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Semana #6 Polisacáridos

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ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERÍA QUÍMICA

POLISACARIDOS

CURSO: QUÍMICA DE ALIMENTOS


DOCENTE: Dra. LIDA SANEZ FALCÓN

SEMESTRE
ACADÉMICO 2024
POLISACARIDOS

Los polisacáridos son carbohidratos que tienen muchos


monosacáridos unidos a través de enlaces glucósidos,
son coloides, no forman verdaderas soluciones como
los monosacáridos.

Se emplea mucho el término hidrocolóide para


referirse a los polisacáridos, debido a su gran
capacidad, para retener agua, formando partículas
coloidales altamente hidratadas.

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Las Característica importante es que los
polisacáridos:

• No son dulces a comparación con los monosacáridos


• No pueden reducir el licor de filin, porque al formarse los
enlaces glucósidos siempre interviene los OH en meacetalicos los
que son de carbón a nomerico de manera cómo no tendrá
OH meacetalicos libres porque todos están enlazados no tendrá
el poder reductor y no podrá reducir el licor de filin
• Son insolubles en el agua debido a que son muy largas
• No tienen sabor ni olor, tienen alto peso molecular (varios
millones).

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Clasificación de los polisacáridos según funciones
biológicas

• Los polisacáridos que constituyen el tejido


estructural: celulosa, quitina

• Polisacáridos que proporcionan reserva energética :


glucógeno, almidón.

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Clasificación de algunos polisacáridos de acuerdo
con su fuente natural y función biologica
Función
Estructural Reserva energética
REINO ANIMAL Glucógeno
Invertebrados Quitina Galactanos
Vertebrados Celulosa Glucógeno
Condroitina
REINO VEGETAL
Embryophyta Celulosa Amilosa
Bryophyta (musgo) Pentaglucanos Amilopectina
Tracheophyta Sustancias pécticas Fructanos
(plantas vasculares)
Thallophyta Galactanos Laminrarano
Phacophyta (alga café) Agar Almidón
Rhodophyta (alga roja) Carragenina Mananos
Y otras algas Ac. Algínico
Fucano
Celulosa
Sustancias pécticas
Schizomycophyta Quitina Almidones
Myxomycophyta Celulosa Levanos
Eumycophyta Mananos Glucógeno
(bacterias,
27/03/2024 hongos y levaduras) Dra. Lida Carmen Sanez Falcon 5
Principales usos de los polisacaridos en alimentos

• Estabilizadores a través de • Controlan la cristalización de


sus interacciones con agua. azúcares, sales y agua.
• Emulsionantes. • Forman películas resistentes.
• Gelificantes. • Agentes de suspensión de
• Estabilizan o forman sólidos en líquidos.
espumas. • Agentes adhesivos.
• Mejoran la textura, dándole • Espesantes en alimentos
“cuerpo alimento”. dietéticos bajos en calorías.
• Espesantes y agentes de • Agentes floculantes.
viscosidad. • Reducen el daño estructural
• Encapsulación de sabores del alimentos causado por el
artificiales, fijación de congelamiento.
sabores.
• Estabilizan sistemas donde
hay ciclos de congelamiento y
descongelamiento.

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Polisacáridos de reserva

• Almidón: Es la reserva energética en vegetales. Se


almacena en forma de gránulos, y puede llegar a constituir
hasta el 70% del peso de granos de cereales (maíz y trigo)
o de tubérculos.

• Glucógeno: Es reserva propio de los tejidos animales. Se


encuentra en casi todas las células, pero en las células
musculares su concentración es muy elevada.

• Dextranos: Son reserva producidos por ciertas bacterias.


Consisten en cadenas de glucosa muy ramificadas, cuyo
enlace predominante es (1α-6), pero que presenta
ramificaciones (1α-3) y (1α-4).

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Polisacáridos estructurales

Celulosa: Es el principal componente de la pared


celular de los vegetales.

Más abundante en la Naturaleza. Es un polímero


lineal de varios miles de glucosas unidas por
enlaces (1β-4).

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Xilanos:
Están formados por unidades de D-xilosa son
componentes de la madera.
La D-xilosa es una Aldo pentosa, que cuando adopta su
forma cerrada da lugar a un anillo piranósico.

Los xilanos están formados por la unión de b-D-


xilopiranosas mediante enlaces (1β-4).

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Otros polisacáridos:
Como las pectinas, agar, carragenatos y gomas
(guar, tragacanto… etc.), no tienen valor alimenticio
pero desempeñan un importante papel en la
elaboración de muchos alimentos al actuar como
espesantes, estabilizantes. Sin embargo, no son
estrictamente polisacáridos.

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Los polisacáridos de reserva son
digestibles y más fácilmente hidrolizables,
la celulosa y otros polisacáridos tienen gran
interés industrial y nutricional

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Polisacáridos de reserva energética
CELULOSA

La celulosa es un polisacárido formado por moléculas de


glucosa. Es un polímero lineal formado por unidades de
D-glucopiranosa. Unidades celobiosas.

En la naturaleza es muy grande, fácilmente disponible y


renovada en el proceso de fotosíntesis.

La parte de los alimentos que no es digerible, se conoce


con el nombre de fibra cruda, que está constituida
básicamente por celulosa y sus derivados.

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Celulosa
Fibra insoluble.es constituyente de las paredes
celulares. Se encuentra principalmente en frutas,
vegetales y legumbres. Tiene la capacidad de retener
agua.
La celulosa se encuentra en la madera y en el algodón.
Se utilizan en la cristalización de los helados en
productos congelados, en repostería.

Celulosa microcristalina: obtenida por tratamiento con


ácido clorhídrico es el Carboximetilcelulosa (CMC)

Hemicelulosas
Fibra soluble e insoluble. Es la principal
constituyente de los cereales integrales
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Características de la Celulosa

• Es insoluble, retiene poco agua, no se gelatiniza.


• Es higroscópica y a que absorbe agua y se hincha pero
no se disuelve.

• Pueden hidrolizarse a moléculas D-glucosa por acción de


atentes químicos o enzimas
• No se hidroliza con la maltasa.
• No es digestible por los mamíferos.

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El papel más importante de la celulosa en nutrición y
en tecnología de los alimentos consiste en formar una
importante parte del residuo orgánico no digestible
denominado “fibra alimentaria”

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ALMIDONES

El almidón es la sustancia con la que las plantas almacenan su


alimento en raíces (yuca), tubérculos (papas), frutas y semillas
(cereales).

Pero, no sólo es una importante reserva para las plantas, también


para los seres humanos tiene una alta importancia energética,
proporciona gran parte de la energía que consumimos los humanos
por vía de los alimentos.

El almidón son gránulos relativamente densos e insolubles en agua


fría, aunque pueden dar lugar a suspensiones cuando se dispersan
en el agua. Suspensiones que pueden variar en sus propiedades en
función de su origen.

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El almidón es el más importante polisacárido y se
encuentra muy difundido en la naturaleza como materia de
reserva en casi todos los vegetales se encuentra en raíces,
tallos y frutas.

Tubérculos : camotes, papa, yuca.


Tallo : palmeras.
Frutos : Frutas tropicales especialmente las
carnosas, maíz, trigo, cebada, soya,
haba y frijoles.

El maíz tierno y las patatas tienen en torno al 15% de


almidón, los cereales el 70%. El almidón se encuentra
formando granos esféricos que pueden verse al microscopio
y se pueden diferenciar por su apariencia entre unas y
otras especies.
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Químicamente el almidón es una mezcla de dos
polisacáridos muy similares, la amilosa y amilopectina.

La amilosa producto de la condensación de hexosas,


forma cadenas largas que pueden tener de 200 – 2500
unidades, están unidos a través de enlaces glucósidos -
D (1,4). La milosa reacciona con la solución de yodo dando
una coloración azul.

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La amilopectina, se diferencia de la amilosa porque
presenta ramificaciones (similares a un árbol),
reacciona con la solución de yodo dando coloración
rojiza.

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Ejem.:
Amilosa Amilopectina
Maiz 25% 75%
Arroz 70% 30%

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Características de algunos almidones usados en la industria
alimentaria
Temperatura
Amilopec Amilos Tamaño
de
Tipo tina a de gránulo
gelatinizació
(%) (%) (micras)
n (ºC)
Maíz 73 27 62-72 5-25
Maíz rico en amilosa 20-45 55-80 67-80 5-25
Papa 78 22 58-67 5-100
Arroz 83 17 62-78 2-5
Tapioca 82 18 51-65 5-35
Maíz céreo 99-100 0-1 63-72 5-25
Sorgo céreo 99-100 0-1 67-74 5-25
Trigo 76 24 58-64 11-41

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•Lavado a fondo eliminación de tierras.
•Desintegración competa del material, para romper todas
sus células.
•Lavado de los gránulos de almidón.
•Separación mediante tamices vebeatorios.
•Adición de S02, para evitar emparamiento debido a la
terosinasa.
•Separación de impurezas, por sedimentación.
•Lavado, blanqueado O
O
O
O

O
O
O

Disecación con aire caliente a 30-40ºC.


O O
O O

O
O O
O
O O
O
O
O
O O O

O
O O
O
O
O
O
O
O O
O O

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GELATINAZACIÓN
La gelatinización son las modificaciones que ocurren cuando
los gránulos de almidón se trata con calor y en medio acuoso.

Cuando aplicamos calor a una disolución de almidón, se hinchan


los gránulos de almidón por absorción del agua. Desaparece la
estructura cristalina de la amilopectina.

El intervalo de temperatura en el que se produce el


hinchamiento de los gránulos se denomina temperatura de
gelificación y dependerá del alimento:

Durante el hinchamiento, la amilosa, se solubiliza en el agua y


se produce el hinchamiento de los gránulos, dando lugar a la
formación de una pasta (pasta de almidón) que tiene una
elevada viscosidad.
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Mecanismo de hinchamiento del almidón granular

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Si se sigue calentando, llega un punto en el que los
gránulos se fragmentan disminuyendo la viscosidad
drásticamente. Agitar la mezcla contribuye a que se
fragmenten los gránulos.

En tercer lugar tiene lugar la formación del gel o


gelificación. Se forma un gel por formación de Puentes de
hidrógeno entre las moléculas de amilosa y amilopectinas
desenrolladas dejando espacios en donde queda agua
atrapada.

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Los factores que influyen en la formación de geles de
almidón son los siguientes:

• Origen de almidón: hay distintos tipos de orígenes


Cuanto más larga sea las zonas de unión de los Puentes
de hidrógeno, el gel será más fuerte, más resistente.

• Presencia de solutos en la disolución de almidón como


es el caso de la sacarosa. La viscosidad disminuye con
la presencia de sacarosa.

• Presencia de grasas: las grasas ejercen también una


acción plastificante debido a que forman complejos
que hacen que el gel sea menos resistente, menos
fuerte. Provocan la ruptura de la amilosa.

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Cuando se deja el almidón gelificado en reposo, comienza a
exudar agua. Este hecho se denomina retrogradación.

Este efecto se puede ver en las cremas de pastelería,


salsas o purés. Para solucionar este problema se debe
estabilizar. Utilizando almidones modificados químicamente
para conseguir geles con mayor estabilidad.

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Industrialmente el almidón se extrae de la papa y
camote.

Desde el punto alimenticio.- El almidón es una de las


fuentes de calorías en la dieta normal del hombre.

Desde el punto tecnológico.- el almidón se usa en la


industria porque:
•No son dulces, ni salados, son neutros.
•No se disuelve fácilmente en agua fría.
•Forma geles, pastas con agua caliente.
•Por su viscosidad son usados como espesadores de
alimentos, generalmente se usa en embutidos y
pastelerías.

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GELATINIZACIÓN DE ALMIDONES

Los almidones en geles son más aprovechados por el


organismo.

Temperatura de gelatinización.- Es la temperatura en que el


grano de almidón comienza a incharse y pierde biregrengcia.

Maíz 62-70ºC
Cebada 51.5-59.5
Arroz 68-78
Trigo 59.5-64
Papa 65-77
Yuca 52-64
El grado de margen de gelatinización va a estar influenciado
por la concentración.

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PRODUCTOS DE LA HIDRÓLISIS DEL
ALMIDÓN:

El almidón, preferentemente gelatinizado, se


puede hidrolizar tratándolo con ácidos o
utilizando enzimas hidrolíticas. De este
proceso se obtiene una serie de productos
muy comunes en la industria alimentaria que
se usan como ingredientes de los alimentos

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GLUCOGENO
El glucógeno es la fuente más importante de
carbohidratos, para los animales y seres humanos y la
función principal es la de reservas energéticas en
estructura es similar a la Amilopectina.

PECTINA
La pectina están constituidas por moléculas de ácidos
galacturónicos unidos por enlace glucócidos donde algunos
grupos carboxidos pueden ser esterificados.

Por definición las pectinas, son los ácidos pecténicos con


diferente grado de esterificación.

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Características de las pectinas
•Son solubles con agua
•Tienen capacidad de formar giles en presencia de ácidos,
bases, azucares.
Se encuentran en las plantas generalmente en la cascara de
frutas cítricas, en las manzanas, peras, fresas, duraznos.
Las características químicas de las pectinas se debe a su
contenido de grupo carboxido que le imparten propiedades
diferentes.

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Contenido de pectinas en frutos
Base húmeda Base seca
Manzana 0.5-1.6 Naranja 12.4 –28.0
Plátano 0.7-1.2 Papa 1.8-3.3
Durazno 0.1-0.9 Tomate 2.4 –4.6
Fresa 0.6-0.7
Cereza 0.2-0.5
Chícharo 0.9-1.4
(guisante)

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Fuentes de obtención de las pectinas en la
industria:
% peso seco
Piel de limón 35
Piel de naranja 25
Infrutescencia de girasol 25
Remolacha azucarera 20
Residuos de manzana 15
Zanahoria 10
Tomate 3
Patata 2.5
Uva 0.6
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HO

4
COOCH 3 O
O

HO OH
O

COOH O

HO OH

 COOX O 
 
 HO OH

O
n

COOCH 3 O

HO OH

COOCH 3 O

HO OH
OH

Estructura de las pectinas;

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Grados de esterificación de las pectinas (GE)

El grado de esterificación de las pectinas se calcula


viendo la proporción de grupos carboxilos metilados
(ésteres metílicos) entre los carboxilos totales de las
moléculas de ácido galacturónico.

En función del grado de esterificación se puede hablar


de distintos tipos de pectinas:
• Pectinas de alto metoxilo donde GE es mayor al 50%.
• Pectinas de bajo metoxilo donde GE es menor al 50%
• Otras sustancias pécticas:

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Aplicaciones en la industria alimentaria de
las pectinas:

Se utilizan para mermeladas, confituras, jalea, rellenos


de frutas en productos horneados, dulces y golosinas,
bebidas refrescantes, productos lácteos, y
reemplazante de grasas (al dar una textura similar
como en los patés).
.

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GOMAS
Son polisacáridos que tienen propiedades Gelificantes y
espesantes.

Las gomas tanto sintéticos como naturales son utilizados


en la industria alimentaria, para controlar las
propiedades reológicas de muchos productos.

No contribuyen al valor nutritivo del alimento, ya que el


organismo no los metaboliza, además no imparten olor,
sabor, a los productos finales.

USOS
Las gomas se usan en la producción de helados, confitería,
jugos de frutas, vinos, cerveza, mayonesa, mermelada,
aderezos, embutidos.
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Clasificación de las gomas
Naturales Semisintéticas Sintéticas
Exudado de árboles Derivados de celulosa Polímeros vinílicos
Arábiga Carboximetilcelulosa Polivinilpirrodidina
Tragacanto Metilcelulosa Alcohol polivínilico
Karaya Hidroxipropilmetilcelulosa Polímeros carboxivinílicos
Gatti Hidroximetilcelulosa Polímeros acrílicos
Alerce Etilhidroxietilcelulosa Ác. Poliacrílico
Celulosa microcristalina
Semillas Gomas microbianas Poliacrilamida
Algarroba (locust bean) Dextranos Polímeros de óxido de etileno
Guar Xantanos
Psilio
Extractos de algas Derivados de almidón
marinas Almidón carboximetílico
Agar Almidón hidroxietílico
Alginatos Almidón hidroxipropílico
Carragenina
Furcelarano
Otros Otros
Pectina Pectina baja en metoxilio
Gelatina Alginato de propilenglicol
Almidón Alginato trietanolamínico
Algarroba carboximetílica
Guar carboximetílico
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Agar y carragenatos:

proceden de algas Rojas (rodofíceas). Ambos polisacáridos


están compuestos por galactosa.
Los carragenatos contienen en su estructura aniones
sulfatos (HSO3 - ).
Los dos forman geles. Las zonas de unión son por dobles
hélices a partir de cadenas enrolladas.
El agar se utiliza poco en la industria alimentaria pero
está autorizado. Es muy resistente al calor.

Los carragenatos se utilizan más en los alimentos


fundamentalmente por su capacidad de estabilizar
proteínas lácteas. Se utilizan por lo tanto para dar
consistencia a los productos lácteos.

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Gomas:
No tienen capacidad para formar geles.
Se utilizan para elaborar disoluciones viscosas.
Pueden obtenerse de distintas fuentes como pueden ser
bacterias.
Gomas de bacterias.
Gomas de xantano: proviene de Xanthomona campestris
Goma de gelano: proviene de Pseudomonas.

Otras gomas provienen de exudados de plantas


diferentes de los cereales. Como:
Goma arábiga: se obtiene de las acacias.
Goma de tragacanto que se obtiene de Astragalus.
Gomas de semillas:
Gomas guar: Semillas de una leguminosa.
Goma de garrofin: se obtiene de la algarroba.
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