Universidad de Chile Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas

1. Universidad de Chile Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Química de Alimentos Métodos aplicados para carbohidratos disponibles totales, azúcares reductores y azúcares individuales Taller “Principios básicos para asegurar la generación y compilación de datos de buena calidad en composición de alimentos. 2008 PAZ ROBERT CANALES

2. Son fuente de energía (4 Kcal).

3. Clasificación de carbohidratos Aldosas • Monosacáridos • Oligosacáridos • Polisacáridos Cetosas Reductores Disacáridos No-reductores Octasacáridos Homoglicanos: un tipo de monosacárido Heteroglicanos: dos o más tipos de monosacáridos

4. Monosacáridos-Clasificación según n° de átomos de carbono en la molécula Biosas C2; triosas C3; tetrosas C4; pentosas C5; hexosas C6; heptosas C7 D-Glucosa aldohexosa D-fructosa cetohexosa Miel, frutas D-Ribosa aldopentosa

5. Estructura cíclica -D-glucosa +19° -D-glucosa +112° D-glucosa +52,7°

6. REDUCTORES Compuestos en que el grupo aldehídico o cetónico no está comprometido en el enlace NO REDUCTORES Compuestos en que el grupo aldehídico o cetónico está comprometido en el enlace OligosacáridosDisacáridos

8. Polisacáridos • Grandes moléculas formadas por condensación de unidades de monosacáridos. • INSOLUBLES: Forman la estructura sosten de algunas plantas y animales. • SOLUBLES: Constituyen una reserva de azúcares sencillos, son liberados a medida que se necesitan por acción enzimática. Celulosa, almidón, sustancias pécticas

9. Forman las reservas nutricionales de las plantas Se encuentran en forma de gránulos y varía de un vegetal a otro. Se puede identificar su origen por observación microscópica Polisacáridos- Almidón

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

11. Azúcares Simples son azucares de rápida absorción y son energía rápida. Se encuentran en azúcar, miel, mermeladas, jaleas, golosinas, leche, hortalizas y frutas etc. Azúcares Complejos ó polisacáridos Son de absorción más lenta, y actúan mas como energía de reserva por la anterior razón. Se encuentra en cereales, legumbres, harinas, pan, pastas. Hidratos de Carbono Monosacáridos: glucosa, fructosa Disacáridos: sacarosa, lactosa, maltosa Digeribles No Digeribles

12. Hidratos de carbono • HC disponibles: Se designan así aquellos que son metabolizados en el organismo, digeridos y absorbidos. • HC no disponible: Son aquellos que no son hidrolizados por las enzimas endógenas del aparato digestivo humano.

13. Etiquetado • "Alto en hidratos de carbono disponibles". Alimentos que tienen por porción de consumo habitual un 30%, o más, de la dosis diaria de referencia de carbohidratos disponibles   • "Buena fuente de hidratos de carbono disponibles". Alimentos que tienen por porción de consumo habitual entre un 20% y un 29% de la dosis diaria de referencia de carbohidratos disponibles. DDR = 350 g de carbohidratos disponibles/día.

14. Métodos de Análisis de carbohidratos • Método por cálculo • Método Químico • Métodos ópticos • Métodos Cromatográficos cromatografía plana cromatografía de gases cromatografía líquida HPLC

15. Método por cálculo • ENN = H de C totales = 100 - %H - %P - %L - %C • H de C disponibles = H de C totales - Fibra dietética

16. Métodos Químicos NaOH/ 0,05N D-glucosa 1,2-enediol Enediol, sal Reductores fuertes

17. Azúcares Totales = Directamente + no reductores reductores Se obtienen por hidrólisis Se obtienen por diferencia Se obtienen directamente

18. Preparación de la muestra Tratamiento con agentes clarificantes. Los metales pesados precipitan sustancias coloidales y estos mismos precipitados arrastran otras sustancias en suspensión que son interferentes • Tipos: • Sales de plomo (acetato básico de plomo) • Crema de alúmina (hidróxido de aluminio) • Solución de Carrez (ferrocianuro de K y ZnSO4) • Carbón activado pp ác. orgánicos alto contenido de fructosa vitaminas

19. Método de Fehling: Método gravimétrico de Munson y Walker • Fehling A: sulfato de cobre • Fehling B: tartrato de Na y K en medio alcalino AZUCAR (álcalis) ENEDIOL (especie reductora) El tartrato compleja el Cu+2, el cual es reducido por el enediol a Cu+1, que en presencia de OH- forma CuOH y por calentamiento Precipita el Cu2O, que se determina gravimétricamente Cu2O + 2RCOOH + 2Na2SO4 + H2O R-CHO + CuSO4 + NaOH Proporcional al contenido de CHO presente

20. Azúcares directamente reductores 25 ml fehling A 25 ml fehling B 50 ml agua 25-50 ml filtrado con los azúcares AOAC, 906.03 Calentar sobre rejilla, ebullición comienza a los 4 min. de calentamiento + 2min. Filtrar por succión la solución caliente Lavar pp secar X 0,95= sacarosa X 0,9= almidón Cu2O Glucosa Tabla Desventaja del método Está basado en reacciones no estequiométricas

21. HNO3 EDTA Cu2O Cu(NO3)2 Cat Cu2O Método volumétrico de Bertrand Fe2(SO4)3 Cu2O Fe+2 Tablas Titular con KmnO4 Método complexométrico Método iodométrico KI (30%) HNO3 Cu2O Cu(NO3)2 I2 ½ acético Titular con Na2S2O3

22. Ferricianuro de potasio Azúcar + 2K3Fe(CN)6 + KI K4Fe(CN)6 + I2 Reductores Titular con Na2S2O3 Tabla AOAC Official Method 939.03 Sugars (reducing and nonreducing) in flour Titrimetric method Cereal foods 22

23. Carbohidratos totales Hidrólisis ácida Hidrolizar para obtener monosacáridos reductores harina 200 ml agua 14 ml HCl 2 1/2 hrs. Reflujo Enfriar Crema de alúmina Alcalinizar débilmente con NaOH Aforar 500 ml Determinación de Munson y Walker AOAC, 920.44 starch

24. Carbohidratos totales Método de AntronaMétodo colorimétrico Muestra (~1 g) 10 mL de agua 15 ml ác. Perclórico 52% 12 h Llevar a 100 mL Filtrar Curva de calibración con glucosa Aforo 250 ml Alícuota de 10 mL Aforo 100 mL Alícuota de 1mL Rx Antrona en medio ácido =630 nm

25. Método ópticoDeterminación por polarimetría. • Método AOAC 29.026 • Sacarímetro, calibrado para leer directamente la sacarosa • Sol normal sacarosa = 26g/100 ml = 100º a 20ºC

26. Método enzimático AOAC 979.10 Almidón en cereales Muestra (0,5g) Moler, secar 25 mL agua, pH 5,7 Hervir 3 min, autoclave 1 h 135ºC Enfriar, mantener 55ºC Buffer acetato 5 mL glucoamilasa (10 mg/mL) 2h Filtrar, aforo 250 mL D-glucosa (20-60 ug) 2 mL enzima-buffer-cromogeno Glucosa oxidasa, peroxidasa, o-di-anisidina.2HCl

27. Determinación por HPLC. Tónica Seven up fructosa sacarosa glucosa

30. MALTOSA

31. LACTOSA Leche humana 5-8%, Leche de vaca 4-6%

32. SACAROSA Caña de azúcar Betarraga o remolacha

33. Mejor gelificante

34. Reacción con alcoholes + Hemiacetal Azúcar Disacárido No azúcar Aglicona Unión glucosídica es muy susceptible a hidrólisis

35. Oxidación del grupo carbonilo Oxidación Aldosas Ácidos aldónicos Ácido glucónico Glucosa Oxidación de la glucosa es importante en biotecnología Industria bebidas sin alcohol, se desea eliminar el oxígeno disuelto Evitar reacciones de pardeamiento de maillard se desea eliminar C=O glucosa oxidasa/FAD Glucosa H2O2 -H + O2

36. Reacciones de reducción Carbonilos pueden ser reducidos a alcoholes Pentitoles Ribitol Hexitoles Sorbitol Manitol Galactitol Sorbitol: sustituto del azúcar en alimentos para diabéticos Ésteres de ácidos grasos de sorbitol: agentes emulsificantes hidrogenación Glucosa Sorbitol alta presión / Ni

37. Reacción con ácidos (HCl > 2N) H+ + 3 H2O  -H2O Furfural Pentosa Hexosa (D-glucosa) Hidroximetilfurfural Café oscuro

38. Hidrólisis de sacarosa • Inversión :Por acción de medio ácido o por acción enzimática • C12H22O11 + HCl C6H12O6 + C6H12 O6 glucosa fructosa Azúcar invertido Miel: azúcar invertido

39. Poder edulcorante Azúcar invertido - Mayor dulzor que la sacarosa - Evita cristalización

40. Cadenas lineales de glucosa (1-4) PM 400.000 Es el mas abundante de los polisacáridos de sostén Constituye mas de la mitad del material de las paredes celulares en la madera y otros productos vegetales Polisacáridos- Celulosa Nitrocelulosa: explosivos adhesivos revestimientos Acetatos de celulosa películas transparentes, materiales de empaque Metilación y carboximetilación agentes espesantes Celulosa microcristalina: ingrediente no calórico en Alimentos dietéticos

41. Sustancias Pécticas • Polisacáridos estructurales, responsable de la coherencia de los tejidos. • Verduras • Jugos • Polímeros de ácido poligalacturónicos parcialmente esterificados. • Se clasifican de acuerdo a su porcentaje de metoxilación. 1% Proporciona apariencia turbia

42. Agentes clarificantes • Condiciones  Remover las sustancias interferentes, sin absorber ni modificar los azúcares  El precipitado debe ser pequeño y el procedimiento de precipitación relativamente simple.