Semana 26 DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS QUÍMICA 2016

DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS Disacáridos (Maltosa, lactosa y sacarosa) Definición. Estructura Formación del enlace glucosídico Estructuras de Haworth Propiedades físicas Reacción química: - Hidrólisis enzimática y Química Polisacáridos (Almidón, glucógeno, celulosa) - Hidrólisis enzimática y química Aplicación de los conceptos a la salud humana Laboratorio: Determinación e Hidrólisis química del almidón

Disacáridos Carbohidratos formados por dos unidades de monosacáridos unidos entre sí por un enlace glicosídico también llamado glucosídico. Este enlace se forma entre el –OH del carbono #1 (carbono anomérico) de una unidad y el –OH #4 ó C#2 de la otra unidad con eliminación de 1 H2O. Maltosa: α-glucosa + glucosa (enlace α-1,4) Lactosa: β-galactosa + glucosa (enlace -1,4) Sacarosa: α-glucosa + β-fructosa (enlace α-1,2)

Maltosa Se forma por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico ó glicosídico a-1,4. La Maltosa es azúcar reductor y presenta mutarrotación (porque tiene 1 carbono anomérico libre). Otro nombre, azúcar de malta. Se obtiene por la hidrólisis parcial del almidón.

Maltosa Enlace glicosídico a-1,4 y estructura cíclica de Haworth

Lactosa Se forma por una galactosa y una glucosa unidas por un enlace galactosídico ó glicosídico -1,4. La Lactosa es azúcar reductor y presenta mutarrotación (porque tiene 1 carbono anomérico libre). Se encuentra en la leche de los mamíferos.

Lactosa Enlace glicosídico -1,4 y estructura de cíclica de Haworth

Sacarosa Se forma por una -D-glucosa y una -D-fructosa unidas por el enlace glicosídico a -1,2. (ó a,b -1,2-glucosidico). La Sacarosa no es azúcar reductor y no presenta mutarrotación (porque no tienen Carbonos anoméricos libres, sino están formando el enlace). Se conoce como azúcar de mesa (de caña).

Sacarosa Enlace glicosídico a -1,2 y estructura de cíclica de Haworth

HIDROLISIS DE DISACARIDOS En el laboratorio se hidroliza con ácido (H+) y en el organismo por enzimas. DISACARIDO ENZIMA PRODUCTOS MALTOSA MALTASA GLUCOSA LACTOSA LACTASA GALACTOSA SACAROSA INVERTASA (SACARASA) GLUCOSA FRUCTOSA

RESUMEN DE LOS PRINCIPALES DISACARIDOS Disacárido Monosacari-dos componen-tes Enlace glucosidico Origen Enzima que lo hidroliza / monosacáridos que libera Azúcar reductor/ no reductor Presenta mutarrotación Sacarosa Glucosa y fructosa α- 1,2 Es hidrolizada por el ser humano Vegetal Invertasa No reductor Benedict negativo NO Lactosa Galactosa y glucosa β- 1,4 Animal especificamente mamíferos Lactasa Reductor Benedict positivo SI Maltosa Glucosa y Glucosa α- 1,4 Es hidrolizado por el ser humano Maltasa Glucosa y glucosa Benedict positivo

Polisacáridos ALMIDÓN, GLUCÓGENO y CELULOSA Son los carbohidratos más abundantes en la naturaleza (el glucógeno se encuentra únicamente en los animales y en las plantas el almidón y celulosa). Funciones principales: reserva alimenticia (el almidón en las plantas, el glucógeno en los animales) y sostén (celulosa en las plantas). No son reductores No presentan mutarrotación. (no tienen carbonos anoméricos libres porque están formando enlaces).

ALMIDÓN Polisacárido de reserva energética en las plantas (se encuentra por ej: en el trigo, papa, granos). Está formado por dos componentes ó moléculas: Es hidrolizado por la enzima AMILASA de la saliva y la MALTASA del intestino. Su hidrólisis completa produce D-glucosas. Su hidrólisis parcial produce maltosas. AMILOSA 20% SOLUBLE EN AGUA AMILOPECTINA 80% INSOLUBLE EN AGUA

Amilosa Formada por moléculas de cadenas lineales no ramificadas que contienen de 250 a 4000 unidades de α-D-glucosas. Las glucosas están unidas por enlaces  (1-4) La cadena lineal puede tener forma helicoidal en frío y recta al calentarse.

Estructura recta y lineal de la amilosa

Determinación de la estructura Helicoidal y Lineal de la Amilosa

Amilopectina Formada por moléculas de cadenas ramificadas que contienen 1000 ó más unidades de α-D-glucosas. Las glucosas están unidas por enlaces -1,4 Aproximadamente cada 25 unidades de glucosas se forma una ramificación por medio de un enlace a-1,6 glucosídico (ó glicosídico).

Estructura ramificada de la amilopectina

La hidrólisis completa del almidón forma primero Dextrinas, luego Maltosa y Glucosa. Dextrinas: son oligosacáridos de consistencia pegajosa que se utilizan como pegamentos solubles en agua.

Etapas de la hidrólisis total del almidón con Lugol en el laboratorio. ERITRODEXTRINA (ROJA) ALMIDON (AZUL) AMILODEXTRINA (AZUL) MALTOSA (AMARILLO) ACRODEXTRINA (AMARILLO) GLUCOSA (AMARILLO)

Glucógeno Polisacárido de reserva en los animales. Se almacena en el hígado, músculos y en todas las células de los mamíferos. Su estructura es semejante a la Amilopectina pero más ramificada (cada 10 a 15 glucosas) y sus ramificaciones son más cortas. Presenta enlaces a-1,4 y a-1,6 Su hidroliza produce α-D-glucosas.

Glucógeno estructuras más ramificadas

Celulosa Es el compuesto orgánico más abundante en la tierra. Está contenido en un 50% de la madera y en un 90% en el algodón. Polisacárido sólo de origen vegetal. Sus moléculas son fibrosas y le dan rigidez a las células y estructuras de los vegetales.

Estructura de la celulosa Formado por moléculas de cadenas lineales no ramificadas que contienen hasta 14,000 unidades de β-D-glucosas. Forman fibras. Las glucosas se unen por medio de enlaces glucosídicos β-1,4 Sus cadenas se agrupan y se sujetan por puentes de hidrógeno formando como lazos fibrosos torsionados. El hombre no tiene enzimas para hidrolizar la celulosa, por lo que no puede utilizarlo como fuente de glucosa, únicamente como FIBRA en la dieta para mejorar el tránsito intestinal.

Estructura de la celulosa La celulosa es la fuente de glucosa de animales rumiantes ya que sus estómagos contienen bacterias con enzimas celulasa que se encargan de hidrolizar los enlace glicosídicos β-1,4 de la celulosa de la grama, sacate, etc.

POLISACA RIDO LINEAL / RAMIFICA DO ENLACES PRESENTES ORIGEN FUNCION MONO MERO (unidad HIDROLISIS COMPLETA ORIGINA Amilosa Componente del almidon : 20 % Lineal Se presenta en forma helicoidal. α- 1,Puede hidrolizarlo el ser humano Vegetal Reserva en plantas Glucosa AmilopectinaComponente del almidon (80 %) Ramificado α – 1,4 α- 1,6 en puntos de ramificación. Ambos son hidrolizados por el ser humano Glucogeno α- 1,4 α- 1,6 en puntos de ramificación. Ambos son hidrolizados por el ser humano. animal Reserva en animales, almacenado especialmente en hígado y músculo Celulosa β- 1,4 No puede ser hidrolizado por el ser humano Estructural en plantas