Bromatología y Nutrición Bioquímica HIDRATOS DE CARBONO Bromatología y Nutrición Bioquímica

LOS HIDRATOS DE CARBONO EN LOS ALIMENTOS IMPORTANCIA : -Principal fuente de calorías aprovechables -Necesidad de H. de C. no aprovechables -Reducen gasto de proteínas -Proporcionan energía a bajo costo -Alimentos más apetecibles y de sabor agradable -El más importante almacenamiento de energía utilizable a partir de la solar.

LOS HIDRATOS DE CARBONO EN LOS ALIMENTOS ORIGEN VEGETAL (el más importante) ANIMAL (lactosa - glucógeno) Organismo humano: 400g de H.de C. (glucógeno)

LOS HIDRATOS DE CARBONO EN LOS ALIMENTOS CEREALES : Ricos en almidón, pobres en azúcares. FRUTAS :Ricas en azúcares libres, pobres en almidón.(porc. comestibles, referido a residuo seco, 80 - 90 % de H. de C.) LEGUMINOSAS: Posición intermedia respecto al almidón. Ricas en H. de Carbono no aprovechables.

HIDRATOS DE CARBONO OBTENCIÓN INDUSTRIAL DE SACAROSA Con el nombre de Azúcar se denomina a la sacarosa natural. Se la extrae de vegetales como: Caña de azúcar (Saccharum officinarum spp) Remolacha azucarera (Beta vulgaris) Sorgo azucarero (Sorghum saccharatum) Arce de Canadá (Hacer saccharinum)

ELABORACION DE SACAROSA (a partir de caña azucarera) cosecha ( machete o a máquina) molido de la caña (trapiche) Bagazo guarapo clarificado del jugo (SO2 - lechada de cal) concentrado centrigugado cristalizado melaza o miel de caña

Producción de azúcar de remolacha Las raíces de la remolacha se lavan, pesan y se cortan en trozos. En tanques se extrae su azúcar por medio de agua caliente, y luego se separa la pulpa (alimentación del ganado). El jugo se trata con cal y CO2 gaseoso, para eliminar las impurezas (se emplean como fertilizantes agrícolas). El jugo que contiene del 10 al 12 % de azúcar. A continuación, se lo concentra haciéndolo pasar por una serie de cinco evaporadoras. A la salida, contiene un 55 % de azúcar. Después de filtrarlo, pasa a las cámaras de vacío, donde cristaliza en la misma forma que el azúcar de caña. Al final, se centrifuga y se separan los cristales blancos del jarabe. Secado y envasado.

La obtención de sacarosa a partir de sorgo De los tallos del sorgo granífero se obtiene un jugo con aprox. 13 % de sacarosa Arce canadiense como fuente de sacarosa Se hacen cortes en los árboles y se recogen por tubos de polietileno y se acumulan en baldes. Se deshidrata y se obtiene así la sacarosa.

SACAROSA Sacarosa de distinta pureza Refinada: 99,9% de sacarosa, 0,2% de cenizas. Sacarosa cande: 99,9% de sacarosa, cristales grandes. Sacarosa bruta o morena: no refinado. Aproximadamente 87% de sacarosa y melazas. Solubilidad incompleta.

SACAROSA GLUCOSA + FRUCTOSA - calentamiento a alta temp. o alta conc. - invertasa hidrólisis - ácidos - pH ácido de los alimentos - espontánea en zumos de fruta (almacenamiento) Características: emoliente, retiene agua, pdtos. pegajosos, mayor poder edulcorante. Azúcar invertido INVERSION: Se invierte poder rotatorio de la solución α (D) = +66,5º (Sol. de Sacarosa) - 20º (Sol. de A.I.) -Aumento del 5,6% en peso seco de la solución -Aumento de la solubilidad -Aumento de concentración (producción de jarabes)

Sacarosa: funde a 160 °C y da una masa amorfa a 163°C hay inversión y ya no es cristalizable a 170-180°C forma caramelos y produce sustancias húmicas. a 182°C se descompone con formación de acetona, ac. Fórmico y furfural Conservación: por su baja humedad es de fácil conservación. Se debe evitar la contaminación ambiental durante la manipulación y el envasado Por sus características de osmoticidad se usa como sustancia conservadora

JMAF Artículo 778ter - (Res 489, 29.12.78) "Con la denominación de Jarabe de alta fructosa, se entiende el producto obtenido por hidrólisis completa del almidón, seguida de procesos enzimáticos y de refinación. Deberá responder a las siguientes características: Líquido de baja viscosidad, cristalino, incoloro, de elevado poder edulcorante.  Peso específico, a 25°, Mín: 1,34  Viscosidad a 25°, Máx: 170 Centipoises  Sólidos totales, Mín: 71% m/m  Azúcares reductores totales en Dextrosa s/s, Mín: 94% m/m  Fructosa s/s, Mín: 42% m/m  Cenizas sulfatadas, Máx: 0,05% m/m En el rotulado de los productos que lo contengan debe consignarse: contiene Jarabe de Maíz de Alta Fructosa o contiene JMAF.

Productos de confiteria CARAMELOS Productos de polimerización y deshidratación de hidratos de carbono solubles por calor, a presión normal ó reducida. Materias primas : Sacarosa pura, sacarosa bruta, melazas, azúcar invertido, glucosa En caramelos blandos: -Agar-agar (polímero de ác.galacturónico) sustancias -Gelatinas gelificantes -Hidrolisados de almidón -Pectinas

Miel Producto alimenticio producido por las abejas domésticas (Apis melifica). Las abejas extraen el néctar de los estambres de las flores y lo depositan el buche melario, luego mediante las glándulas salivales lo mezclan y obtienen así la miel verde. Cuando llegan a la colmena (60.000 abejas) las obreras van a la cámara de almacenamiento, cuadros de celdillas de cera donde almacenan la miel verde que tiene gran cantidad de agua. La miel madura por reducción de agua, para lo cual las obreras ventilan por agitación de sus alas y cambio de celdas. Cuando logran una humedad de aprox. 20 % cierran la celda con cera de su producción. Rendimiento promedio de 31 kg/ colmena.

Miel Recolección: Se retiran los cuadros de la colmena y se llevan establecimiento para la extracción y procesamiento. Se retira la capa de cera con cuchillo desoperculador y los cuadros son colocados en un extractor centrífugo lo que permite sacar la miel de las celdas. Se deja decantar. Se traslada a depósitos encamisados para circulaciónde agua o vapor para calentar la miel a 40-45°C para luego pasteurizar en dos etapas ( 70°C y 80°C). Luego se colocan dos tamices y un desaireador para eliminar el O2 y regular la humedad. La pasteurización está indicada para disolver cristales y evitar textura arenosa y color turbio, más que para eliminar germenes

Miel Artículo 782 - (Res 2256, 16.12.85) "Con la denominación de Miel o Miel de Abeja, se entiende el producto dulce elaborado por las abejas obreras a partir del néctar de las flores o de exudaciones de otras partes vivas de las plantas o presentes en ellas, que dichas abejas recogen, transforman y combinan con substancias específicas propias, almacenándolo en panales, donde madura hasta completar su formación.

Miel Las denominaciones empleadas para distinguir los productos comerciales, según su origen u obtención deberán responder a las siguientes definiciones: Según su origen: Miel de flores: es la miel que procede principalmente de los néctares de las flores. - monoflorales - multiflorales Miel de mielada: es la miel que procede principalmente de exudaciones de las partes vivas de las plantas o presentes en ellas. Su color varía de pardo muy claro o verdoso a pardo oscuro.

Miel Composición aproximada de la miel: Azúcar invertido 68 a 80 % Relación Fru/Glu 1:1 al 1:5 Sacarosa 0 a 8 % Dextrinas 0,04 a 8 % Acido libre (fórmico, acético, etc.) 0,04 a 0,22 % Otros (sust. nitrogenadas, cera , polen, etc.) 0,45 a 0,7 % Agua 14 a 20 % Cenizas 0,03 a 8 %

HIDRATOS DE CARBONO TÉCNICAS ANALÍTICAS

-Sustancia seca o agua refractometría extracto seco Alimento azucarado densimetría -Sustancia seca o agua refractometría extracto seco -Sales minerales incineración -Nitrógeno Kjeldahl azúcares totales polarimetría cuprometría -Azúcares cromatografía naturaleza de intercambio iónico azúcares enzimáticos isotópicos

Para una apropiada selección de métodos se debe considerar: -sensibilidad -especificidad -posibles interferencias -tiempo de análisis y preparación de muestra -complejidad Etapas previas -conocimiento del tipo de H. de C. presentes (historia previa, literatura) -extracción -purificación

DENSIDAD Se determina para controlar la genuinidad de productos generalmente líquidos (leche, vinos, aceites, etc. Ej.:densidad de leches a 15ºC = 1.028-1.035) y como índice de concentración de soluciones, siempre que se cuente con una tabla o gráfico de correlación (ej.: soluciones azucaradas o alcohólicas). Se suele informar como “densidad relativa” utilizando un liquido de referencia, que casi siempre es agua. Se debe controlar la temperatura: 15ºC, el control de la temperatura debe estar dentro del +/- 1ºC.

HIDROMETRIAS Se trabaja con cuerpos flotantes convenientemente lastrados para el rango de densidad a medir. Esta técnica se basa en el principio de Arquímedes: cuanto más se sumerge el flotador menor es la densidad del líquido. Es muy rápida pero es menos exacta que la picnometría o la balanza de Mohr- Westphal , y requiere un volumen mayor de muestra (el diámetro de la probeta que contiene la muestra debe ser por lo menos, el doble del diámetro del hidrómetro o flotador). Se trabaja a temperatura normalizada. Ejemplos:“alcoholímetros” y “lactodensímetros”

Los “sacarómetros” miden concentración de soluciones azucaradas en escalas Balling o Brix (porcentajes de sacarosa correspondientes a mediciones de densidad hechas a 15ºC o 17.5ºC respectivamente). Las concentraciones de componentes medidas con hidrómetros son sólo aproximaciones

REFRACTOMETRÍA

INDICE DE REFRACCION. Se mide para estudiar la genuinidad de ciertos alimentos (aceites, mieles) y para efectuar controles rápidos en procesos de elaboración. Por ejemplo, la hidrogenación de un aceite o la concentración de una mermelada se controlan con mediciones refractométricas puesto que hay una relación lineal entre el índice de refracción (IR) y el índice de yodo de un aceite, y entre el IR y la concentración de sólidos solubles en una mermelada. Se trabaja con refractómetros tipo Abbé a temperatura normalizada y sobre soluciones límpidas. En alimentos que presentan materia en suspensión (ej.: puré de tomate) se hace necesaria una previa centrifugación para separar la fase sólida. Si se trata de grasas se procede a fundirlas y se hace la lectura a 40ºC (con equipo termostatizado). Algunos refractómetros tienen una escala sacarométrica que expresa, aproximadamente, el porcentaje de sólidos solubles presentes en soluciones azucaradas ( la escala está calibrada con soluciones de sacarosa pura).

grados Brix (° Bx): concentración de sólidos solubles Una solución de 25 ° Bx contiene 25 g de sacarosa por 100 g de líquido. En 100 g de solución hay 25 g de sacarosa y 75 g de agua. Los grados Brix se cuantifican con un sacarímetro (que mide la densidad de líquidos) o con un refractómetro.

POLARIMETRÍA

POLARIMETRÍA Aplicación analítica Sustancias con un carbono asimétrico que pueden existir en dos formas que son imágenes especulares rotan el plano de vibración de la luz polarizada sustancias ópticamente activas La magnitud de la rotación debida a una sustancia dada depende de su concentración

POLARIMETRÍA

Leyes de la polarimetría 1- La rotación es directamente proporcional a la concentración de la solución y a la longitud del tubo analizador. a = l . c a = l . P/V 2- En las sustancias ópticamente activas sólidas la desviación es proporcional al espesor. 3- La desviación depende de la temperatura (20 ºC) 4- La desviación depende de la longitud de onda ( luz de Na ) 5- En una mezcla de sustancias ópticamente activas cada una actúa independientemente siendo la desviación igual a la suma de las desviaciones de cada una. 6- El poder rotatorio de las soluciones en algunos casos no es estable sino hasta después de cierto tiempo ( mutarrotación )

De las cuatro primeras leyes se deduce: l = 1 dm a D 20 = a . l . P/V cuando P = 1g a D 20 = a V = 1 cc. a : desviación específica -Si conocemos el poder rotatorio específico de una sustancia podemos conocer su PESO NORMAL: a = a . l . P a = m . P V m m : cte para una sustancia operando con iguales tubos y un volumen de 100 cc.

PESO NORMAL : de una sustancia es la cantidad de sustancia que disuelta en agua y llevada a 100 ml desvía lo mismo que una lámina de cuarzo de 1 mm. de espesor, es decir 21º 66 Peso normal para sacarosa: 16,269 gramos (escala francesa) Ejemplo : Lectura de una solución de Sacarosa de concentración incógnita 21º66 .........................................16,269 gr. de sacarosa Ej.: 20º .......................................x = 15,04 g de sacarosa Ejemplo : Sacarosa de pureza desconocida Se pesa 16,269 g de sacarosa incógnita y se disuelve en 100 ml 21º66 ..............................................100% sacarosa Ej.: 19º ...............................................x = 86% sacarosa

CUPROMETRÍA

CUPROMETRÍA Método: Fehling - Cause – Bonans Fundamento: funciones aldehído ó cetona libres reducen el OCu (H+ ó OH-) Reacción no estequiométrica (estandarizar rigurosamente) Reactivo de Fehling: .Tartrato doble de Na y K (con (OH)2Cu) solución azul ) . NaOH . CuSO4 . Ferrocianuro de K NaOH con CuSO4 Cu (OH)2 con compuesto reductor 2 Cu (OH)2 Cu2O + 2 H2O + O ferrocianuro de K disuelve ppdo rojizo de OCu2 mejor observación del punto final

CROMATOGRAFÍA Se utilizan para fraccionar, identificar y cuantificar componentes de los alimentos. Ejemplos de aplicación: -Sobre papel : azúcares. -En capa delgada (TLC): esteroles, aminoácidos, vitaminas. -En columna: pigmentos. -En fase gaseosa (GLC clásica o con columna capilar): aromas, composición ácidos grasos de una grasa, esteroles. -En fase liquida a alta presión (HPLC): azúcares, colorantes, aceites esenciales, antioxidantes, vitaminas, triglicéridos. La HPLC además de ser altamente sensibles resulta ideal para analizar compuestos termolábiles y de baja volatilidad.

HPLC Es un método de separación y purificación de compuestos químicos disueltos en solventes acuosos u orgánicos. El principio básico de la separación es la diferente afinidad del compuesto en estudio por la fase estacionaria, lo cual produce una diferencia en el tiempo que el compuesto en estudio tarda en atravesar la columna de separación. La fase móvil es impulsada a través de la columna a alta presión y una vez que abandona la columna pasa a través de un detector que podrá ser de Absorción UV, índice de refracción, etc. Para detectar azúcares se pueden usar columnas cuyo grupo activo sea amino o bien columnas C18.

-basados en la alta especificidad de enzimas. M É T O D O S E N Z I M Á T I C O S -basados en la alta especificidad de enzimas. -en la práctica dependen de la pureza de la enzima. -alta sensibilidad, comparable a cromatografía. Algunos ejemplos de su uso en la valoración de azúcares: Glucosa: Glucosa + H2O + O2 glucosa oxidasa ácido glucónico + H2O2 H2O2 + leuco-cromogeno peroxidasa cromógeno + H2O

M É T O D O S I S O T Ó P I C O S -Análisis del isótopo de Carbono estable Ej.: Diferencia entre azúcar de caña y de remolacha. (sacarosa con distintas vías fotosintéticas para fijar CO2 de la atmósfera) Aplicaciones: -clasificación de plantas según su fijación de CO2 -estudio de dietas -paleoantropología -adulteraciones (ej.: JMAF en jugos, miel)