Carbohídratos

Los Hidratos de Carbono, también llamados Carbohidratos, son un grupo importantísimo de Compuestos Orgánicos, no sólo desde el punto de vista Biológico, sino muchos de ellos en el campo industrial. Están formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, estos dos últimos elementos en la proporción en que se encuentran en el agua y de lo que recibieron el nombre, pues Hidrato de Carbono quiere decir una Forma Hidratada del Carbono.

Pero como dichos dos elementos no se encuentran combinados en forma de agua, el nombre de Hidratos de Carbono induce a error; además, algunas substancias en que aquellos dos elementos se encuentran en dicha relación no son Hidratos de Carbono (por ejemplo, el Ácido Acético CH₃COOH, que de forma condensada se expresa C₂H₄O₂) y en cambio ciertas substancias que no contienen las proporciones correctas de Hidrógeno y Oxígeno son Hidratos de Carbono (por ejemplo, la Ramnosa, C₆H₁₂O₅).

Por este motivo, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) propuso el término Glúcidos para designar a los Hidratos de Carbono y a los Glucósidos (derivados de la Glucosa).

Desde el punto de vista funcional, los Hidratos de Carbono son Polialcoholes con un grupo Aldehído (Aldosas) o un grupo Cetona (Cetosas), o compuestos que dan por Hidrólisis estos Polihidroxialdehidos y Polihidroxicetonas.

Clasificación de los Carbohidratos

Se expone una clasificación general de los Carbohidratos, para después citar a detalle una por una.

Carbohidratos Monosacáridos

También llamados Azúcares sencillos. No se Hidrolizan.

1.- Diosas (Aldehído Glicólico)

2.- Triosas (Aldehido Glicérico o Glicerosa, Dihidroxiacetona)

3.- Tetrosas (Treosa, Eritrosa)

4.- Pentosas (Arabinosa, Xilosa, Ribosa)

5.- Hexosas (Aldosas: Glucosa, Galactosa, Manosa)(Cetosas: Fructosa)

Carbohidratos Disacáridos

(Ejemplo de Fórmula: C₁₂H₂₂O₁₁) Dan por hidrólisis dos moléculas de monosacáridos.

1.- Reducen el licor de Fehling (Maltosa, Celobiosa, Lactosa, Melibiosa)

2.- No reducen el licor de Fehling (Sacarosa)

Carbohidratos Trisacáridos

(Ejemplo de Fórmula: C₁₈H₃₂O₁₆) Dan por hidrólisis tres moléculas de Monosacáridos (Rafinosa).

Carbohidratos Polisacáridos

Dan por Hidrólisis cuatro o más moléculas de Monosacáridos.

1.- Pentosanas [Fórmula General: (C₅H₈O₄)x*H₂O] (Arabana, Xilana)

2.- Hexosanas [Fórmula General: (C₆H₁₀O₅)x*H₂O]

2.1.- Glucosanas (Almidón, Dextrina, Glicógeno, Celulosa)

2.2.- Fructosanas (Inulina)

2.3.- Manosanas (Marfil vegetal)

3.- Polisacáridos Mixtos (Gomas, Mucilagos, Hemicelulosas y Celulosas compuestas)

Carbohidratos Monosacáridos

Diosas

El único término representativo es el Aldehído Glicólico (CHO-CH₂OH), primer producto de la oxidación del Etilenglicol, y que puede obtenerse tratando el Bromoacetaldehido con agua de Barita. Es un sólido insoluble en Agua que se descompone al fundirlo.

Triosas

Por oxidación de la Glicerina se obtienen el Aldehído Glicérico (CHO-CHOH-CH₂OH), que se conoce como Glicerosa, una Aldosa y la Dihidroxiacetona, (CH₂OH-CO-CH₂OH), una Cetosa. Son compuestos sólidos, solubles en Agua y que en presencia de los álcalis se transforman uno en otro.

Tetrosas

Tienen solamente un interés teórico. Las Aldosas Tetrosas son la Treosa, que por oxidación forma Ácido Tartárico, y la Eritrosa, cuyas dos variedades originan por oxidación Ácido Mesotartárico.

Pentosas

Solamente se encuentran en la Naturaleza la d-Arabinosa (en ciertos glucósidos), la l-arabinosa en la goma arábiga, la d-xilosa en la madera y paja y la d-ribosa en algunos ácidos nucleicos, pero más generalmente en forma de Polisacáridos denominados Pentosanas, muy abundantes en el reino vegetal, y de cuya hidrólisis se obtienen las pentosas. Las Pentosas no fermentan con la levadura (al contrario de las hexosas).

Hexosas

Las Hexosas y sus productos de condensación son los Hidratos de Carbono más importantes. De los 24 isómeros ópticamente activos existentes (16 Aldohexosas y 8 Cetohexosas), únicamente tienen interés las dextrovariedades dextrógiras de la Glucosa, Manosa y Galactosa, y la d-fructosa, una cetosa.

La d-Glucosa, que se denomina también Dextrosa (por ser dextrógira) y azúcar de uva (por encontrarse en ésta, en concentración elevada) es el azúcar más ampliamente distribuido, pues se encuentra en muchísimas plantas y en la sangre de los animales.

La sangre humana contiene cerca de 1 gramo por litro y su concentración aumenta en la diabetes; cuando su concentración es superior a 1.6 gramos por litros pasa a la orina y su presencia en ella es una prueba de esta enfermedad.

Un derivado interesante de la d-glucosa es la Glucosamina, un constituyente de las glicoproteínas (mucina de la saliva y quitina del caparazón del cangrejo de mar y otros crustáceos e insectos). La Glucosamina es una Aminoazúcar; el grupo Oxhidrilo en el segundo carbono de la d-glucosa está reemplazado por un grupo Amina. Sus propiedades son parecidas a las de la glucosa.

La d-galactosa se encuentra en la lactosa, un disacárido que se halla en la leche y que se hidroliza dando d-glucosa y d-galactosa. Se encuentra también en Polisacáridos complejos (pectinas, gomas, mucilagos, agar-agar) y en glicolipidos, en el cerebro y tejido nervioso.

La d-fructosa es, con la glucosa, el monosacárido más importante. Es una Cetosa, se encuentra en muchos frutos a los que comunica su sabor dulce y es un componente de la miel, de la sacarosa y de la inulina. La d-fructosa tiene el mismo valor alimenticio que la glucosa, pues es transformada en ésta en el hígado. Una fructosa inactiva se obtiene por polimerización del Formaldehido mediante el Hidróxido Cálcico Ca(OH)₂.

Carbohidratos Disacáridos

Los Disacáridos, de fórmula general C₁₂H₂₂O₁₁, son hidratos de carbono formados por dos moléculas de monosacáridos unidas mediante un puente de oxígeno. Uno de los dos grupos OH determinantes del enlace, con eliminación de agua, pertenece al grupo carbonilo potencial de una de las moléculas de monosacárido.

Los disacáridos más importantes son la Maltosa, la Lactosa y la Sacarosa.

La Maltosa o Azúcar de Malta, se encuentra en el grano germinado de la cebada, en el que se forma por acción del enzima Diastasa sobre el Almidón.

La Lactosa o Azúcar de leche, está constituida por una molécula de Glucosa y una de Galactosa. La lactosa es un azúcar que se fermenta más difícilmente que los otros azúcares, por lo que constituye un componente ideal de la leche.

La Sacarosa, azúcar de caña o simplemente azúcar, se desdobla en Glucosa y Fructosa. La mezcla originada se conoce como azúcar invertido, por girar el plano de polarización de la luz a la izquierda. La miel es azúcar invertido natural. La sacarosa se encuentra principalmente en la caña de azúcar (18% a 20%) y en la Remolacha (12% a 15%). El zumo de caña se extrae desmenuzándola y prensándola repetidamente; el de la remolacha cortando en rodajas el material y lixiviando con la mínima cantidad de agua.

Carbohidratos Trisacáridos

El único algo importante es la Rafinosa C₁₈H₃₂O₁₆, que se encuentra en la semilla de algodón y en la remolacha. Los Disacáridos y Trisacáridos se conocen también como Oligosacáridos, del griego “oligos” (poco), en oposición a los polisacáridos, del griego “polus” (mucho).

Carbohidratos Polisacáridos

Los Polisacáridos son Hidratos de Carbono complejos de Alto Peso Molecular, formados por muchas moléculas de monosacáridos por pérdida de las moléculas de agua correspondientes, según el principio indicado para los disacáridos. No tienen sabor dulce. Se dividen así los Polisacáridos en Pentosanas, Hexosanas y Polisacáridos Mixtos.

Las Pentosanas tienen una estructura común: (C₅H₈O₄)x*H₂O. Son polisacáridos que por Hidrólisis dan únicamente Pentosas. Tiene cierto interés la Arabana que se encuentra en la Goma Arábiga y en la goma del cerezo, en los mucilagos y en los jugos de muchos frutos; por hidrólisis da únicamente l-arabinosa. La Xilana se encuentra en la madera, paja, salvados y en la cáscara de diversas semillas; por hidrólisis da d-xilosa.

Las Hexosanas, con estructura común: (C₆H₁₀O₅)x*H₂O. Son polisacáridos que por hidrólisis originan únicamente hexosas. Cuando forman únicamente Glucosa, se llaman Glucosanas, como el Almidón, la Dextrina, el Glicógeno y la Celulosa Normal.

30 ejemplos de Carbohidratos

1. Aldehído Glicólico
2. Aldehido Glicérico
3. Dihidroxiacetona
4. Treosa
5. Eritrosa
6. Arabinosa
7. Xilosa
8. Ribosa
9. Glucosa
10. Galactosa
11. Manosa
12. Fructosa
13. Maltosa
14. Celobiosa
15. Lactosa
16. Melibiosa
17. Sacarosa
18. Rafinosa
19. Arabana
20. Xilana
21. Almidón
22. Dextrina
23. Glicógeno
24. Celulosa
25. Inulina
26. Marfil vegetal
27. Gomas
28. Mucilago
29. Hemicelulosas
30. Celulosas compuestas