ALIMENTO INORGANICA (CENIZAS) SOLUBLE EN DISOLVENTES ORGANICOS (GRASA O LIPIDOS) CON NITROGENO (PROTEINAS) ORGANICA

Transcripción

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2 ALIMENT VLATIL PR SECAD (AGUA o HUMEDAD) MATERIA SECA RGANICA INRGANICA (CENIZAS) SLUBLE EN DISLVENTES RGANICS (GRASA LIPIDS) CN NITRGEN (PRTEINAS) N GRAS SIN NITRGEN (CARBHIDRATS) DIGERIBLES N DIGERIBLES (FIBRA)

3 a) Carbohidratos disponibles (digeribles) 80 % del aporte calórico de la humanidad: Carbohidratos solubles Dextrinas y almidones b) Carbohidratos no disponibles (no digeribles) principales componentes de la fibra dietética: Celulosa Hemicelulosa Pectina

4 » Contienen C, H y.» Constituyen > 90 % de la materia seca de los vegetales.» Son fuentes de energía: D-glucosa, D-fructosa Sacarosa, Lactosa Almidón» En la naturaleza la mayoría se encuentran como polisacáridos (Celulosa).

5 » Monosacáridos 1» ligosacáridos 2-20 unidades de monosacárido» Polisacáridos 20 ó más unidades Homosacáridos Heterosacáridos

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7 Número de C Aldehído (Aldosas) Grupo carbonilo Cetona (Cetosas) 3 Triosa Triulosa 4 Tetrosa Tetrulosa 5 Pentosa Pentulosa 6 Hexosa Hexulosa 7 Heptosa Heptulosa 8 ctosa ctulosa 9 Nonosa Nonulosa

8 1 CH 1 CH H 2 C H H 2 C H 3 CH 2 H 3 CH 2 H D-gliceraldehído (D-glicerosa) L-gliceraldehído (L-glicerosa)

9 » Contienen átomos de C quirales (C*) pueden existir en dos configuraciones espaciales.» Serie D (Carbohidratos más abundantes) presentan el último H del C* hacia la derecha.» C* una imagen especular 2 n estereoisómeros» Para una aldohexosa (4 C*) 2 4 = 16 estereoisómeros: 8 de la serie D y 8 de la serie L

10 » HEXSAS, Aldosas mas importantes» Pentosas, segundo grupo de aldosas en importancia.» Serie de aldosas se extiende hasta heptosas, octosas y nonosas.» GLUCSA, prácticamente única aldosa libre en alimentos.

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12 » Es un monosacárido. Es el carbohidrato más abundante. CH H C H H C H H C H H C H CH2H» A la glucosa natural se le denomina D-glucosa.

13 » 1,3-dihidroxiacetona CH2H C CH2H

14 D-Fructosa D-Psicosa D-Sorbosa D-Tagatosa

15 CH 2 H Única cetosa que se encuentra libre en los alimentos. Uno de los monosacáridos que constituye la sacarosa. 55 % en jarabes de maíz de alta fructosa, y hasta 40 % en la miel. H H H H H H CH 2 H

16 Indica la presencia de isómeros. Son esteroisómeros con diferencia en la configuración de uno sólo de sus centros asimétricos. 16

17 Epímeros D-glucosa D-manosa D-glucosa y D-Manosa difieren en la posición del H del C2 17

18 18 Epímeros de la glucosa

19 19 Epímeros de la fructosa

20 » Los R-CH ó RCR' de los monosacáridos pueden reaccionar con los H para formar hemiacetales:

21 La presencia de 5 o de 6 carbonos en la cadena proporciona a estos compuestos la posibilidad de formar estructuras de anillo muy estables. La formación de un enlace hemiacetal interno, en el caso de las aldosas, o un hemicetal interno si son cetosas

22 También indica la presencia de isómeros. En la estructura de anillo, al crearse un nuevo carbono asimétrico, se genera otro isómero.

23 Enlace hemiacetálico Furano: Pirano: H Anómeros: α β H H H

24 CICLACIÓN DE LA GLUCSA 5 αglucosa βglucosa

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26 » Los anillos de piranosa no son planos. Se presentan en varias formas conformación de silla

27 Anoméros Al formarse el compuesto cíclico se genera un nuevo carbono asimétrico. Anómeros de la D-Glucosa

28 H H H H H H H H H H

29 H H H H H H H H H H

30 El fenómeno por el cual se generan los anómeros se conoce como MUTARRTACIÓN α β

31 (36%) (0.003%) (64%)

32 Furano -fructofuranosa

33 Anómeros de la fructosa

34 » Se forman cuando los carbohidratos en su forma hemiacetálica reaccionan con un compuesto que contenga un grupo R-H.

35 » Cualquier grupo que se una al carbohidrato se denomina AGLICNA» Pueden hidrolizarse en presencia de H + y calor, o enzimáticamente.

36 H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H N H H H H H H H H H H H CH 3 H H H H H H H H H CH 3

37 H H H H H H H H H H H H H H H H H H

38 » Monosacáridos 1» ligosacáridos 2-20 unidades de monosacárido» Polisacáridos 20 ó más unidades Homosacáridos Heterosacáridos

39 » Disacáridos Maltosa (Glu -Glu) Isomaltosa (Glu -Glu) Celobiosa (Glu -Glu) Sacarosa (Glu -Fru) Lactosa (Gal -Glu)» Trisacáridos Maltotriosa (Glu- Glu- Glu) Isomaltotriosa (Glu - Glu- Glu) Rafinosa (Gal -Glu- Fru)» ligosacáridos Maltodextrinas (Glu 4-10 ) Ciclodextrinas (Glu 6-10 )

40 Unión 1-2 -D-glucopiranosil - -D -fructofuranósido

41 Unión 1-4 H CH 2 H H H CH 2 H H H H D-glucopiranosil - -D -glucopiranosa

42 4 -- -D-glucopiranosil- -D -glucopiranosa H CH 2 H H CH 2 H H -celobiosa H H H

43 4-- -D-galactopiranosil - -D -glucopiranosa

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45 Unión D-glucopiranosil- -D -glucopiranosa H H CH 2 H H -isomaltosa H H CH 2 H H

46 TRISACARIDS RAFINSA ( MELITSA MELITRISA) H CH 2 H Melibiosa H H CH 2 Sacarosa H H H CH 2 H H CH 2 H 6-- -D-galactopiranosil - -D -glucopiranosil - -D -fructofuranósido

47 Estaquiosa TETRASACARIDS H CH 2 H -D-Galp D-Galp D-Gp D-Fruf H H H CH 2 H Rafinosa H H CH 2 Sacarosa H H CH 2 H H CH 2 H H

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49 LIGMERS DERIVADS DE PLISACÁRIDS FAMILIA DE LA MALTSA (DEXTRINAS - ALMIDÓN) H H Maltotriosa Maltotetraosa CH 2 H H Maltopentaosa Maltohexaosa CH 2 H H n= 3 Tri n= 4 Tetra n= 5 Penta n= 6 Hexa n= 7 Hepta... H n H CH 2 H H H

50 FAMILIA DE LA CELBISA (CELULSA) Celotriosa Celotetraosa Celopentaosa H CH 2 H Celohexaosa H CH 2 H n= 3 Tri n= 4 Tetra n= 5 Penta n= 6 Hexa n= 7 Hepta... H H CH 2 H H n H H H

51 Hidrólisis La hidrólisis de glicósidos, oligosacáridos y polisacáridos de los alimentos está influenciada por numerosos factores como son: a) ph Los enlaces glicosídicos son más lábiles en medio ácido que en alcalino. b) Temperatura A mayor temperatura será mayor la velocidad de hidrólisis c) Configuración anomérica Los -glicósidos son más resistentes que los d) Tamaño del anillo del glicósido Los furanósidos son más lábiles que los piranósidos. e) Interacciones Los puentes de H estabilizan las estructuras haciendo más difícil la hidrólisis

52 REDUCCIÓN Formación de azúcares alcoholes o polialcoholes XIDACIÓN Formación de ácidos (Grupo carbonilo e Hidroxilo terminal)

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56 Formación de ácidos Los extremos de la cadena carbonada de los monosacáridos pueden oxidarse para dar ácidos carboxílicos: xidación: C1 - ácidos aldónicos C6 - ácidos urónicos C1 y C6 - ácidos aldáricos A partir de la glucosa se pueden obtener los ácidos glucónico, glucurónico y glucárico, respectivamente.

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59 xidación en C1 Poder Reductor Las aldosas se oxidan fácilmente a ácidos aldónicos y por lo tanto el agente oxidante se reduce y a estos azúcares se les llama reductores. Se realiza en condiciones suaves (Agua bromada amortiguada a ph neutro o alcalino). Glucosa Ac. Glucónico Galactosa Ac. Galactónico Fructosa Aldosa Ac. Aldónico

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62 Fehling y Benedict Cobre a xido de cobre (Cu 2 )

63 Las cetosas se isomerizan a aldosas, por lo que también son reductoras

64 1/17/2016 xidación en C6 Ácidos urónicos Generalmente es una oxidación biológica (enzimas) La oxidación se puede dar en el monosacárido libre o formando oligo y polisacáridos (siempre que no este formando enlaces glucosídicos) Si no hay modificación de los carbonos quirales recibe el nombre del azúcar con la terminación urónico Glucosa Ácido Glucurónico Galactosa Ácido Galacturónico (Pectinas)

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66 Pectinas

67 xidación en C1 y C6 Ácidos aldáricos xidantes fuertes (Ác. Nítrico) Compuestos dicarboxílicos (terminación árico) Glucosa Ácido glucárico Galactosa Ácido galactárico

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69 Acción de ácidos y bases En solución ácida pero especialmente en solución alcalina, la enolización toma lugar en las formas acíclicas de un azúcar. En solución ácida, la formación de la forma enólica es situada como una reacción de deshidratación, y en medio alcalino como una reacción de beta eliminación. En las reacciones de deshidratación en medio ácido se producen compuestos derivados del furfural. * bscurecimiento En solución alcalina se presenta un rearreglo tipo ácido bencílico para producir ácidos sacarínicos.

70 ENLIZACIÓN: ISMERS Glucosa, Fructosa, Manosa ÁCIDS SACARÍNICS Metasacarínico Sacarínico Isosacarínico

71 ENLIZACIÓN (REARREGL ALDSA-CETSA) ACCIÓN DE ÁLCALIS SBRE LS MNSACÁRIDS. Cuando el álcali se encuentra en exceso, toma lugar otro fenómeno, conocido como enolización y afecta a la forma abierta para producir un enediol. La interconversión procede por un intermediario 1,2-enediol en un rearreglo comúnmente conocido como de Lobry de Bruyn-Alberda van Ekenstein. Se considera que la formación del 1,2-enediol en una solución alcalina involucra la ionización del H del C-1, seguida de la enolización por medio de un intermediario pseudocíclico que permite el traslado de un protón del C-2 al oxígeno del C-5. Si los electrones de la doble ligadura del enediol de un aldehído se mueve hacia abajo, el carbonilo se transforma en cetona, obteniéndose D-fructosa, a partir de D-glucosa.

72 D-Glucosa ISMERIZACIÓN

73 PRDUCCIÓN DE ÁCIDS SACARÍNICS Una regla para las pentosas y hexosas es que la configuración después del carbono-3 no es modificada en la formación de los ácidos sacarínicos. En soluciones alcalinas diluidas, la formación de ácido sacarínico es favorecida mientras que en álcali concentrado las favorecidas son los ácidos iso y metasacarínicos. En general la rapidez de la enolización de un azúcar es proporcional a la concentración del ión hidroxi.

74 ENLIZACIÓN 1,2 enediol Ácido Metasacarínico Fragmentación del enediol a Ác. láctico Fragmentación del dicarbonilo a Ác. fórmico y un aldehido 2,3 enediol Ácido Sacarínico Ácido Isosacarínico

75 ENEDIL 1,2 Ác. Metasacarínico

76 ENEDIL 2,3 Ác. Sacarínico y Ác. Isosacarínico a) 2-3 Enediol + 76

77 ENLIZACIÓN 1,2 enediol HMF / Ac Levulínico Hexosas : 5 hidroximeti-2-furfuraldehido (HMF) Pentosas: 2 furfuraldehido 2,3 enediol Maltol/Isomaltol/Hidroxiacetilfurano

78 Producción de HMF (Hexosas) 1,2 Enediol

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80 80

81 Producción de Maltol e Isomaltol Fructosa

82 Formación de 2-hidroxiacetilfurano

83 a)reaccines EN MEDI ÁCID* a) HMF Y FURFURALDEHID b) HIDRXIACETIL FURAN b)maillard a) HMF b) PIRAZINAS c) ENAMINAS c) CARAMELIZACIÓN a) HMF b) Colores y aromas de caramelo

84 Serie de reacciones entre azucares reductores y aminoácidos (libres o formando proteínas) que produce: Compuestos coloridos Compuestos de sabor Pérdida de valor nutricional (proteínas)

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86 o Heyns

87 Condensación - Reordenamiento - Deshidratación REARREGL DE AMADRI

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89 Cuando el carbohidrato es una cetona (Fructosa) REARREGL DE HEYNS 89

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93 Polimerización: HMF y Furanos Pirroles Enaminoles

94 Aunque polímeros de furanos y pirroles también han sido sugeridos, la estructura propuesta consiste en enlaces eter y sistemas reductonas. Ò HH 2 C CH CH 2 H CH 2 Polímeros del furano HH 2 C N R CH N R C H HC H N R CH Pirrol n

95 Polímeros de los derivados del furfural (Melanoidinas)

96 En todos los alimentos con azucares reductores y aminoácidos o proteinas se presentan las reacciones de Maillard. No en todos los alimentos se producen todas las etapas de las reacciones de Maillard. Factores que influyen: ph Temperatura Tiempo Tipo de azúcares Tipo de aminoácidos o proteínas Concentraciones de azúcares y proteínas 96

97 Durante la pasteurización a 63 C por 10 minutos Las reacciones de Maillard llegan hasta la producción de los compuestos de Amadori y Heyns. Temperatura Tiempo Cantidad de agua J: En la deshidratación y el almacenamiento de la leche en polvo se puede llegar hasta melanoidinas. 97

98 Proceso a 110 C por 60 minutos, con evaporación de agua y adición de glucosa. Alcalinización con bicarbonato. Las reacciones de Maillard llegan hasta la producción de las melanoidinas. Temperatura Tiempo Cantidad de sólidos Cantidad de azucares reductores 98

99 Proceso a 180 C por 20 minutos. Harina de trigo, agua, sal y azúcar. Las reacciones de Maillard llegan hasta la producción de pirazinas que dan el aroma de pan recientemente horneado. Hay producción de melanoidinas. Temperatura Tiempo Humedad Pocos azucares reductores 99

100 Pasteurización/esterilización a 85 C por 10 minutos. Azúcares y aminoácidos libres. Medio ácido. Las reacciones de Maillard llegan hasta la producción de maltol e isomaltol. ph Temperatura Tiempo Humedad Pocos aminoácidos 10 0

101 Tostado a 120 a 200 C por 15 minutos. Con o sin azúcar. Las reacciones de Maillard llegan hasta la producción de pirazinas, pirroles y melanoidinas. Aromas y colores característicos. Temperatura Tiempo Humedad Hidrólisis del almidón y producción de azucares reductores. 10 1

102 También es conocida como pirólisis curre cuando los azucares se calientan arriba de su punto de fusión (170 C) Se lleva a cabo tanto en medio ácido como alcalino Se acelera con la adición de ác. carboxílicos y sales (sulfitos y amonio).» Producción de colores y aromas característicos 10 2

103 El color caramelo es el pigmento mas utilizado en alimentos. Los azucares mas usados son sacarosa y glucosa Se puede producir sólo con el carbohidrato o adicionando ácidos, álcalis y sales, generalmente de amonio. En medio ácido los mas usados son acético, fosfórico o sulfúrico. En medio alcalino se usan hidroxido o carbonato de sodio o potasio. Las sales mas usadas son sulfato, carbonato y fosfato de amonio Tambien suelen usarse anhidrido sulfuroso o amoniacal. Fo ot er Te xt 103

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105 MECANISMS: Deshidratación y polimerización de sacarosa Deshidratación de monosacáridos (glucosa) Furfural y derivados insaturados Polimerización (Color Melanoidinas) Azucares anhidro (glucosa y fructosa) Formación de compuestos de bajo peso molecular (Aroma) Furanos Furanonas Lactonas Pironas Aldehidos Cetonas Ácidos Ésteres Pirazinas 105

106 Deshidratación y polimerización de la sacarosa (C 12 H ) Deshidratación Dimerización Polimerización (C 12 H )

107 Isomerización y polimerización de la sacarosa 1. Isomerización Sacarosa a Isosacarosana a) Deshidratación b) Formación de un nuevo enlace Sacarosa 107

108 2. Polimerización Partículas coloidales Caramelana C 24 H Carameleno C 36 H Caramelina C 125 H (Humina) Isosacarosana 108

109 Hidrólisis de la sacarosa Isomerización de Fructosa a Glucosa Degradación de Glucosa Formación de: HMF Maltol, Etilmaltol, Aldehidos, etc. 109

110 FRMACIÓN DE AZUCARES ANHIDR Se favorece en medios ligeramente ácidos Es mas frecuente en aldosas Se basa en una deshidratación para formar un enlace éter intramolecular Generalmente entre los carbonos 1 y 6 Levoglucosan 110