescripciónSon lágrimas esferoidales de hasta 32 mm dediámetro o fragmentos angulosos de color blancoo blanco amarillentos, translúcido, mas o menosopaco debido a la presencia de pequeñas fisurasnumerosas. Son quebradizas, la rotura es brillantey ocasionalmente iridiscente. Casi sin olor. 44
  • 45. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEs muy soluble en agua a temperatura ambiente, pero es insoluble en alcohol.HistoriaLa goma arábiga encontró uso hace más de 4000 años en Egipto, donde ya seusaba en la fabricación de cosméticos, tintas y en la preparación de losvendajes para los cuerpos que iban a ser momificados.ObtenciónLa goma resinosa se obtiene de varias especies de acacia, aunque es de laAcacia senegal de la que se ha extraído desde siempre. La goma aparececomo un exudado de manera natural como largas esferas durante un procesollamado gomosis en el cual se sellan las heridas en las cortezas de los árbolesa modo de protección. De esta manera, si la corteza de un árbol se corta, seproducirá goma para cerrar los agujeros. Este proceso dura alrededor de 3 a 8semanas. Cuando se requiere la goma para el comercio se hacen una serie decortes con el fin de obtener una mayor cantidad de resina, lo que ocurre de unmes a un mes y medio. Un árbol de acacia puede llegar a producir entre 2 y 5kg de goma al año durante la estación seca, de octubre a junio. La calidad depureza de la goma se valora según si posee un color más claro. El precio en elmercado de la goma arábiga depende de la cantidad extraída, y esta dependede las sequías.ComposiciónLa goma arábiga tiene como componentes una mezcla de polisacáridos yproteínas cuya cantidad varía según su origen. Los polisacáridos tienen comocomponentes principales Galactosa Arabinosa Ramnosa Ácido glucurónicoEn cambio las proteínas son fundamentalmente glicoproteínas muy ricas enhidroxiprolina. Los restos glucídicos de las glucoproteínas sonarabinogalactanos.La goma arábiga es fácilmente soluble, produciendo soluciones relativamentepoco viscosas incluso a concentraciones elevadas (20%).UsosSe utiliza como emulsificante, especialmente en la industria de bebidasrefrescantes, para formar películas protectoras, para encapsular y dispersar 45
  • 46. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSaromas, pigmentos y aceites esenciales en productos concentrados y en polvo.También estabiliza espumas.Uso en enologíaEl empleo de las goma arábiga en enología se describea finales de 1800 y en 1933 Ribéreau-Gayondemostraba que la adición en cantidad media de gomaarábiga constituía una técnica útil para mejorarglobalmente la estabilidad y consolidar lascaracterísticas organolépticas en los vinos blancos ytintos.Spindal, sociedad del grupo AEB, es líder mundial en laproducción de goma arábiga para uso enológico y es laúnica empresa capaz de controlar todo el procesoproductivo, desde la recolección hasta su utilizaciónfinal.Las especies de acacias que producen goma tienen una gran diversidadgenética, como consecuencia la cantidad y la calidad de este producto es muydiferente de una planta a otra. Es por lo tanto importante seleccionar la gomaarábiga en base al tipo de planta que la produce y la zona de producción. Latransformación de las “piedras” de goma se lleva a cabo según unaconsolidada tecnología que prevé tratamientos para eliminar todas lasimpurezas presentes en el producto natural. La última filtración se realiza conplacas, para asegurar la absoluta asepticidad de la goma y su filtrabilidaddespués de la adición al vino.XVII.-TRAGACANTOGoma tragacantoLa goma tragacanto es el exudado del arbolAstragalus gummifer, y también se utiliza desdeantiguo, al menos desde hace 2.000 años. Adiferencia de la goma arábiga, que suele adoptar enel arbol formas redondeadas, la goma tragacantoforma cintas y copos irregulares.La goma tragacanto está formada por dosfracciones principales, conocidas con el nombre detragacantina y basorina. La primera representaalrededor del 30% del total y es soluble en agua. Labasorina es insoluble, pero se hincha para formarun gel. Ambas están formadas fundamentalmente por arabinogalactanos. Lagoma tragacanto es estable a pH muy bajos, y da unas dispersiones muyviscosas con concentraciones de menos del 1%, las más viscosas de lasproducidas por cualquier goma. También actúa como emulsionante, debido a lapresencia de proteínas, y como estabilizante de suspensiones y dedispersiones de sólidos en materiales pastosos. 46
  • 47. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl tragacanto o goma adragante es una resina de consistencia gomosa quesale de las incisiones practicadas en la corteza del Astragulus gummifer.El primer tragacanto que se recoge al hacer las ¡nicisiones es de color blanco,pero la resina que fluye un poco más tarde tiene color amarillo limón.Se cuaja formando unas cintas de consistencia gruesa que al secarse pierdenaproximadamente el 14 % del agua que contienen.Una vez solidificado, el tragacanto es muy quebradizo y se recoge con facilidadpara su uso comercial.La planta del tragacanto, espinosa y frondosa, crece en Persia, Turquía. Greciay ciertas partes del sur y el este deEuropa.El tragacanto pulverizado, de color amarillento, es insaboro e inodoro y no sedisuelve del todo en agua. Pero se disuelve perfectamente en un medioalcalino.XVIII.-PECTINASLas mermeladas y derivados de frutas en los que intervienen las pectinas sehan elaborado desde hace siglos. En 1825, el químico francés Henri Braconnotaisló las pectinas por primera vez, reconociendo su papel en esos productos.La producción comercial de pectinas comenzó en 1908 en Alemania, a partir delos restos de la fabricación de zumo de manzana. Actualmente se obtienen delos restos de la extracción de zumo de manzana y, sobre todo, de los de laindustria de los zumos de cítricos. La pectina de manzana suele ser de un coloralgo más oscuro, debido a las reaccciones de pardeamiento enzimático. Lapectina se extrae con agua caliente acidificada, perecipitándo la de ladisolución con etanol o con una sal de aluminio.Las pectinas están formadas fundamentalmente por largas cadenas formadaspor unidades de ácido galacturónico, que puede encontrarse como tal ácido,con el grupo carboxilo libre, o bien o con el carboxilo esterificado por metanol(metoxilado).En las frutas, la mayoría de los grupos ácidos del ácido galacturónico estánesterificados por metanol. Este metanol fuede perderse con relativa facilidadpor hidrólisis ácida o enzimática, dejando el grupo ácido libre. En función delporcentaje de restos de ácido galacturónico esterificado, las pectinas seclasifican como "de alto metoxilo", cuando este porcentaje es superior al 50%, y"de bajo metoxilo", cuando es inferior. 47
  • 48. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSPectina de alto metoxiloPECTINA DE BAJO METOXILOEn las pectinas existen zonas en las que la continuidad de la cadena se rompepor la presencia de algunos restos de ramnosa, con ramificaciones degalactosa, arabinosa y xilosa. La proporción es de alrededor de una ramnosapor cada 40 galacturónicos, pero no se encuentran dispersas individualmente,sino agrupadas en algunas zonas, las llamadas "zonas peludas". Las "zonaspeludas" de las pectinas están formadas por una cadena deramnogalacturonano, con unidades alternas de ácido galacturónico y ramnosa,con ramificaciones sobre la ramnosa que pueden ser de cuatro tipos: Cadenaslineales de galactosa, cadenas ramificadas de arabinosa, cadenas lineales degalactosa con alguna ramificación de arabinosa, y cadenas ramificadas degalactosa con alguna arabinosa.En los vegetales, la pectina se encuentra en forma insoluble, la llamada"protopectina", que se solubiliza durante la maduración de las frutas y en laextracción con ácido, formando la pectina soluble. En este proceso se pierdensobre todo las regiones ramificadas. La pectina de remolacha azucareracontiene algunos grupos ferolilo en lugar del metanol.GELES DE PECTINA DE ALTO METOXILOLa primera condición para obtener geles de pectina de alto metoxilo es que elpH sea bajo, Para que los grupos ácidos, minoritarios, se encuentrenfundamentalmente en forma no ionizada, y no existan repulsiones entre cargas.A pH 3,5, aproximadamente la mitad de los grupos carboxilo del ácidogalacturónico se encuentran ionizados, pero por debajo de pH 2 el porcentajees ya muy pequeño. Las cadenas de pectinas de alto metoxilo puedenentonces unirse a través de interacciones hidrofóbicas de los grupos metoxilo omediante puentes de hidrógeno, incluidos los de los grupos ácidos noionizados, siempre que exista un material muy hidrófilo (azúcar)que retire el a 48
  • 49. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSagua. En consecuencia, las pectinas de alto metoxilo formarán geles a pH entre1 y 3,5, con contenidos de azúcar entre el 55% como mínimo y el 85%.El grado de esterificación de las pectinas de alto metoxilo influye mucho sobresus propiedades. En particular, a mayor grado de esterificación, mayor es latemperatura de gelificación. Por ejemplo, una pectina con un grado deesterificación del 75% es capaz de gelificar ya a temperaturas de 95º, y lo haceen muy pocos minutos a temperaturas por debajo de 85ºC. Por esto se llaman"pectinas rápidas". Son, por ejemplo, las que se utilizan en la fabricación degominolas, que con una concentración muy elevada de azúcar, hasta el 80% desólidos, forman geles que pueden desmoldearse al poco tiempo.En cambio, una pectina con un grado de esterificación del 65% no gelifica aunatemperatura de 75ºC, y tarda alrededor de media hora en hacerlo a 65ºC. Es loque se llama una "pectina lenta". Además, las pectinas con un grado deesterificación mayor forman geles que son ireversibles térmicamente, mientrasque los geles formados por pectinas de grado de esterificación menor sonreversibles.Para cada tipo de pectina con un grado de metoxilación concreto existe unacombinación óptima de concentración de azúcar y pH, aunque se puedenobtener geles dentro de un cierto rango de pH.GELES DE PECTINA DE BAJO METOXILOEn el caso de las pectinas de bajo metoxilo, el mecanismo de formación degeles es totalmente distinto, ya que la unión entre cadenas se produce a travésde iones de calcio, que forman puentes entre las cargas negativas. Laestructura es semejante a la "caja de huevos" de lso geles de alginato, peroalgo menos ordenada, dada la presencia de grupos esterificados entre losgalacturónicos sin esterificar. La concentración de calcio es importante hastallegar a una cierta cantidad, que depende de cada tipo concreto de pectina, yque se conoce como "saturación de calcio". Suele estar en torno a las 500ppm. Por encima, una mayor cantidad de calcio no tiene efecto, o incluso enalgunos casos puede llegar a debilitar el gel. Esto no sucede en el caso deotros geles de este tipo, como es el de alginato. Las pectinas de bajo metoxiloforman geles de consistencia máxima con cantidades de calcio que oscilan de20 a 100 mg de por gramo de pectina. La presencia de azúcar reduce mucho lacantidad de calcio necesaria. Consecuentemente, a menor cantidad de azúcarpresente en el producto, es necesario utilizar pectinas de metoxilo menor paraobtener la misma consistenciaPECTINAS AMIDADASLas pectinas amidadas se obtienen mediante procesos químicos, forrmandoamidas con amoniaco en algunos de los grupos carboxilo de pectinas de bajometoxilo. Forman geles en presencia de calcio, y tienen como ventaja unamayor tolerancia frente a la concentración de este ión, en comparación con laspectinas de bajo metoxilo convencionales. A mayor grado de amidación, latemperatura de formación de geles es también mayor. 49
  • 50. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLAS PECTINAS COMO ESTABILIZANTESlas pectinas se comportan muy bien como estabilizantes de las caseínas frentea los tratamientos térmicos a pH ácido. Dado que a pH por encima de 3,5 laspectinas tienen carga negativa, son capavces de unirse a las regiones concarga positiva de las micelas, formando una "bola peluda" que se mantiene ensuspensión.Las pectinas, como muchos otros polisacáridos, se hinchan muy rápidamentecon el agua, y por eso cuando se añaden de golpe, y especialmente si seañade agua sobre el sólido, forman agregados difíciles de disolver. La soluciónes separar las partículas cuando se se mezcla el polisacárido con el agua, consistemas mecánicos o mezclandolo previamente con otro material no acuoso.son relativamente inestables desde el punto de vista químico, especialmente atemperaturas elevadas. Su máxima estabilidad está en torno a pH 4. Puedenperder grupos metoxilo, hidrolizarse, y en medio neutro o alcalino romperse porbeta-eliminación. Esto afecta muy negativamente a su viscosidad y capacidadde formación de geles.XIX.-ALMIDONEl almidón es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en lasplantas, y proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanosde todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis delalmidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dietahabitual. Del mismo modo, la cantidad de almidón utilizado en la preparaciónde productos alimenticios, sin contar el que se encuentra presente en lasharinas usadas para hacer pan y otros productos de panadería.Los almidones comerciales se obtienen de las semillas de cereales,particularmente de maíz (Zea mays), trigo (Triticum spp.), varios tipos de arroz(Oryza sativa), y de algunas raíces y tubérculos, particularmente de patata(Solanum tuberosum), batata (Ipomoea batatas) y mandioca (Manihotesculenta). Tanto los almidones como los almidones modificados tienen unnúmero enorme de posibles aplicaciones en los alimentos, que incluyen lassiguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizantede espumas, agente anti-envejecimiento de pan, gelificante, glaseante,humectante, estabilizante, texturizante y espesante.El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos en que, en lanaturaleza se presenta como complejas partículas discretas (gránulos). Losgránulos de almidón son relativamente densos, insolubles y se hidratan muymal en agua fría. Pueden ser dispersados en agua, dando lugar a la formaciónde suspensiones de baja viscosidad que pueden ser fácilmente mezcladas ybombeadas, incluso a concentraciones mayores del 35%.El trigo, el centeno (Secale cereale) y la cebada (Hordeum vulgare) tienen dostipos de granos de almidón: los grandes lenticulares y los pequeños esféricos.En la cebada, los granos lenticulares se forman durante los primeros 15 díasdespués de la polinización. Los pequeños gránulos, representando un total de 50
  • 51. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS88% del número de granos, aparecen a los 18-30 días posteriores a lapolinización.Los almidones de los cereales contienen pequeñas cantidades de grasas. Loslípidos asociados al almidón son, generalmente, lípidos polares, que necesitandisolventes polares tales como metanol-agua, para su extracción.Generalmente el nivel de lípidos en el almidón cereal, está entre 0.5 y 1%. Losalmidones no cereales no contienen esencialmente lípidos.Químicamente es una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la amilosa yla amilopectina; contienen regiones cristalinas y no cristalinas en capasalternadas. Puesto que la cristalinidad es producida por el ordenamiento de lascadenas de amilopectina, los gránulos de almidón céreo tienen parecido gradode cristalinidad que los almidones normales. La disposición radial y ordenadade las moléculas de almidón en un gránulo resulta evidente al observar la cruzde polarización (cruz blanca sobre un fondo negro) en un microscopio depolarización cuando se colocan los polarizadores a 90° entre sí. El centro de lacruz corresponde con el hilum, el centro de crecimiento de gránulo.La amilosa es el producto de la condensación de D-glucopiranosas por mediode enlaces glucosídicos a(1,4), que establece largas cadenas lineales con 200-2500 unidades y pesos moleculares hasta de un millón; es decir, la amilosa esuna a-D-(1,4)-glucana cuya unidad repetitiva es la a-maltosa. Tiene la facilidadde adquirir una conformación tridimensional helicoidal, en la que cada vuelta dehélice consta de seis moléculas de glucosa. El interior de la hélice contienesólo átomos de hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras que los gruposhidroxilo están situados en el exterior de la hélice. La mayoría de los almidonescontienen alrededor del 25% de amilosa. Los dos almidones de maízcomúnmente conocidos como ricos en amilosa que existen comercialmenteposeen contenidos aparentes de masa alrededor del 52% y del 70-75%.La amilopectina se diferencia de la amilosa en que contiene ramificaciones quele dan una forma molecular a la de un árbol; las ramas están unidas al troncocentral (semejante a la amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas cada 15-25unidades lineales de glucosa. Su peso molecular es muy alto ya que algunasfracciones llegan a alcanzar hasta 200 millones de daltones. La amilopectinaconstituye alrededor del 75% de los almidones más comunes. Algunosalmidones están constituidos exclusivamente por amilopectina y son conocidoscomo céreos. La amilopectina de papa es la única que posee en su moléculagrupos éster fosfato, unidos más frecuentemente en una posición O-6, mientrasque el tercio restante lo hace en posición O-3.19.1.-FORMA DE LOS GRANOS DE ALMIDÓNEl tamaño y la forma de los granos de almidón de las células del endospermo,varía de un cereal a otro; en el trigo, centeno, cebada, maíz, sorgo y mijo, losgranos son sencillos, mientras que los de arroz son compuestos. La avenatiene granos sencillos y compuestos predominando estos últimos. 51
  • 52. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLa mayor parte de los granos de almidón de las células del endospermoprismático y central del trigo tiene dos tamaños: grande, 30-40 micras dediámetro, y pequeño, 1-5 micras, mientras que los de las células delendospermo sub-aleurona, son principalmente de tamaño intermedio 6-15micras de diámetro. En las células del endospermo sub-aleurona hayrelativamente más proteína y los granos de almidón están menos apretadosque en el resto del endospermo.19.2.-GELATINIZACIÓNLos gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero pueden embeberagua de manera reversible; es decir, pueden hincharse ligeramente con el aguay volver luego al tamaño original al secarse. Sin embargo cuando se calientanen agua, los gránulos de almidón sufren el proceso denominado gelatinización,que es la disrupción de la ordenación de las moléculas en los gránulos.Durante la gelatinización se produce la lixiviación de la amilosa, lagelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo más omenos amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los queprimero gelatinizan.Los diversos estados de gelatinización pueden ser determinados utilizando unmicroscopio de polarización. Estos estados son: la temperatura de iniciación(primera observación de la pérdida de birrefrigerancia), la temperatura media,la temperatura final de la pérdida de birrefrigerancia (TFPB, es la temperatura ala cual el último gránulo en el campo de observación pierde su birrefrigerancia),y el intervalo de temperatura de gelatinización.Al final de este fenómeno se genera una pasta en la que existen cadenas deamilosa de bajo peso molecular altamente hidratadas que rodean a losagregados, también hidratados, de los restos de los gránulos.19.3.-RETROGRADACIÓNSe define como la insolubilización y la precipitación espontánea, principalmentede las moléculas de amilosa, debido a que sus cadenas lineales se orientanparalelamente y accionan entre sí por puentes de hidrógeno a través de susmúltiples hidroxilos; se puede efectuar por diversas rutas que dependen de laconcentración y de la temperatura del sistema. Si se calienta una soluciónconcentrada de amilosa y se enfría rápidamente hasta alcanzar la temperaturaambiente se forma un gel rígido y reversible, pero si las soluciones son diluidas,se vuelven opacas y precipitan cuando se dejan reposar y enfriar lentamentepero en si no se tiene un concepto claro dedido a las palabras que se utilizanen este articulo.La retrogradación esta directamente relacionada con el envejecimiento del pan,las fracciones de amilosa o las secciones lineales de amilopectina queretrogradan, forman zonas con una organización cristalina muy rígida, querequiere de una alta energía para que se rompan y el almidón gelatinice. 52
  • 53. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSANEXO (19-01-08): Las moléculas de amilosa y amilopectina están dispersasen la solución acuosa (gelatinizada) de almidón. Después del enfriamiento, lasporciones lineales de varias moléculas se colocan paralelamente debido a laformación de enlaces H. Esto obliga a las moléculas de agua a apartarse y apermitir que las moléculas cristalicen juntas. Cuando se disuelve el almidón enagua, la estructura cristalina de las moléculas de amilosa y amilopectina sepierde y éstas se hidratan, formando un gel, es decir, se gelatiniza. Si se enfríaeste gel, e inclusive si se deja a temperatura ambiente por suficiente tiempo,las moléculas se reordenan, colocándose las cadenas lineales de formaparalela y formando puentes de hidrógeno. Cuando ocurre estereordenamiento, el agua retenida es expulsada fuera de la red (procesoconocido como sinéresis), es decir, se separan la fase sólida (cristales deamilosa y de amilopectina) y la fase acuosa (agua líquida). El fenómeno desinéresis puede observarse en la vida cotidiana en las cremas de pastelería,yogures, salsas y purés. Para ver una imagen de este proceso se puede ir a:http://www.landfood.ubc.ca/courses/fnh/301/water/waterq5.htm19.4.-GELIFICACIÓN Tipo de almidón Maíz Trigo Amilosa 27 % 24 % Forma del gránulo Angular poligonal, esférico Esférico o lenticular Tamaño 5-25 micras 11-41 micras Temperatura de 62-72 °C 58-64 °C gelatinización Tiene una viscosidad media, Viscosidad baja, es Características del es opaco y tiene una opaco y tiene una alta gel tendencia muy alta a tendencia a gelificar gelificar19.5.-ALMIDÓN Y ARQUEOLOGÍADebido a las cualidades morfológicas diferenciadas con que cuentan losgránulos de almidón según la planta a la cual pertenecen, se ha diseñado unatécnica de investigación paleoetnobotánica (granos de almidón en arqueología)de gran ayuda para la arqueología de las regiones tropicales del mundo. 53
  • 54. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSMuchas plantas, sobre todo tuberosas y de semillas, no habían podido seridentificadas en los contextos arqueológicos de los trópicos, situación quearrestaba el conocimiento que se podía tener sobre la importancia que tuvieronlas plantas para los pueblos antiguos de estas áreas. Los gránulos de almidón,al ser estructuras perdurables en las herramientas arqueológicas relacionadascon la producción de alimentos y otros derivados, pueden ser recuperados eidentificados. El proceso de extracción de almidones de herramientasarqueológicas comienza con la recolección de muestras de sedimentos en losporos, grietas y fisuras de dichas herramientas para luego someterlas a unproceso de separación química (por medio de centrifugación con cloruro decesio).Gracias a la aplicación del estudio de granos de almidón en arqueología, en laactualidad existen varias investigaciones sobre el origen y evolución de lasplantas en el neotrópico americano que han servido para comenzar a trazar, demanera efectiva, muchas de las dinámicas bioculturales en torno al desarrollode las plantas económicas (silvestres y domésticas) y de la complejidadsociocultural de los pueblos indígenas.Para conocer más sobre granos de almidón y arqueología busque en la Web:granos de almidón y arqueología (starch grain analysis and archaeology).19.6.-ALMIDÓN Y EVOLUCIÓN HUMANAInvestigaciones concluidas en septiembre de 2007 realizadas por el equipodirigido por Nathaniel Domihy han demostrado que el Homo sapiens (el serhumano) posee copias adicionales de un gen denominado AMY1 el cual esbásico para sintetizar la enzima amilasa en las glándulas salivales y, en elpáncreas. Concretamente, el ser humano posee más AMY1 que los demásprimates (triplica en cantidad a sus parientes vivos más cercanos: loschimpancés y los bonobos).Esta copia abundante de AMY1 en el ser humano le ha posibilitado sobrevivirante carestías de carnes o frutas merced a dietas ricas en almidón como el quese encuentra en cereales, tubérculos y bulbos. Se considera que la capacidadde asimilar el almidón por parte de los ancestros del humano ocurrió unos 2millones de años antes del presente y está asociado al rápido desarrollo delcerebro debido al rápido aporte de carbohidratos los cuales son un excelentecombustible para la actividad cerebral. Los animales que se alimentan debulbos y de tubérculos producen masa corporal a partir del almidón conpatrones coincidentes con los de los ancestros humanos.Aún entre las poblaciones humanas actuales se encuentran pequeñasdiferencias de dosaje de la AMY1 según predomine o no una dieta rica enalmidón: la mayoría de los japoneses actuales, con una dieta en la cual abundael almidón procedente del arroz poseen más gen AMY1 que poblaciones condietas más carnívoras como los turcos yakutas de Siberia o los biaka de África.Empero, no todas parecen ser ventajas en la capacidad humana de consumir ymetabolizar el almidón, sus carbohidratos de combustión rápida parecenprovocar la afección llamada síndrome de hígado graso, tal afección se vería 54
  • 55. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSparticularmente potenciada cuando a una dieta muy abundante en almidón (conelevado índice glucémico) se le suma un modo de vida sedentario como el quees frecuente en las sociedades urbanas contemporáneas.XX.-CELULOSALa celulosa es un polisacárido compuesto exclusivamente de moléculas deglucosa; es pues un homopolisacárido (compuesto por un solo tipo demonosacárido); es rígido, insoluble en agua, y contiene desde varios cientoshasta varios miles de unidades de β-glucosa. La celulosa es la biomoléculaorgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestres.20.1.-Estructura de la celulosaLa celulosa se forma por la unión de moléculas de β-glucosa mediante enlacesβ-1,4-O-glucosídico. Por hidrólisis da glucosa. La celulosa es una larga cadenapolimérica de peso molecular variable, con fórmula empírica (C6H10O5)n, con unvalor mínimo de n= 200.Estructura de la celulosa; a la izquierda, β-glucosa; a la derecha, varias β-glucosa unidasLa celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecenmúltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenasyuxtapuestas de glucosa, haciéndolas impenetrables al agua, lo que hace quesea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen la paredcelular de las células vegetales.20.2.-Función de la celulosaLa celulosa es un polisacárido estructural en las plantas ya que forma parte delos tejidos de sostén. La pared de una célula vegetal joven contieneaproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que elejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90%.A pesar de que está formada por glucosas, los animales no pueden utilizar lacelulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la enzima necesariapara romper los enlaces β-1,4-glucosídicos; sin embargo, es importanteincluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las heces,facilita la digestión y defecación, así como previene los malos gases.En el intestino de los rumiantes, de otros herbívoros y de termitas, existenmicroorganismos, muchos metanógenos, que poseen una enzima llamada 55
  • 56. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOScelulasa que rompe el enlace β-1,4-glucosídico y al hidrolizarse la molécula decelulosa quedan disponibles las glucosas como fuente de energía.Hay microorganismos (bacterias y hongos) que viven libres y también soncapaces de hidrolizar la celulosa. Tienen una gran importancia ecológica, puesreciclan materiales celulósicos como papel, cartón y madera. De entre ellos, esde destacar el hongo Trichoderma reesei, capaz de producir cuatro tipos decelulasas: las 1,4-β-D-glucancelobiohirolasas CBH i y CBH II y las endo-1,4-β-D-glucanasa EG I y EG II. Mediante técnicas biotecnológicas se producen esasenzimas que pueden usarse en el reciclado de papel, disminuyendo el costeeconómico y la contaminación.20.3.-Historia y aplicacionesLa celulosa es la sustancia que más frecuentemente se encuentra en la paredde las células vegetales, y fue descubierta en 1838. La celulosa es labiomolécula orgánica más abundante de los seres vivos.La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibrasnaturales. También se utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocidoes la nitrocelulosa o "pólvora para armas"), celuloide, seda artificial, barnices,etc.XXI.-DEXTRANOSEl dextrano es un polisacárido complejo y ramificado formado por muchasmoléculas de glucosa unidades en cadenas de longitud variable (de 10 a 150kilodaltons), usado como antitrombótico (anti-plaqueta) y para reducir laviscosidad de la sangre.La cadena consiste en uniones glucosídicas α1->6 entre moléculas de glucosa,mientras que las ramificaciones empiezan en uniones α1->4 (en algunos casostambién en uniones α1->2 y α1->3). El dextrano es sintetizado a partir de lasacarosa por ciertas bacterias ácido-lácticas, de las cuales la más conocidasson Leuconostoc mesenteroides y Streptococcus mutans. La placa dental esrica en dextrano.XXII.-AGUALuego del oxígeno, el agua es el constituyente más importante en elmantenimiento de la vida. Las funciones del agua incluyen: (1) transportasustancias hacia las células y desde ellas; (2) aporta un medio acuoso para elmetabolismo celular y actúa como un solvente para los solutos disponibles enla función celular; (3) mantiene la constancia fisicoquímica del líquidointracelular y extracelular; (4) mantiene el volumen plasmático o vascular; (5)ayuda en la digestión de los alimentos; (6) aporta un medio para la excreciónde los residuos corporales a través de la piel, los pulmones, los riñones y eltracto intestinal, y (7) regula la temperatura corporal. Una falta total de ingresode agua puede producir la muerte en algunos días. La deshidratación, opérdida de agua, mata mucho más rápidamente que el ayuno. 56
  • 57. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS22.1.-FUENTE DE AGUA La cantidad de agua que ingresa al cuerpo diariamente debe seraproximadamente igual a la cantidad de pérdida de agua (Cuadro 1). Ingresacomo agua o líquido bebido como resultado de la sed, como agua "escondida"en los alimentos y como agua de oxidación producida durante los procesosmetabólicos. El lactante sano debe consumir líquidos que sumen hasta el 10 al15% del peso corporal; un adulto consume aproximadamente 2 a 4% del pesocorporal por día.Pérdidas de agua. En la persona normal sana, el agua se pierde continuamentea través del tracto gastrointestinal en la materia fecal y la saliva, a través de lapiel y los pulmones como resultado de la evaporación de agua y a través de losriñones, cuya excreción contiene urea y otros productos de metabolismo encombinación con agua.En la enfermedad estas pérdidas pueden estar aumentadas como resultado dela fiebre, mayor excreción urinaria, diarrea y vómitos. Si al mismo tiempo unniño no, ingiere el agua suficiente, se harán evidentes los signos dedeshidratación como secreciones espesas, sequedad de la boca, pérdida de laturgencia cutánea, ojos hundidos, pérdida de peso y orina concentrada.22.2.-REQUERIMIENTOS NUTRICIONALESLa Comisión de Alimentos y Nutrición, Academia Nacional de Ciencias -Consejo de Investigación Nacional, ha publicado las Recomendaciones diariaspara la dieta (revisadas en 1980) para personas sanas de distintas edades enlos Estados Unidos. La leche humana aporta todas las sustancias nutritivas queel lactante necesita en un período de tiempo, pero ninguna otra comida solacubre todos los requerimientos esenciales ara los seres humanos. Debecomerse una dieta variada, y debe incluir agua, calorías, proteínas, hidratos decarbono, grasas, vitaminas y minerales. Cuadro 1: Rango de Requerimiento promedio de agua en niños en diferentes edades bajo condiciones comunes Peso corporal Agua total Agua por Kg. de Edad promedio en en 24 horas, peso en 24 Kg. ml. horas, ml 3 días 3,0 250-300 80-100 10 días 3,2 400-500 125-150 3 meses 5,4 750-850 140-160 6 meses 7,3 950-1.100 130-155 57
  • 58. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS 9 meses 8,6 1.100-1.250 125-145 1 año 9,5 1.150-1.300 120-135 2 años 11,8 1.350-1.500 115-125 4 años 16,2 1.600-1.800 100-110 6 años 20,0 1.800-2.000 90-100 10 años 28,7 2.000-2.500 70-80 14 años 45,0 2.200-2.700 50-60 18 años 54,0 2.200-2.700 40-50 22.3.-CONTENIDO DE AGUA EN LOS ALIMENTOS Contenido de agua en los Contenido agua en los alimentos de origen alimentos de origen animal vegetal Leches y Crustáceos FrutosAgua Carnes Derivado Aves Pescados Huevos Frutos Moluscos Oleaginosos s Buey Caballa Yema Queso50% Cerdo Arenque de Almendra curado Cordero Sardina Huevo Cordero Quesos Pavo Lenguado Palta Jamón blancos Pato Fletan Bogavante Aguacate Avellana75% Conejo Petit Ganso Platija Langosta Plátano Legumbres Ternera Suisse Pollo Pescadilla Oliva Guisante fresco Patata Ganso, Almeja Huevo Albaricoque80% Bacalao Gallina Ostras entero Cereza Pera Uva Manzana Col Espinaca Leche Tomate Fresca Lechuga90% Leche Limón materna Fresa Yogur Melón Naranja Melocotón 58
  • 59. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSXXIII.-CALORIASLa gran caloría, o kilocaloría (1 Cal = 1 Kcal), es la unidad de calor en elmetabolismo y se utiliza cuando se refiere al contenido de energía de losalimentos. La kilocaloría es la cantidad de calor requerida para elevar unkilogramo de agua en 1 ºC. Cuadro 2: Gasto Calórico Básico para Lactantes y Niños Área de Edad Peso (kg.) Cal/Kg. superficie (m2) Neonato 2.5 - 4 0.2 - 0.23 50 1 semana a 6 3-8 0.2 - 0.35 60 - 70 meses 6 a 12 meses 8 - 12 0.35 - 0.45 50 - 60 12 a 24 10 - 15 0.45 - 0.55 45 - 50 semanas 2 a 5 años 15 - 20 0.6 - 0.7 45 6 a 10 años 20 - 35 0.7 - 1.1 40 - 45 11 a 15 años 35 - 60 1.5 - 1.7 25 - 40 Adulto 70 1.75 15 - 20Los niños necesitan un ingreso calórico adecuado para cubrir su consumo decalorías basado en su:- Metabolismo basal - La energía mínima consumida para el mantenimientode la circulación, respiración, peristaltismo, temperatura muscular, tonomuscular, actividad glandular y otras funciones vegetativas del cuerpo. El ritmodel metabolismo basal se mide por medio de un calorímetro cuando el individuoestá en reposo absoluto, aproximadamente 10 a 14 horas después de comer.Se expresa en calorías por ora por metro cuadrado de superficie corporal. Elmetabolismo basal aumenta aproximadamente 10% por cada grado centígradode temperatura. Normalmente los lactantes necesitan alrededor de 55 kcal porkg por 24 horas, mientras que los adultos necesitan 25 a 30 kcal por kg por 24horas.- Acción dinámica específica (ADE) - El aumento en el metabolismo porencima del ritmo metabólico basal por ingestión y asimilación de alimentos. LaADE requiere aproximadamente 7 a 8% del ingreso calórico total en lactantes y5% del ingreso calórico total en los niños mayores.- Actividad física - Aproximadamente 15 a 25 kcal por kg por 24 horas o másse requieren para cubrir este requerimiento.- Crecimiento - La diferencia entre calorías ingeridas y las utilizadas por otrasrazones representa las calorías consumidas por el crecimiento. 59
  • 60. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS- Pérdida en materia fecal - Aproximadamente el 10% de los alimentos queproducen ingreso de energía se pierde normalmente en la materia fecal.Las necesidades energéticas varían dependiendo del tamaño y composicióncorporal, ritmo de crecimiento y nivel de actividad física. A medida que los niñoscrecen en tamaño necesitan más calorías debido a sus cuerpos más grandespero necesitan menos calorías para energía por unidad de tamaño corporal.Los niños de diferentes edades difieren en sus niveles de actividad; en efecto,el nivel de actividad de cualquier niño varía día a día, tanto en intensidad comoen duración (Cuadro 2). Las necesidades calóricas de los niños puedenanticiparse con mayor precisión a partir del área de superficie corporal que apartir de la edad o peso. Incluso son factores más importantes en ladeterminación del número de calorías requeridas si los niños están creciendoapropiadamente y si se sienten bien. Durante la lactancia, el requerimientodiario es de alrededor de 100 a 120 kcal por kg. Este requerimiento estádisminuido en aproximadamente 10 kcal por kg por cada período de 3 añosposteriores debido al enlentecimiento del ritmo de crecimiento. El consumocalórico aumentado es necesario durante períodos de crecimiento rápido, comola pubertad.Los nutrientes que aportan energía son proteínas, grasas e hidratos decarbono. Las proteínas e hidratos de carbono aportan 4 kcal por gramo,mientras que las grasas aportan 9 kcal por gramo. En una dieta bienbalanceada, aproximadamente 9 a 15% de las calorías se 0 tienen a partir delas proteínas, 45 a 55% de los hidratos de carbono y 35 al 45% de las grasas.El ingreso calórico total depende de estos nutrientes en los alimentosconsumidos.Una deficiencia de calorías ingeridas puede producir un crecimiento más lentoque el normal, pérdida de peso y eventualmente la cesación del crecimientolineal. Un ingreso excesivo de calorías puede producir ganancia de pesoaumentada y obesidad.XXIV.-PROTEINASAunque las proteínas contribuyen a las calorías para el cuerpo, tambiénconstituyen el componente básico del protoplasma de las células. La proteínaayuda a la síntesis de purinas y pirimidina y se halla en el ácidodesoxirribonucleico (DNA) y en el ácido ribonucleico (RNA). Además dehallarse en el sistema muscular y nervioso y en los tejidos visceral y glandular,se encuentra en los líquidos corporales, enzimas, hormonas y anticuerpos.Las proteínas son moléculas grandes que contienen aminoácidos específicos.Los aminoácidos están compuestos por carbono, hidrógeno, oxígeno ynitrógeno; algunos también contienen azufre. El número, tipo y disposición de 60
  • 61. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSlos aminoácidos en una molécula proteica determinan las características de laproteína.Los aminoácidos son 24, de los cuales 9 son esenciales para los lactantes y losniños pequeños (treonína, leucina, isoleucina, valina, metionina, fenilalanina,triptofano, lisina y probablemente histidina). La cistina y tirosina son esencialesdebido en parte a que estos aminoácidos reducen los requerimientos demetionina y fenilalanina. Los lactantes de bajo peso al nacimiento tambiénnecesitan cistina, tirosina tal vez taurina. La necesidad de proteínas disminuyelentamente en relación con el peso durante los años preescolares y escolares.Los escolares mayores no necesitan aminoácidos tanto como los lactantes. Lasinfecciones y estímulos tensionantes como la lesión aumentan la necesidad deproteínas.La calidad de las proteínas está determinada por el contenido y patrón deaminoácidos esenciales. Las fuentes de proteínas en las dietas de lactantesincluyen la leche humana (el alimento ideal) y la leche de vaca. Puedenutilizarse aislados de soja hidrosolubles para las fórmulas de lactantes que sonalérgicos a la leche de vaca. Las fuentes adicionales de proteínas para loslactantes mayores y niños incluyen carne, pollo, pescado, huevos, manteca demaní, cereales con alto contenido proteico y otros alimentos que contienenleche, como yogur y queso. Pueden agregarse nueces a la dieta cuando el niñoes suficientemente grande como para masticarlas sin el peligro de aspiración.Los aminoácidos que no necesita el cuerpo sufren deaminación. Sus porcionesnitrogenadas son cambiadas a urea en el hígado y excretadas por los riñones.Debido a esto, cuando los niños que tienen enfermedad hepática ingierenproteínas excesivas pueden desarrollar toxicidad por proteínas. Si los lactantesingieren más proteínas que el 20% de sus calorías totales, aumentan lossolutos y la necesidad de agua se incrementa. Si no se administra agua encantidad suficiente, puede producirse deshidratación.Las anomalías en el metabolismo de las proteínas y aminoácidos producentrastornos denominados errores innatos del metabolismo. Una deficienciamayor de ingreso proteico que de ingreso calórico puede producir un síndromeclínico conocido como kwashiorkor. El marasmo es el resultado de ladeficiencia tanto de proteínas como de calorías.XXV.-HIDRATOS DE CARBONOLos hidratos de carbono aportan la mayor porción, aproximadamente el 40 a50%, de las necesidades calóricas de los niños, y también son una fuente devolumen en la dieta. Los hidratos de carbono se almacenan principalmente enforma de glucógeno en el hígado y en el músculo liso cardíaco y esquelético.Pueden hallarse prácticamente en todos los órganos del cuerpo y se hallancomo glucosa en la sangre y líquidos extracelulares. Como el hígado Mlactante es tan pequeño, el lactante puede almacenar sólo un pequeñoporcentaje de glucógeno comparado con el adulto. 61
  • 62. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLos hidratos de carbono ingresan al cuerpo en distintas formas: monosacáridos(glucosa, fructosa y galactosa), disacáridos (sucrosa, lactosa, maltosa eisomaltosa) y polisacáridos (almidones, glucógeno, dextrina, celulosa yresinas). Se absorben en la circulación portal principalmente en forma demonosacáridos. Los hidratos de carbono por último son oxidados a glucosa enel cuerpo. La glucosa puede ser oxidada directamente en el encéfalo ycorazón, pero en el hígado la glucogenólisis produce glucosa, mientras que enlos músculos da ácido láctico.Si no se aportan hidratos de carbono suficientes en la dieta para producirenergía, las proteínas y las grasas son metabolizadas para cubrir estanecesidad. Un ingreso adecuado de hidratos de carbono permite que lasproteínas sean utilizadas para la síntesis tisular.La fuente de hidratos de carbono en la dieta del lactante es la forma de lactosahallada tanto en la leche humana como en la leche de vaca. Aproximadamentea los 5 a 6 meses de edad, los cereales y otros alimentos para lactantes quecontienen sucrosa, almidones, monosacáridos e hidratos de carbono nodigeribles (fibras) contribuyen con cantidades aumentadas de hidratos decarbono en la dieta. Es importante incluir las formas más nutritivas de hidratosde carbono cuando se planifican dietas para niños más allá de la lactancia.Una cantidad excesiva de alimentos que contienen sucrosa como galletitas ydulces pueden producir aumento de las caries dentales. La sucrosa agregada alos alimentos que tienden a adherirse a los dientes es especialmentecariogénica. Una dieta con alto contenido en azúcares refinados, tambiénpuede conducir a ateroesclerosis más tarde. Los hidratos de carbono que noson almacenados como glucógeno se convierten en lípidos, llevando a laobesidad. El ingreso excesivo de hidratos de carbono también puede producirdiarrea.Los principales trastornos del metabolismo de los hidratos de carbono incluyenla diabetes mellitus, la galactosemia, la enfermedad por almacenamiento deglucógeno, la intolerancia a la fructosa y la intolerancia a la glucosa. Si existendeficiencias de las enzimas que degradan a los azúcares (invertasa, lactasa ymaltasa) en el intestino, puede producirse diarrea y malabsorción.Los aminoácidos y lípidos son metabolizados para proporcionar energía yconvertidos en glucógeno si existe un bajo ingreso de hidratos de carbono en ladieta. Cuando se degradan los lípidos, puede aparecer cetosis. Cuando sedegradan las proteínas, se forma urea que necesitará el ingreso de aguaadicional para su excreción. Si se eliminan por completo de la dieta los hidratosde carbono, se producen síntomas de inanición como deshidratación, cetosis,fatiga y pérdida de las proteínas corporales.XXVI.-LIPIDOSLos lípidos se absorben a partir del intestino. Y se depositan en las células dealmacenamiento de lípidos en todo el cuerpo. Algo de estos lípidos es utilizadopara la síntesis de lípidos para el uso celular, mientras que algunos son 62
  • 63. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSoxidados para aportar energía. Los lípidos aportan entre el 40 y 50% de laenergía requerida en la lactancia y aproximadamente el 40% de lasnecesidades proteicas de los individuos en otros grupos etarios. Los lípidostambién ayudan a formar componentes tisulares y celulares esenciales yfuncionan como transportadores de las vitaminas liposolubles A, D, E y K.Aunque no se ha realizado ninguna recomendación específica relativa alingreso de lípidos, las dietas que aportan menos del 30% del ingreso calóricototal generalmente son desagradables al gusto. Cuanto mayor cantidad degrasas contenida en el alimento, más tiempo permanece en el estómago.Cuando un individuo come más alimento del que requiere para energía, loslípidos se acumulan en las células de depósito, aumentando así la cantidad detejido adiposo. Este tejido adiposo aporta protección y sostén a los órganos yaislamiento al cuerpo.Tanto las fuentes vegetales como animales contribuyen con lípidos en la dieta.Los lípidos deben pensarse como los ésteres ácidos grasos de alcoholes. Eltriglicérido, el lípido más común, es la combinación de glicerol con tres ácidosgrasos por una unión éster. Los fosfolípidos contienen glicerol, ácidos grasos,un compuesto nitrogenado y fosfato. Los fosfolípidos son constituyentes detodas las células v las estructuras de membrana y están involucrados en laabsorción y transporte de los lípidos. Las lecitinas constituyen el grupo másgrande de fosfolípidos. El colesterol, un esteroide de alcohol similar a un lípido,se halla en grasas animales y es un precursor de la producción de salesbiliares, vitamina D y algunas hormonas. Está presente en distintos tejidos,incluyendo las vainas de mielina en el sistema nervioso.Los ácidos grasos son cadenas de carbono que contienen desde 4 a 24átomos de carbono. Uno de los ácidos grasos esenciales, el ácido linoleicopoliinsaturado, puede hallarse en aceites vegetales pero no puede sersintetizado en los seres humanos. El ácido linoleico y su derivado, el ácidoaraquidónico, (un ácido graso esencial ya que se halla también en fuentesanimales de grasa), son componentes de las membranas celulares. Una de susfunciones es servir como precursores para la clase de sustanciasbiológicamente activas denominadas prostaglandinas. El ácido linoleicopresente en muchos lípidos estructurales en el encéfalo, también puedeconsiderarse un ácido graso esencial, aunque no se ha comunicado unadeficiencia de esta sustancia en los seres humanos.La grasa de la leche de vaca tiene sólo un cuarto del contenido de ácidosgrasos esenciales del contenido de la leche humana. Por esta razón muchosproductores de fórmulas para lactantes agregan aceite vegetal en forma deaceite de soja 0 de maíz (ambos son ricos en ácido linoleico) a la base lácteadesnatada de sus fórmulas.Los neonatos de término normalmente tienen niveles séricos más bajos deácidos grasos esenciales que los niños mayores. En lactantes prematuros, nose han establecido los niveles séricos de ácidos grasos esenciales. Loslactantes prematuros pueden requerir un mayor ingreso de ácidos rasosesenciales que el de los neonatos normales por su carencia de células dedepósito de grasas y pobre absorción de ellas debido a una falta de bilis. En los 63
  • 64. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSniños mayores de los 6 y 9 meses de edad, los lípidos se digieren igual que enlos adultos.Es difícil producir una dieta con bajo contenido en ácidos grasos esenciales.Habitualmente estas deficiencias se observan en niños con hiperalimentaciónparenteral libre de grasas. Los niños que tienen fibrosis quística tambiénpueden tener una deficiencia de ácidos grasos esenciales. Las dietas quecontienen menos de 1l a 2% de las calorías como ácido linoleico puedenproducir deficiencia de ácido linoleico. Los síntomas clínicos incluyen piel seca,engrosada con descamación e intertrigo. Si la dieta aporta menos de 30% delingreso calórico total en grasas, los ingresos de hidratos de carbono yproteínas están aumentados y pueden producir diarrea o hípernatremia.En los lactantes no se conocen los efectos a largo plazo de una deficiencia deácidos grasos esenciales. Como estos ácidos grasos son constituyentes de lasmembranas celulares y los lípidos encefálicos y como son los precursores delas prostaglandinas, los lactantes deben ser alimentados con leche humana ouna fórmula que conten a aceite de soja u otro aceite vegetal agregado paraevitar una deficiencia. Cuando se den alimentos sólidos a los lactantes puedenincluirse los aceites vegetales en la a para aportar ácidos grasos esenciales.Las dietas que aportan ingresos excesivos de grasas producen saciedad en losniños y reducen el ingreso de otros alimentos. Una dieta que tiene un contenidoextremadamente alto en grasas puede producir cetosis.La relación del ingreso de grasas en la dieta de lactantes y niños con larepercusión de las grasas en la íntima en los vasos arteriales mayores durantela niñez no está clara. En adultos que tienen hiperlipidemia, un aumento en larelación de ácidos grasos insaturados a saturados y una disminución en elingreso total de grasas en la dieta produce niveles séricos reducidos decolesterol.XXVII.-VITAMINASLa palabra vitamina es un término general para algunas sustancias orgánicasno relacionadas que pueden hallarse en muchos alimentos en pequeñascantidades y que son necesarias en bajas cantidades ara el funcionamientometabólico normal del cuerpo. Pueden ser liposolubles o hidrosolubles.Debido a que las vitaminas liposolubles -A, D, E y K- son almacenadas en lasgrasas corporales, no es esencial que se consuman diariamente a menos quesólo se tomen cantidades mínimas. Asimismo, éstas pueden ser almacenadasy suelen elevarse hasta niveles tóxicos si ingresan en demasiada cantidad alcuerpo.Las vitaminas hidrosolubles -B y C- en su mayor parte no son almacenadas enel cuerpo. Deben ingerirse en cantidades adecuadas en la dieta cada día demodo que no ocurra deficiencia en un período de tiempo. Las vitaminashidrosolubles son frágiles y pueden destruirse durante el almacenamiento,procesamiento o preparación de los alimentos. 64
  • 65. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSEl manejo de enfermería relativo al ingreso de vitaminas en el cuidado de losniños incluye lo siguiente:1. Estimular el ingreso de cantidades adecuadas de alimentos que contenganlas vitaminas esenciales.2. Estimular la exposición moderada de la piel al rayo del sol como una fuentede vitamina D.3. Enfatizar la importancia del uso de técnicas de almacenamiento y cocciónadecuadas para conservar las vitaminas en los alimentos. Los vegetalesespecialmente deben cocinarse durante un tiempo mínimo en la cantidad máspequeña de líquido posible o, de preferencia, al vapor.4. Explicar el uso correcto de los suplementos vitamínicos: la cantidad paracubrir la necesidad nutricional y los peligros de las sobredosis.5. Obtener una historia nutricional y un registro diario de alimentos paracalcular el ingreso diario aproximado de vitaminas. Si se incluyen cantidadesadecuadas de vitaminas, no es necesario el suplemento.6. Explicar, si es necesario, que las dietas caprichosas aportan cantidadesinadecuadas de nutrientes porque pueden no incluir algunos grupos dealimentos.7. Explicar el cuidado de los niños que tienen deficiencias vitamínicas,especialmente escorbuto y raquitismo.Una dieta variada de alimentos sanos es la mejor forma de obtener todas lasvitaminas importantes requeridas por el cuerpo. La enfermera puede ayudartanto a padres como a hijos a lograr este objetivo.XXVIII.-MINERALESLos minerales son sustancias homogéneas inorgánicas, muchas de las cualesse requieren en cantidades de vestigios para el cuerpo. Los elementoselectropositivos significativos, o catíones, son calcio, magnesio, sodio y potasio.Los elementos electronegativos importantes, o aniones, son cloro, fósforo yazufre. El hierro, cobalto y yodo son complejos orgánicos importantes. Losvestigios de elementos cuyas unciones en el cuerpo se han definido son cobre,flúor, zinc, manganeso y cromo. Los vestigios de elementos cuyas funciones nose han definido o aclarado son silicio, boro, selenio, níquel, aluminio, bromo,arsénico, molibdeno y estroncio.El manejo de enfermería referente al ingreso de minerales en la asistencia delos niños incluye lo siguiente:1. Estimular el ingreso de alimentos que contengan proteínas como parte deuna dieta sana, ya que no es probable que los niños que consumen cantidadesadecuadas de proteínas desarrollen deficiencias de minerales. 65
  • 66. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS2. Informar a los padres de lactantes y niños que viven en áreas con deficienciade flúor v en consecuencia no están bebiendo agua fluorada, que puede sernecesario el suplemento de flúor.3. Informar a los padres de lactantes y niños que están preocupados porquehabitan en zonas con deficiencia de yodo, que la carencia de éste actualmentees rara; esto se debe a que algunos alimentos provienen de diferentes áreasgeográficas, sin embargo, está difundido el uso de sal yodada y algunosaditivos de alimentos que contienen yoduros.4. Explicar que aunque el hierro adicional puede ser necesario para los estadoscon deficiencia de hierro como anemia, los bajos niveles de hierro en el cuerpogeneralmente son el resultado de pérdida sanguínea y no de ingresorestringido en la dieta.5. Precisar por control de los informes de laboratorio, si las deficiencias decobre, manganeso, zinc y otros vestigios de elementos, existen en lactantes yniños que reciben sólo nutrientes administrados por vía parenteral.XXIX.-FIBRALa fibra de la dieta incluye un grupo de compuestos que son resistentes a ladigestión por el tracto gastrointestinal humano. Cuando se consume una dietaque contiene cantidades aumentadas de fibra, aumenta la cantidad de agua enla materia fecal, disminuyen el tiempo de tránsito intestinal y el colesterolsérico. Las frutas y verduras contribuyen con más fibra a la dieta por caloríaque la mayor parte de los otros alimentos. Distintos granos de cereales quecontienen salvado también son buena fuente de fibra en la dieta.Los niños pequeños que ingieren una dieta bien balanceada generalmentereciben cantidades suficientes de alimentos con escorias; sin embargo, amedida que se hacen mayores, consumen crecientes cantidades de alimentosmuy refinados. En consecuencia, las dietas de los niños mayores y adultos enlos Estados Unidos tienen alto contenido en colesterol y rasas saturadas y unbajo contenido no deseable de fibra, o volumen. Se dice que esta falta de fibraen la dieta contribuye a la enfermedad cardíaca, obesidad, hernia hiatal,cálculos biliares, enfermedad diverticular, pólipos y cáncer colorrectal durante laadultez.XXX.-REQUERIMENTOS NUTRICIONALES EN LA DIETA HUMANA30.1.-REQUERIMIENTOS DE CARBOHIDRATOSNo existen recomendaciones especiales para los carbohidratos por parte de lasRDA. La Asociación Americana de Cardiología y Cáncer recomienda aportar enforma de carbohidratos del 55-60% del valor calórico total de la dieta. Un aportede hasta 200 gr. diarios de estos nutrientes, es bien tolerado por el anciano. Ladisminución de la tolerancia a la glucosa aconseja dietas con alto contenido encarbohidratos complejos y fibra (cereales integrales y verdura), hay que evitarel consumo excesivo de sacarosa y de lactosa, si hay intolerancia. 66
  • 67. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS30.2.-REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOSNo está muy documentado que los requerimientos energéticos (disminución delmetabolismo basal) disminuyan con la edad, especialmente ahora que laactividad es mayor en las personas de edad avanzada. Dietas con un aportecalórico inferior a 1800 kcal para las mujeres y 2300 kcal para los hombres,serán probablemente inadecuadas en proteínas, y micronutrientes, por lo quedeben ser evitadas. Para el cálculo de los requerimientos energéticos se debetener en cuenta que es necesario mantener un balance energético equilibradoen función de la actividad física y del gasto energético basal (que no haquedado claramente demostrado que disminuya con la edad).Además la experiencia ha demostrado que sobre este grupo de población tieneefectos más nocivos la ingesta reducida (elevada prevalencia de malnutrición),que un moderado exceso de peso. Lo que lleva a pensar que se debe ser"generoso" en la recomendación energética, sin llegar tampoco al riesgo deobesidad.30.3.-REQUERIMIENTOS PROTEICOSEl mantenimiento del equilibrio nitrogenado, es muy importante para elorganismo, y marca la pauta para establecer los requerimientos y las racionesde proteínas.La ración proteica está relacionada con la energética, podría parecer quedebido a la reducción de contenido proteico en la masa corporal, lasnecesidades son menores, pero no es cierta esta premisa. Hay que asegurar elaporte adecuado sobre todo en los portadores de enfermedades crónicas y enlos ancianos que viven solos. La recomendación es la habitual 0,75 g/kg depeso/día, al igual que para los demás adultos. Los estados carenciales enproteínas pueden causar graves trastornos: alteraciones cutáneas, edemas,fatiga etc. que pueden empeorar o alterar el estado de salud de los ancianos.30.4.-REQUERIMIENTOS LIPÍDICOSAunque son las enfermedades coronarias las que causan una de las mayorestasas de mortalidad en la sociedad actual, y se asocia directamente con loselevados niveles de colesterol en sangre, no es aconsejable reducir totalmenteel aporte de grasa en la dieta. Además a partir de los 65 años, se discute laeficacia de las dietas altamente restrictivas en grasa para prevenir el riesgocardio-vascular. Hay que elegir, como en las dietas en todas las edades,aquellos alimentos que aportan ácidos grasos monoinsaturados (aceite de olivay vegetales en general), entre otros motivos para asegurar el aporte devitaminas liposolubles.Aunque para este grupo de población, las RDA no establecenrecomendaciones específicas, el aporte de grasas no debe ser inferior al 30% 67
  • 68. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSdel total de kcal que se aporten en la dieta. En general menos de 100 gr/díason bien tolerados.La calidad de la grasa es también un factor muy importante. Se recomiendaque un 10-15% de la grasa que se consuma debe sea monoinsaturada. Estetipo de grasa está en mayor proporción en productos como el ácido oleico, quees el componente fundamental del aceite de oliva, así como el de soja y maíz,también en la carne de ternera. Otro 10% puede darse en forma de ácidosgrasos saturados, que se pueden obtener de los aceites de semillas y de lacarne de ternera, y aproximadamente un 8% de ácidos grasos poliinsaturadosque están bien representados en alimentos como el aceite de girasol y aceitede palma.30.5.-REQUERIMIENTOS MINERALESEs importante asegurar las cantidades adecuadas de minerales en general y enespecial del hierro, zinc y calcio.Parece estar justificado un aumento en el aporte de calcio debido a losproblemas de malabsorción de este mineral, comentados en el epígrafeanterior, y para la prevención de la osteoporosis. Se recomiendan 800 mg/díapara mujeres a partir de los 51 años.Parece importante también la relación calcio/fósforo en la dieta. Lasrecomendaciones establecen una relación 1/1 y por tanto un total de fósforo de800mg/día.Con la deficiencia de hierro hay que ser cuidadoso. Debido a la elevadaprevalencia de las anemias en los ancianos, se podría pensar en el hierro comoprincipal implicado en este proceso. Parece que esto no ocurre así (Manore etal, 1989), las anemias en los ancianos frecuentemente tienen su origen enpérdidas sanguíneas sobre todo a través del intestino.Por ello no hay una recomendación de hierro suplementario, ya que debido a ladisminución de la capacidad de absorción sería inútil. Se recomienda unacantidad de 10mg/día. Se debe saber que elementos como el ácido ascórbicoaumentan la biodisponibilidad de hierro y por lo tanto la capacidad de serabsorbidos, mientras que los fitatos, salvados, fosfatos, té y antiácidos ladisminuyen.El hierro que mejor se absorbe es el que está en los tejidos animales, y el quepeor el de los tejidos vegetales. Este motivo es el que lleva a recomendar, paraesta etapa de la vida, la ingesta de una cantidad mínima diaria de alimentos(carne, huevos o pescado) que aseguren el aporte de hierro en una formafácilmente accesible.El zinc suele disminuir su concentración con la disminución de la aportacióncalórica total. La recomendación es entre 12-15 mg/día. Los bajos niveles deeste metabolito pueden producir alteraciones relacionadas con la inmunidad, 68
  • 69. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSulceras, etc, pero no está justificada la recomendación de suplementos debidoa problemas de malabsorción.La hipertensión es otro de los problemas más comunes en los ancianos,relacionado con las recomendaciones de minerales en la dieta. Se recomiendalimitar a 2g/dia la ración de sodio para contrarrestarla y suplementar la dietacon magnesio y potasio para mejorar la diuresis.(Kannel, 1988).Las recomendaciones para el selenio son las mismas que para la poblaciónadulta y que las RDA establecen en 55-70 microgramos /día. Está muyrelacionando con la vitamina E y realiza un importante papel como antioxidante.30.6.-REQUERIMIENTOS DE VITAMINASLa deficiencia en vitamina D parece que puede deberse, en muchos casos, a lafalta de exposición al sol de muchos ancianos por diferentes problemas(inmovilidad, institucionalización, etc.). En los casos en que no sea posible unmínimo de exposición al sol, es necesario asegurar en la dieta 300 IU/día através de la alimentación.La vitamina A no parece presentar problemas de disminución por lo que serecomienda lo habitual para las dietas en adultos 1000 ER/día para hombres y800-900 para mujeres, y que con una alimentación equilibrada y variada; frutas,verduras, hidratos de carbonos, se puede asegurar. Algunos alimentos deorigen animal son especialmente ricos en vitamina A en forma de retinol:hígado, aceite de hígado de pescado, leche, etc.El ácido ascórbico tiende a bajar sobre todo en personas con antecedentes detabaquismo, estrés. También se reducen los niveles de vitamina C. Ladeficiencia en estas dos vitaminas se relaciona con la aparición de púrpura,alteraciones en las encías, rotura de los vasos sanguíneos de pequeñodiámetro (capilares), etc. En ambos casos se recomienda el consumo dealimentos ricos en estos nutrientes (naranjas, mandarinas, patatas), más quesuplementos en la dieta, debido a que se absorben mejor desde los alimentos. Vitaminas Alimentos con alto contenido Vit A Albaricoque, ciruelas, cereza, mandarina, melocotón melón, acelgas, batata, repollo, espinacas, alubias, zanahoria, mantequilla, leche, queso. Vit. B Albaricoque, ciruelas, cereza, mandarina, melocotón, acelgas, coliflor, repollo, escarola, guisante, habichuelas, maíz, nabo, zanahorias, frutos secos, arroz, avena, leche, queso, carne de cerdo. Vit C Albaricoque, ciruela, cereza, fresa, limón, mandarina, manzana, melón, naranja, coles de bruselas, espinacas, habichuelas, patata, pimiento. Vit D 69 Luz solar. Leche, mantequilla, huevos.
  • 70. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS30.7.-CARACTERISTICA DE LAS VITAMINAS HIDROSOLUBLES Termoesta Intervenci ble Carenci Necesidad Tratamien Fuentes Déficit ón Termo a es to sensible Afecta a En función De las Germen Termo los de: peso neuralgia de sensible. La sistemas corporal, 50/100 mg Vitamina Metabolis cereales cocción nervioso alimentaci vía Beri- B1 mo de los Legumino disminuye periférico, ón, intramusc Beri Tiamina Glúcidos sas en un 40% al central y Actividad ular y Levadura su al física 0,5 500/1000 s contenido cardiovasc mg/1000 mg vía ular cal parenteral Se Termo manifiesta sensibles y Germen a través foto Vitamina En la de de signos sensibles, 0,5 B2 acción de cereales, oculares la leche mg/1000Riboflabin numerosas legumino (conjuntivit expuesta al cal a enzimas sas, is), sol pierde levaduras faríngeos, 65% de sus mucosos y cualidades cutáneos Se manifiesta Metabolis Germen a travésVitamina mo de los de de signos B3 o PP glúcidos, Cereales, Pelagra cutáneos, 5 a 10 mg Ácido lípidos y legumino trastornosnicotídico los sas, nerviosos proteidos levaduras y digestivos En dosis de 15 a 1000 mg Vitamina Numerosa Se halla Tratamient B5 ácido s No se en todas 5 a 10 mg o depantoténic reacciones observa partes garganta, o de síntesis escaras, ulceras varicosas Se manifiesta a través Metabolis Vitamina Carnes de signos mo de los No se B6 Pescados cutáneos, 2 mg aminoácid observa Piroxina verduras nerviosos os y sanguíneo s AlimentosVitamina ricos en Todos los B7 proteínas No se metabolisMesoinosi animales observa mos to o vegetales Hígado Vitamina riñones No se 150 a 300B8 Biotina Yema del observa mg huevo 70
  • 71. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS De las anemias Una de las en dosis Vitamina formas del Hígado 15 a 20 B12 principio Pescados 2 mg mg y Cianobala antipernici azules ciertas nina oso neuralgias 1000 unidades Metabolis mo de los Termo glúcidos, Se sensible y del hierro, encuentr fotosensible aminoácid Responsa a en . os ble de Vitamina C todos los Se utiliza Escorbu 50 a 100 intervienen trastornos Acido vegetales en la agro- to mg en las mucosos y ascorbico sobre alimentació funciones vasculares todo en n como de córtico los agrios antioxidant suprarrenal e es y ovarios 30.8.-CARACTERÍSTICAS DE LAS VITAMINAS LIPOSOLUBLES Termoestable Intervención Fuentes Termo Carencia Déficit Necesidades Tratamiento sensible Tejidos animales En la fu (leche 5000 U por Ictiosis sin nción visual e mantequilla día en el eficacia probada. TrastornosVitamina A indispensable ) parte hombre y En dosis visuales y Axeroptol para los colocada 4000 U por elevadas eficaz cutáneos tejidos de los día en la en síndrome epiteliales vegetales mujer pre-mestrual (pro- vitaminas) Fuente esencial endógena Muy Se (sol) La D" fotosensible y manifiesta se oxidable. a través de encuentra En el Sintética signosVitamina D en Raquitismo metabolismo ergosterol D2 ocularesCalciferol o levaduras, en 400 U por día del calcio y el Natural (conjuntivitiantiraquítica setas, lactantes de los huesos Colecalciferol s) cereales. D3 o aceite de faríngeos, La D se hígado de mucosos y encuentra pescado cutáneos en leche, carne, pescados Como Germen de antioxidante cereales. preservando Verduras, Se utiliza en dosis los complejos granos elevadas en elVitamina E enzimáticos oleaginoso No se 5 a 15 U por tratamiento de la Tocoferol del s en conoce día hipercolesterolemi metabolismo cantidades a celular y la menores en acción de los huevos y ácidos grasos leche 71
  • 72. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS Indispensable Todo el en los pescado yVitamina K mecanismos en menores No se 3 mg por dia Tocoferol de proporcione conoce coagulación s en sanguínea vegetales XXXI.-CONTENIDO DE NUTRIENTES EN ALIMENTOS SELECCIONADOS Este anexo suministra información sobre el contenido de energía y de diez nutrientes importantes en algunos alimentos seleccionados. Los datos se basan en estudios hechos por numerosos científicos de diversos países y ya han sido publicados en Alimentos y nutrición en la gestión de programas de alimentación a grupos (FAO, 1995). El contenido de nutrientes se da por 100 g de porción comestible de los alimentos enumerados. Se debe señalar que los alimentos varían en su contenido de nutrientes, según la variedad particular del alimento y las condiciones en las que se produce, procesa, comercializa, almacena y prepara. Por ejemplo, en estos cuadros se da una cifra de vitamina A contenida en «tomate maduro», pero hay muchas variedades de tomates, algunos se cosechan muy maduros y otros cuando están verdes; algunos se consumen crudos y que otros se hierven, se fríen o se cuecen en diversas formas. Todos estos factores pueden influir sobre el contenido de caroteno o precursor de vitamina A. La cifra de 113 µg de vitamina A por 100 g de tomate se ha obtenido a partir de muchos análisis de distintas variedades de tomates tratados bajo diferentes condiciones; se considera que es una cantidad habitual de vitamina A en tomates promedio. Aunque algunos tomates bajo ciertas condiciones pueden suministrar sólo 80 µg por 100 g y otros 140 µg, el cuadro muestra sin embargo, que los tomates siempre contienen menos vitamina A que las zanahorias (con 2 813 µg de vitamina A por 100 g) y más que los bananos (con 20 µg por 100 g). Por lo tanto, si el cuadro se utiliza con buen criterio, es útil para aconsejar sobre alimentación y otros temas relacionados. Los lectores que necesiten datos no incluidos en este cuadro, deben consultar las publicaciones originales que se citan como referencias. CUADRO A 24 Nutrientes en 100 gramos de porción comestible de alimento Alimento Energí Proteín Gras Calci Hierr Vitamin Tiamin Riboflavin Niacin Folat Vitamin (desperdici a a a o o aA a a a o aC o %)a (kcal) (g) (g) (mg) (mg) (µg) (mg) (mg) (mg) (µg) (mg) Cereales Cebada 350 8,2 1,0 16 2,0 0 0,12 0,05 3,1 20 0 Harina de 353 9,3 3,8 10 2,5 0 0,30 0,10 1,8 U 0 maíz, entera Harina de 368 9,4 1,0 3 1,3 50b 0,26 0,08 1,0 U 0 maíz, refinada Mijo 341 10,4 4,0 22 3,0 0 0,30 0,22 1,7 U 0 72
  • 73. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSArroz, 361 6,5 1,0 4 0,5 0 0,08 0,02 1,5 10 0pulidoArroz, 364 6,7 1,0 7 1,2 0 0,20 0,08 2,6 11 0cocidoSorgo 345 10,7 3,2 26 4,5 U 0,34 0,15 3,3 U 0Trigo, 323 12,6 1,8 36 4,0 0 0,30 0,07 5 51 0enteroHarina de 341 9,4 1,3 15 1,5 0 0,10 0,03 0,7 22 0trigo,blancaPan, blanco 261 7,7 2,0 37 1,7 0 0,16 0,06 1,0 17 0Pasta 342 12,0 1,8 25 2,1 0 0,22 0,03 3,1 34 0Productos cereales (ítems ayuda alimentaria)Trigo bulgur 354 11,2 1,5 23 7,8 0 0,30 0,1 5,5 38 0Trigo bulgur 350 17,3 2,0 54 4,7 0 0,25 0,13 4,2 74 0fortificadocon sojaHarina de 364 7,9 1,2 25 1,1 132 0,14 0,05 1,0 U 0maízamarilla, singermenHarina de 392 13,0 1,5 178 4,8 228 0,70 0,30 3,1 U 0maízfortificadacon sojaAvena en 363 13,0 7,0 70 4,0 0 0,60 0,20 1,3 24 0hojuelasSémola de 360 16,0 1,0 40 2,0 t 0,20 0,10 1,7 50 0sorgofortificadacon sojaAvena en 380 20,0 6,0 81 5,3 0 0,74 0,14 4,0 U 0hojuelasfortificadacon sojaHarina de 350 11,5 1,5 29 3,7 0 0,28 0,14 4,5 U 0trigo(extracciónmedia)Harina de 355 14,0 1,2 0 U 0 U U U U 0trigofortificadacon soja,6% sojaHarina de 355 16,5 1,4 211 4,8 265 0,65 0,36 4,6 U 0trigofortificadacon soja, 1la 12% sojaMezclas de alimentos y galletasLeche soja 380 20,0 6,0 1000 18,0 510 0,80 0,80 8,0 200 40maíz +leche trigoy sojaLeche maíz 380 20,0 6,0 1000 18,0 510 0,80 0,80 8,0 200 40sojainstantánea 73
  • 74. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSMezcla 380 18,0 6,0 513 18,5 500 0,65 0,50 6,8 U 40maíz sojaMezcla 360 20,0 6,0 750 20,8 496 1,50 0,60 9,1 U 40trigo sojaGalletas 450 20,0 20,0 1125 25,0 0 2,75 4,08 27,5 U 63altocontenidoproteico,australianasGalletas 480 20,0 19,0 179 7,2 0 0,25 U 1,0 U 1altocontenidoproteico,danesasRaíces feculentas y frutasYuca fresca 149 1,2 0,2 68 1,9 15 0,04 0,05 0,60 24 31(26)Harina de 344 1,6 0,5 66 3,6 0 0,06 0,05 0,90 U 0yucaPlátano 134 1,2 0,3 8 1,3 390 0,08 0,04 0,60 16 20(34)Patata, 79 2,1 0,1 7 0,8 0 0,09 0,04 1,50 13 20Irlandesa(20)Batata 105 1,7 0,3 22 0,6 2000c 0,07 0,04 0,70 52 23(amarilla)(19)Ñame 118 1,5 0,2 17 0,5 0 0,11 0,03 0,80 23 17fresco (16)Semillas comestiblesHabichuela 333 23,6 0,8 143 8,2 0 0,5 0,22 2,1 180 5secaFrijol Mung 347 23,9 1,1 132 6,7 11 0,6 0,23 2,3 120 5secoLenteja 338 28,1 1,0 51 9,0 4 0,5 0,25 2,6 U 6secaGuandú 343 21,7 1,5 130 5,2 3 0,6 0,19 3,0 100 0secoManí seco 567 25,8 49,2 92 4,6 0 0,6 0,14 12,1 110 0Soja seca 416 36,5 20,0 277 15,7 2 0,9 0,25 1,6 210 0Semillas de 605 22,5 49,0 98 6,3 0 1,9 0,14 4,1 U 0girasolCoco pulpa 376 3,9 36,5 20 2,3 0 0,6 0,80 0,4 U 0(27)VerdurasZanahoria 43 1,0 0,2 27 0,5 2813 0,10 0,06 0,9 14 9(19)Berenjena 26 1,1 0,1 36 0,6 7 0,09 0,02 0,6 18 2(17)Hojas verde 22 2,9 0,4 99 2,7 672 0,08 0,19 0,7 194 28oscuro(espinaca)(15)Hojas verde 16 1,2 0,2 77 0,3 120 0,04 0,05 0,4 79 27medio 74
  • 75. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS(repollochino) (15)Hojas 13 1,0 0,2 19 0,5 33 0,05 0,03 0,2 56 4verdesclaro(lechuga)(32)Cebolla (8) 34 1,2 0,3 25 0,4 0 0,06 0,10 0,1 20 8Pimiento 25 0,9 0,5 6 1,3 53 0,09 0,05 0,6 17 128verde (23)Pimiento 25 0,9 0,5 6 1,3 530 0,09 0,05 0,6 17 128rojoCalabaza 26 1,0 0,1 21 0,8 160 0,05 0,11 0,6 8 9(30)Tomate 19 0,9 0,2 7 0,5 113 0,06 0,05 0,6 9 18maduroHojas de 35 4,0 0,3 37 1,0 130 0,16 0,35 1,1 U 11batataAmaranto 26 2,5 0,3 215 2,3 292 0,03 0,16 0,7 85 43Frijoles 36 2,5 0,2 43 1,4 375 0,08 0,12 0,5 U 27frescosMaíz fresco 165 5,0 2,1 2 0,5 28 0,20 0,06 1,7 46 7FrutasAguacate o 161 2,0 15,3 11 1,02 61 0,11 0,12 1,9 22 8palta (50)Banano 92 1,0 0,5 6 0,30 20 0,05 0,10 0,5 19 9(33)Naranja 47 0,9 0,1 40 0,10 120 0,09 0,04 0,3 30 53(28)Lima (36) 30 0,7 0,2 33 0,60 1 0,03 0,02 0,2 8 23Limón (36) 29 0,6 0,3 26 0,60 3 0,04 0,02 0,1 11 53Guayaba 51 0,8 0,6 20 0,30 79 0,05 0,05 1,2 7 184(11)Mango (31) 65 0,5 0,3 10 0,10 389 0,06 0,06 0,6 7 28Papaya 39 0,6 0,1 24 0,10 201 0,03 0,03 0,3 1 62(28)Piña (46) 49 0,4 0,4 7 0,40 2 0,09 0,04 0,4 11 15Sandía (56) 32 0,6 0,4 8 0,20 37 0,08 0,02 0,2 2 10Baobab 290 2,2 0,8 284 7,40 70 0,37 0,06 2,1 U 270(72)Frutas y azúcarAlbaricoque 238 3,7 0,5 45 4,7 724 0,01 0,15 3,0 10 2s secosPasas 300 3,2 0,5 49 2,1 1 0,16 0,09 0,8 3 3Dátiles 275 2,0 0,5 32 1,2 5 0,09 0,10 2,2 13 0secos (10)Mermelada 243 0,4 0 32 2,0 t t t t t 4Conservas 234 0,4 0 10 2,0 t 0,10 0,10 0,3 t 9Azúcar 400 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0CarneCarne de 122 20,4 3,40 12 1,8 U 0,18 0,25 5,8 3 0conejoCarne de 115 22,0 1,90 4 1,9 20 0,23 0,26 7,5 15 0ganado 75
  • 76. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSGrasa de 900 1,5 94,00 0 0 0 0 0 0 0 0ganadoSangre de 80 17,8 0,13 6 44 21 0,90 0,30 1,0 0 0ganadoHígado de 123 19,7 3,10 7 7,1 1500 0,30 2,88 14,7 22 30vacaCarne de 114 22,0 1,90 3 1,0 6 0,90 0,23 5,0 6 2cerdoCarne de 161 19,5 7,90 10 2,0 36 0,15 0,28 4,9 U 0cabra (congrasa)Cecina 225 25,3 12,00 14 4,1 0 0,20 0,23 3,2 2 0Cerdo 536 11,0 51,30 U U 0 0,60 0,16 2,5 U 0enlatadoPollo (33) 139 19,0 7,00 15 1,5 0 0,10 0,15 9,0 U 0PescadoBacalao 82 17,7 0,4 24 0,4 10 0,6 0,46 2,3 12 2(25)Perca (60) 89 18,4 0,8 20 1,0 7 0,8 0,12 1,7 U 0Pescado 225 47,0 7,5 343 2,8 0 0,07 0,11 8,6 U 0seco,saladoBacalao 330 79,0 1,4 60 4,3 U 0,9 0,10 3,5 U 0seco(Noruega)sin salar(36)Sardinas 238 24,1 13,9 330 2,7 58 0,4 0,30 6,5 16 0(enlatadasen aceite)Concentrad 390 73,0 10,0 1800 26,9 500 UI 0,3 0,73 12,6 U 0o deproteínapescado.Noruegotipo BConcentrad 330 80,0 0,1 300 U U U U U U Uo deproteínapescado,Astro typo AProductos lácteos y huevosLeche 70 1,0 4,4 32 0,05 64 0,01 0,04 0,18 5 5maternaLeche de 61 3,3 3,3 119 0,05 31 0,04 0,16 0,10 5 1vaca enteraLeche 496 26,3 26,7 912 0,50 280 0,28 1,21 0,60 37 9entera secaLeche 362 36,2 0,8 1257 1,0 1500d 0,42 1,55 1,00 50 7descremada en polvoLeche 321 7,9 8,7 284 0,20 81 0,09 0,42 0,21 11 3condensada,edulcoradaLeche 134 6,8 7,6 261 0,20 54 0,05 0,32 0,20 8 2 76
  • 77. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSevaporadaQueso 355 22,5 28 630 0,20 120 0,03 0,45 0,20 U 0enlatado(promedio)Queso 275 19,0 21,0 480 0,60 1000 0,02 0,14 4,40 38 0nuevodanésBarras de 475 23,5 23,0 U U U U U U U UlecheTabletas de 540 27,0 27,0 U U U U U U U UlecheHuevos 158 12,1 11,2 56 2,1 156 0,09 0,30 0,3 65 0frescosHuevos 594 45,8 41,8 212 7,9 588 0,31 1,17 6,40 184 0secosGrasas y aceitesGrasa 900 0 100,0 0 0 0 0 0 0 0 0animal(manteca)Mantequilla 717 0,9 81,0 24 0,2 754 t 0,04 t 3 0Ghee 876 0,3 99,5 0 0 925 0 0 0 0 0Margarina 719 0,9 80,5 30 0 993d 0,01 0,04 t 1 0Aceite de 884 0 100,0 0 0 5000e 0 0 0 0 0palmaAceite 884 0 100,0 0 0 0 0 0 0 0 0vegetal(maíz)Alimentos cocidosArroz 123 2,2 0,3 U 0,2 0 0,01 0,01 0,3 3 0pulido,hervidoHabichuela 127 8,7 0,5 U 2,9 0 U U 0,6 129 1s, hervidasLentejas, 116 9,0 0,4 U 3,3 1 U U 1,1 180 2hervidasManí, 318 13,5 22,0 U 1,0 0 U U 5,3 75 0hervidosManí, 585 23,7 49,7 U 2,3 0 U U 13,5 45 0secosasadosPatatas 86 1,7 0,1 U 0,3 0 0,10 U 1,3 9 7hervidas,sin pielEspinaca 23 3,0 0,3 U 3,4 819 U U 0,5 145 10hervida, sinaguaXXXII.-CONTENIDO DE LOS ALIMENTOS 77
  • 78. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSResulta inconcebible emprender una dieta adelgazante sin conocer el valorcalórico de los alimentos. El experto en dietética es como el asesor al que serecurre para que "dirija una empresa en crisis por una mala gestión". Si esteasesor, después de equilibrar la balanza, abandona la empresa sin haberenseñado a los directivos los principios de una buena administración habráfracasado en su labor, porque los directivos cometerán inevitablemente losmismos errores: al poco tiempo la empresa volverá a encontrarse de nuevo enla misma situación de crisis. El experto en dietética ha de programar elrestablecimiento del equilibrio ponderal (adelgazamiento),pero al mismo tiempodebe enseñar al paciente las reglas del recuento de calorías, pues de locontrario, al terminar el régimen, el paciente volverá a cometer por ignorancialos mismos errores, con el resultado de la recuperación de los kilos perdidos. EIsujeto obeso, considerado a menudo un "gran comilón", es en realidad unapersona que necesita "aprender a comer"El paciente debe por tanto saber cuál es el valor de la "moneda en circulación"que sirve para nutrir su organismo, es decir debe saber cuántas calorías tienecada alimento que consume día a día. A este respecto, puede resultar de granayuda mencionar aquí algunos de los prejuicios más ilustrativos:LOS GRISINES NO ENGORDAN:Es una leyenda que los grisines sean muy buenos para las dietasadelgazantes. Tienen una humedad valorada en torno al 3 %, frente a lahumedad del pan, que puede alcanzar el 40 ~. A igualdad de peso, 100 g degrisines tienen un poder calórico mucho más alto que 100 g de pan, en lamedida en que son todo harina y grasas y no contienen agua, es decir el únicoelemento que no posee poder calórico; el valor calórico del pan es deaproximadamente 250 calorías por cada 100 g, mientras que el valorenergético de los grisines es de alrededor de 400 calorías por cada 100 g (elsujeto que come 100 g de grisines con la comida es como si comiera mas de150 g de pan) Por consiguiente, los grisines engordan más que el pan debido asu mayor poder calórico.EL ARROZ NO ENGORDA:el arroz es un alimento completo, sano, nutritivo y de digestibilidad superior atodos los demás farináceos. Esta constituido fundamentalmente, y al igual quelas pastas, por hidratos de carbono, cuenta con una permanencia corta en elestómago y larga en el intestino y con un alto grado de absorción, dando lugara una rápida reaparición del apetito. Por esta razón el arroz, al contrario decuanto se cree, puede ser muy útil en las dietas engordantes, mientras que noes adecuado en las adelgazantes. Su alta digestibilidad se debe a la ausenciacasi total de celulosa, lo que hace que esté especialmente indicado en lasafecciones inflamatorias intestinales (colitis, enteritis, etc.), en la medida en querequiere poco trabajo por parte de las vías digestivas.EL QUESO FRESCO NO ENGORDA:los lacticinios como el queso blanco, el queso fresco, la crema de leche, etc. se 78
  • 79. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSconsideran poco nutritivos y sin grasa; en realidad estos lacticinios poseen unporcentaje graso de alrededor de un 20 % y su valor calórico no es en absolutobajo: 100 g de queso semigraso proporcionan 340 calorías; 100 g de quesomagro 334 calorías y 100 g de crema de leche 269 calorías. Estos datos no sonreconfortantes si se tiene en cuenta que una porción normal de quesosemigraso de unos 200 g tiene un valor de unas 600 calorías, superior al de unplato de tallarines a la boloñesa (590 calorías), al de un filete de buey de 200 g(586 calorías), al de una porción de tarta de fruta (535 calorías), al de un platode pasta con mantequilla (509 calorías) o al de un plato de espaguetis contomate (463 calorías).Hay personas que por la noche comen queso fresco para adelgazar,acompañado de una rebanada de pan, y luego se comen una abundanteensalada mixta bien condimentada con aceite, todo ello regado con un buenvino, tras lo cual se levantan de la mesa seguros de haber comido muy poco ylistos para compensar al día siguiente, al menor signo de cansancio, el "ayunonocturno" con cafés con leche y brioches. El cálculo de las calorías de tan"frugal comida" pone de manifiesto que, cutre queso, pan y aceite, se produceuna ingestión de unas 1.000 calorías, lo que corresponde a una racional dietaengordante.LOS ALIMENTOS ESPECIALEScomo la pasta hipocalórica (al gluten), el pan y las pastas integrales, el queso"light", el yogur desnatado, etc. no engordan: se trata de alimentos realmentehípocalorícos, pero sólo en comparación con los correspondientes productosnormales presentes en el mercado, por lo que la diferencia en calorías que loscaracteriza es muy pequeña. Las pastas al gluten poseen 362 calorías, frente alas 368 calorías de la pasta normal; el pan integral tiene 240 calorías, frente alas 276 calorías del pan blanco; el queso fresco de vaca tiene 250 caloríasfrente a las 340 calorías del queso graso; el yogur de leche semidesnatadatiene 51 calorías frente a las 72 calorías del de leche entera.EL VINO, LA CERVEZA, LOS LICORES, LA COCA-COLA, LA NARANJADA,LOS JUGOS DE FRUTAetc. no engordan:muy a menudo, por el solo hecho de ser líquidas, estasbebidas no son ni tan siquiera tenidas en cuenta como posibles fuentes decalorías. En realidad, sólo el agua no tiene calorías, mientras que cualquier otrabebida debe considerarse un liquido-alimentoporque tiene calorías.Si las analizamos por separado y considerando siempre 100 g, vemos que elvino blanco seco proporciona 65 calorías, el vino tinto seco 70 calorías, el vinodulce 145 calorías, el brandy 298 calorías, la cerveza 51 calorías, los licoresdulces unas 500 calorías, un jarabe de fruta 310 calorías, un zumo de fruta 310calorías, el zumo de naranja 50 calorías, el zumo de uva 63 calorías y la Coca-Cola unas 110 calorías.Resulta muy fácil, sobre todo en verano, aumentar de forma importante laingestión diaria de calorías a través del consumo de bebidas, que debensiempre tenerse en cuenta al realizar el recuento calórico. 79
  • 80. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSLA SACARINA Y OTROS EDULCORANTES SINTÉTICOS NO ENGORDAN:un comprimido de sacarina sustituye a una cucharadita de azúcar, con un valorde 20 calorías, Si se usan 5 comprimidos al día, se ahorran al final del díaapenas evitar 100 calorías. El uso de la sacarina puede considerarse válidodurante una dieta hipocalórica cuando el ahorro de unas cuantas caloríaspuede favorecer la ingestión de alimentos mucho más nobles que el azúcar,siendo en. cambio ridículo su uso habitual cuando otras fuentes de calorías,mucho más ricas, no son ni tan siquiera tenidas en cuentaLa dietética es ciencia matemática aplicada a la medicina y por consiguientehay que aproximación, so pena de fracasar en el programa dietética El cálculodietético de las calorías es muy exacto expresa en gramos, por lo que no esposible valorar a ojo la cantidad de alimentos permitidos; es necesario pesartodos los ingredientes usando una balanza que pueda estimar variaciones de almenos 10 g .Generalmente no se da ninguna importancia a las transgresiones que sepueden cometer a lo largo del día, ya que se considera que muchos pequeñoserrores no influyen en el resultado final.Toda caloría por encima de las permitidas ha de ser tenida en cuenta, ya que lasuma de muchos pequeños errores, fruto de las tentaciones de la indulgenciahacia uno mismo y sobre todo de los premios como recompensa a larigurosidad con la que se sigue el régimen, pueden hacer que hasta la másestricta de las dietas hipocalóricas se tambalee. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS • Fennema, Owen R. “Química de los alimentos” 2a. ed. 80
  • 81. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOS • Wade, L. G. “Química Orgánica” 2a. ed. • http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002469.htm#Fu nciones • http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_de_los_alimentos • http://es.geocities.com/a_h_ramirez/glucidos.doc • http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r18755.DOC INDICE 81
  • 82. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSDEDICATORIA.....................................................................................................1INTRODUCCIÓN..................................................................................................2RESUMEN............................................................................................................3CARBOHIDRATOS..............................................................................................4I.-DEFINICIÓN DE CARBOHIDRATO..................................................................................................4II.-TIPOS DE CARBOHIDRATOS..........................................................................................................4 2.1.-LOS CARBOHIDRATOS COMPLEJOS ........................................................................................5 2.2.-LOS CARBOHIDRATOS SIMPLES ...............................................................................................6III.-MONOSACÁRIDOS............................................................................................................................6 3.1.-PROPIEDADES FÍSICAS:...............................................................................................................7 3.2.-PROPIEDADES QUÍMICAS:........................................................................................................10IV.-RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES REACCIONES DE LOS MONOSACÁRIDOS:..12V.-CLASIFICACION................................................................................................................................13 5.1.-POR EL GRUPO FUNCIONAL.....................................................................................................13 5.2.-POR EL NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO EN SU CADENA MOLECULAR...............14VI.-MONOSACÁRIDOS IMPORTANTES............................................................................................14VII.-MONOSACÁRIDOS DERIVADOS................................................................................................16VIII.-QUÍMICA DE LA CARAMELIZACIÓN.......................................................198.1.-REACCIONES DE CARAMELIZACIÓN......................................................................................198.2.-FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CARAMELIZACIÓN.....................................................21IX.- REACCIÓN DE MAILLARD .......................................................................21X.-CONTROL DE LA REACCIÓN DE OSCURECIMIENTO ............................32XI.-EFECTOS DAÑINOS DEL OSCURECIMIENTO ........................................34XII.-OLIGOSACÁRIDOS....................................................................................3512.1.-FUNCIONES DE LOS OLIGOSÁCARIDOS EN DISOLUCIÓN..............................................37 ALIMENTOS PROCESADOS ..............................................................................................................38XIII.-POLISACÁRIDOS......................................................................................3813.1.-CLASIFICACIÓN DE LOS POLISACÁRIDOS..........................................................................40 SEGÚN LA COMPOSICIÓN ................................................................................................................41XIV.-AGAR..........................................................................................................41 ESTRUCTURA ......................................................................................................................................42 82
  • 83. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSXV.-CARRAGENATOS.......................................................................................43XVI.-GOMA ARÁBIGA.......................................................................................44XVII.-TRAGACANTO.........................................................................................46 Goma tragacanto.....................................................................................................................................46XVIII.-PECTINAS................................................................................................47 GELES DE PECTINA DE ALTO METOXILO.....................................................................................48 GELES DE PECTINA DE BAJO METOXILO.....................................................................................49 PECTINAS AMIDADAS.......................................................................................................................49 LAS PECTINAS COMO ESTABILIZANTES .....................................................................................50XIX.-ALMIDON...................................................................................................5019.1.-FORMA DE LOS GRANOS DE ALMIDÓN ................................................................................5119.2.-GELATINIZACIÓN.........................................................................................................................5219.3.-RETROGRADACIÓN ....................................................................................................................5219.4.-GELIFICACIÓN..............................................................................................................................5319.5.-ALMIDÓN Y ARQUEOLOGÍA ....................................................................................................5319.6.-ALMIDÓN Y EVOLUCIÓN HUMANA........................................................................................54XX.-CELULOSA.................................................................................................5520.1.-Estructura de la celulosa..................................................................................................................5520.2.-Función de la celulosa.......................................................................................................................5520.3.-Historia y aplicaciones .....................................................................................................................56XXI.-DEXTRANOS.............................................................................................56XXII.-AGUA........................................................................................................5622.1.-FUENTE DE AGUA.........................................................................................................................5722.2.-REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES....................................................................................5722.3.-CONTENIDO DE AGUA EN LOS ALIMENTOS........................................................................58XXIII.-CALORIAS...............................................................................................59XXIV.-PROTEINAS.............................................................................................60XXV.-HIDRATOS DE CARBONO.......................................................................61 83
  • 84. CARBOHIDRATOS QUIMICA DE LOS ALIMENTOSXXVI.-LIPIDOS...................................................................................................62XXVII.-VITAMINAS.............................................................................................64XXVIII.-MINERALES..........................................................................................65XXIX.-FIBRA.......................................................................................................66XXX.-REQUERIMENTOS NUTRICIONALES EN LA DIETA HUMANA...........6630.1.-REQUERIMIENTOS DE CARBOHIDRATOS............................................................................6630.2.-REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS........................................................................................6730.3.-REQUERIMIENTOS PROTEICOS..............................................................................................6730.4.-REQUERIMIENTOS LIPÍDICOS.................................................................................................6730.5.-REQUERIMIENTOS MINERALES..............................................................................................6830.6.-REQUERIMIENTOS DE VITAMINAS........................................................................................6930.7.-CARACTERISTICA DE LAS VITAMINAS HIDROSOLUBLES.............................................7030.8.-CARACTERÍSTICAS DE LAS VITAMINAS LIPOSOLUBLES..............................................71XXXI.-CONTENIDO DE NUTRIENTES EN ALIMENTOS SELECCIONADOS. 72XXXII.-CONTENIDO DE LOS ALIMENTOS......................................................77REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................80 84