Carbohidratos

 

 CARBOHIDRATOS

 

Los carbohidratos son uno de los principales nutrientes en nuestra alimentación.(también llamados “hidratos de carbono”)  Estos ayudan a proporcionar energía al cuerpo. Se pueden encontrar tres principales tipos de carbohidratos en los alimentos: azúcares, almidones y fibra.

 

 Funciones

El cuerpo necesita las tres formas de carbohidratos para funcionar correctamente.

El cuerpo descompone los azúcares y los almidones en glucosa (azúcar en la sangre) para utilizarlos como energía.

La fibra es la parte del alimento que el cuerpo no descompone. La fibra ayuda a hacerlo sentir lleno y puede ayudarle a mantener un peso saludable.

Existen dos tipos de fibra. La fibra insoluble agrega volumen a las heces para que pueda tener deposiciones regulares. La fibra soluble ayuda a reducir los niveles de colesterol y puede ayudar a mejorar el control del azúcar en la sangre.

Fuentes alimenicias

 

Muchos tipos distintos de alimentos contienen uno o más tipos de carbohidratos.

AZÚCARES

Los azúcares se presentan de manera natural en estos alimentos ricos en nutrientes:

 

• Frutas
• Leche y productos lácteos

Algunos alimentos contienen azúcares añadidos. Muchos alimentos empacados y refinados contienen azúcares añadidos. Estos incluyen:

• Golosinas
• Galletas, pasteles y productos de panadería
• Bebidas carbonatadas regulares (no dietéticas), como las bebidas gaseosas
• Jarabes espesos, como los que se añaden a la fruta enlatados

Los alimentos refinados con azúcares añadidos proporcionan calorías, pero no tienen vitaminas, minerales y fibra. Debido a que les faltan nutrientes, estos alimentos proporcionan "calorías vacías" y pueden llevar al aumento de peso. Es preferible consumir alimentos sin azúcares añadidos.

ALMIDONES

Los siguientes alimentos ricos en nutrientes tienen un contenido alto de almidones. Muchos tienen también un contenido alto de fibra:

• Frijoles enlatados y secos, como alubias, frijoles negros, frijoles pintos, frijol de carete, guisantes y garbanzos
• Verduras ricas en almidón, como papas, maíz, frijoles verdes y chirivía
• Granos integrales como el arroz integral, la avena, la cebada y la quinua

Los granos refinados, como los que se encuentran en los productos de panadería, el pan blanco, las galletas saladas y el arroz blanco también contienen almidones. Sin embargo, carecen de vitamina B y otros nutrientes importantes a menos que estén marcados como "fortalecidos". Los alimentos preparados con harina refinada o "blanca" también contienen menos fibra y proteína que los productos preparados con granos integrales y no ayudan a que se sienta satisfecho.

FIBRA

Los alimentos con contenido alto de fibra incluyen:

• Granos integrales, como el trigo entero y el arroz integral, así como panes, cereales y galletas saladas preparadas a base de granos integrales
• Frijoles y legumbres, como los frijoles negros, las alubias y los garbanzos
• Verduras como el brócoli, las coles de Bruselas, el maíz y las papas con cáscara
• Frutas como las frambuesas, las peras, las manzanas y los higos
• Nueces y semillas

La mayoría de los alimentos procesados y refinados tienen un contenido bajo de fibra, sin importar si están fortalecidos o no.  

 

 

CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS ALIMENTICIOS y ejemplos correspondientes

CLASE	EJEMPLOS
Monosacáridos	Glucosa, fructosa, galactosa
Disacáridos	Sacarosa, lactosa, maltosa
Polioles	Isomaltol, maltitol, sorbitol, xilitol, eritritol
Oligosacáridos	Fructooligosacáridos, maltooligosacáridos
Polisacáridos tipo almidón	Amilosa, amilopectina, maltodextrinas
Polisacáridos no semejantes al almidón (fibra alimenticia)	Celulosa, pectinas, hemicelulosas, gomas, inulina

 

Las estructuras de los sacáridos se distinguen principalmente por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH). Esta pequeña diferencia estructural tiene un gran efecto en las propiedades bioquímicas, las características organolepticas (e.g., sabor), y en las propiedades físicas como el punto de fusión y la rotación específica de la luz polarizada. Un monosacárido de forma lineal que tiene un grupo carbonilo (C=O) en el carbono final formando un aldehído (-CHO) se clasifica como una aldosa. Cuando el grupo carbonilo está en un átomo interior formando una cetona, el monosacárido se clasifica como una cetosa.

Tetrosas

D-Eritrosa	D-Treosa

 

 

 

Pentosas

D-Ribosa

D-Arabinosa

D-Xilosa

D-Lixosa

 

 

 

 Estructuras que tienen configuraciones opuestas solamente en un grupo hidroxilo, como la glucosa y la manosa, se llaman epímeros. La glucosa, también llamada dextrosa, es el azúcar más predominante en las plantas y los animales, y es el azúcar presente en la sangre. La forma lineal de la glucosa es un aldehído polihídrico. En otras palabras, es una cadena de carbonos con varios grupos hidroxilos y un grupo aldehído. La fructosa, también llamada levulosa, está ilustrada aquí en forma lineal y anular. La relación entre estas formas se discute más tarde. La fructosa y la glucosa son los principales hidratos de carbono en la miel.

D-Tagatosa (una cetosa)

D-Fructosa

Fructosa

Galactosa

Manosa

 

Heptosas

La sedoheptulosa tiene la misma estructura que la fructosa, pero con un carbono adicional. La sedoheptulosa se encuentra en las zanahorias. La manoheptulosa es un cetoazúcar de 7 carbonos que posee la configuración de la manosa y se encuentra en los aguacates.

D-Sedoheptulosa		D-Manoheptulosa

Formas lineales y anulares

Los monosacáridos pueden existir en formas lineales y formas anulares, como se ha ilustrado anteriormente. La forma anular es más favorecida en soluciones acuosas, y el mecanismo de la formación de las formas cíclicas es semejante en todos los azúcares simples. La forma anular de la glucosa se crea cuando el oxígeno del carbono numero 5 se enlaza con el carbono que forma el grupo carbonilo (el carbono numero 1) y transfiere su hidrógeno al oxígeno del carbonilo para crear un grupo hidroxilo. Estos intercambios producen alfa-glucosa cuando el grupo hidroxilo resulta en el lado opuesto al grupo -CH₂OH, o beta-glucosa cuando el grupo hidroxilo resulta en el mismo lado que el grupo -CH₂OH. Isómeros como estos, que se diferencian solamente en la configuración del carbono del grupo carbonilo, se llaman anómeros. La letra D en el nombre se derivó originalmente de la propiedad de las soluciones de glucosa natural que desvían el plano de la luz polarizada a la derecha (dextrorotatoria), aunque ahora la letra denota una configuración específica. Monosacáridos que tienen formas cíclicas pentagonales, como la ribosa, se llaman furanosas. Azúcares con formas cíclicas hexagonales, como la glucosa, se llaman piranosas.

D-Glucosa (una aldosa)

Ciclación de la glucosa

α-D-Glucosa

β-D-Glucosa

Estructuras que tienen configuraciones opuestas solamente en un grupo hidroxilo, como la glucosa y la manosa, se llaman epímeros. La glucosa, también llamada dextrosa, es el azúcar más predominante en las plantas y los animales, y es el azúcar presente en la sangre. La forma lineal de la glucosa es un aldehído polihídrico. En otras palabras, es una cadena de carbonos con varios grupos hidroxilos y un grupo aldehído. La fructosa, también llamada levulosa, está ilustrada aquí en forma lineal y anular. La relación entre estas formas se discute más tarde. La fructosa y la glucosa son los principales hidratos de carbono en la miel.

D-Tagatosa (una cetosa)

D-Fructosa

Fructosa

Galactosa

Manosa

Heptosas

La sedoheptulosa tiene la misma estructura que la fructosa, pero con un carbono adicional. La sedoheptulosa se encuentra en las zanahorias. La manoheptulosa es un cetoazúcar de 7 carbonos que posee la configuración de la manosa y se encuentra en los aguacates.

D-Sedoheptulosa		D-Manoheptulosa

 

Estereoquímica

Sacáridos con grupos funcionales idénticos pero con configuraciones espaciales diferentes tienen propiedades químicas y biológicas distintas. La estereoquímica es el estudio de la organización de los átomos en un espacio tridimensional. Se les llama estereoisómeros a los compuestos con enlaces químicos idénticos que se distinguen por tener los átomos en una configuración espacial diferente. Compuestos especulares no superponibles, comparables a un zapato derecho y uno izquierdo, se llaman enantiómeros. Las estructuras siguientes ilustran la diferencia entre la β-D-Glucosa y la β-L-Glucosa. Moléculas idénticas pueden hacerse corresponder rotándolas, pero los enantiómeros, que corresponden a imágenes reflejadas en un espejo, no pueden ser superpuestas. La glucosa es ilustrada frecuentemente en "forma de silla" que es la conformación predominante en disolución acuosa. La conformación de "bote" de la glucosa es inestable.

β-D-Glucosa

β-D-Glucosa

β-L-Glucosa

β-L-Glucosa

β-D-Glucosa (forma de silla)

β-D-Glucosa (forma de bote)

 

 

Monosacáridos simples

Los monosacáridos simples son aldehídos o cetonas polihidroxilados (Figura de la derecha). Los monosacáridos con función aldehído se llaman aldosas (a la izquierda en la figura) y los monosacáridos con función cetona se llaman cetosas (a la derecha en la figura).

Según la longitud de la cadena carbonada se distingue entre aldo- y cetotriosas, aldo- y cetotetrosas, aldo- y cetopentosas, aldo- y ceto hexosas, etc.

Con la excepción de la dihidroxiacetona, en todos los monosacáridos simples hay uno o varios carbonos asimétricos. En el caso más sencillo, el del gliceraldehído, hay un centro de asimetría, lo que origina dos conformaciones posibles: los isómeros D y L.

 

 

 

Los monosacáridos se clasifican en base a dos criterios:

• Grupo funcional
• Número de átomos de carbono

En base al grupo funcional los monosacáridos se clasifican en dos grupos:

• Aldosas: Contienen en su estructura un grupo formilo (grupo de aldehídos).
• Cetosas: Contienen en su estructura un grupo oxo (grupo de cetonas.

Los disacáridos son carbohidratos formados por dos azúcares simples.

La sucrosa (o sacarosa), es el azúcar común refinado de la caña de azúcar y la remolacha azucarera. La sucrosa es el carbohidrato principal del azúcar moreno, del azúcar tamizado, y de la melaza. La lactosa está formada por una molécula de glucosa y otra de galactosa. La intolerancia de lactosa es causada por una deficiencia de enzimas (lactasas) que desdoblan la molécula de lactosa en dos monosacáridos. La inhabilidad de digerir la lactosa resulta en la fermentación de este glúcido por bacterias intestinales que producen ácido láctico y gases que causan flatulencia, meteorismo, cólico abdominal, y diarrea. El yogur no causa estos problemas porque los microorganismos que transforman la leche en yogur consumen la lactosa.

Sucrosa

 

Descripción y componentes de los disacáridos

Disacárido	Descripción	Componentes
sucrosa	azúcar común	glucosa 1α→2 fructosa
maltosa	producto de la hidrólisis del almidón	glucosa 1α→4 glucosa
trehalosa	se encuentra en los hongos	glucosa 1α→1 glucosa
lactosa	el azúcar principal de la leche	galactosa 1β→4 glucosa
melibiosa	se encuentra en plantas leguminosas	galactosa 1α→6 glucosa

 

 

Lactosa

Maltosa