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Universidad de Chile Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Química de Alimentos. Métodos aplicados para carbohidratos disponibles totales, azúcares reductores y azúcares individuales.

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Presentation Transcript
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Universidad de Chile

Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas

Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química

Química de Alimentos

Métodos aplicados para carbohidratos disponibles totales, azúcares reductores y azúcares individuales

Taller “Principios básicos para asegurar la generación y compilación de datos de buena calidad en composición de alimentos. 2008

PAZ ROBERT CANALES

clasificaci n de carbohidratos
Clasificación de carbohidratos

Aldosas

  • Monosacáridos
  • Oligosacáridos
  • Polisacáridos

Cetosas

Reductores

Disacáridos

No-reductores

Octasacáridos

Homoglicanos: un tipo de monosacárido

Heteroglicanos: dos o más tipos

de monosacáridos

monosac ridos clasificaci n
Monosacáridos-Clasificación

según n° de átomos de carbono en la molécula

Biosas C2; triosas C3; tetrosas C4; pentosas C5; hexosas C6; heptosas C7

D-Glucosa

aldohexosa

D-fructosa

cetohexosa

Miel, frutas

D-Ribosa

aldopentosa

slide5

Estructura cíclica

-D-glucosa

+19°

-D-glucosa

+112°

D-glucosa

+52,7°

oligosac ridos disac ridos
REDUCTORES

Compuestos en que el grupo aldehídico o cetónico no está comprometido en el enlace

NO REDUCTORES

Compuestos en que el grupo aldehídico o cetónico está comprometido en el enlace

OligosacáridosDisacáridos
polisac ridos
Polisacáridos
  • Grandes moléculas formadas por condensación de unidades de monosacáridos.
  • INSOLUBLES: Forman la estructura sosten de algunas plantas y animales.
  • SOLUBLES: Constituyen una reserva de azúcares sencillos, son liberados a medida que se necesitan por acción enzimática.

Celulosa, almidón, sustancias pécticas

polisac ridos almid n
Forman las reservas nutricionales de las plantas

Se encuentran en forma de gránulos y varía de un vegetal a otro.

Se puede identificar su origen por observación microscópica

Polisacáridos- Almidón
almid n
Almidón

Lineal

Ramificado

AMILOSA

(1-4)

AMILOPECTINA

(1-4), (1-6)

No Gelifica

Viscosa

No Retrograda

Gelifica

Precipita

Retrograda

Dos amilosas pueden crear zonas donde se excluye el agua, y se forman

uniones estrechas entre las amilosas.

75%

Maíz

25%

80%

Trigo

20%

hidratos de carbono
Azúcares

Simples

son azucares de rápida absorción y son energía rápida.

Se encuentran en azúcar, miel, mermeladas, jaleas, golosinas, leche, hortalizas y frutas etc.

Azúcares

Complejos ó polisacáridos

Son de absorción más lenta, y actúan mas como energía de reserva por la anterior razón.

Se encuentra en cereales, legumbres, harinas, pan, pastas.

Hidratos de Carbono

Monosacáridos: glucosa, fructosa

Disacáridos: sacarosa, lactosa, maltosa

Digeribles

No Digeribles

hidratos de carbono1
Hidratos de carbono
  • HC disponibles: Se designan así aquellos que son metabolizados en el organismo, digeridos y absorbidos.
  • HC no disponible: Son aquellos que no son hidrolizados por las enzimas endógenas del aparato digestivo humano.
etiquetado
Etiquetado
  • "Alto en hidratos de carbono disponibles". Alimentos que tienen por porción de consumo habitual un 30%, o más, de la dosis diaria de referencia de carbohidratos disponibles  
  • "Buena fuente de hidratos de carbono disponibles". Alimentos que tienen por porción de consumo habitual entre un 20% y un 29% de la dosis diaria de referencia de carbohidratos disponibles.

DDR = 350 g de carbohidratos disponibles/día.

m todos de an lisis de carbohidratos
Métodos de Análisis de carbohidratos
  • Método por cálculo
  • Método Químico
  • Métodos ópticos
  • Métodos Cromatográficos

cromatografía plana

cromatografía de gases

cromatografía líquida HPLC

m todo por c lculo
Método por cálculo
  • ENN = H de C totales = 100 - %H - %P - %L - %C
  • H de C disponibles = H de C totales - Fibra dietética
slide16

Métodos Químicos

NaOH/ 0,05N

D-glucosa

1,2-enediol

Enediol, sal

Reductores fuertes

slide17

Azúcares Totales = Directamente + no reductores

reductores

Se obtienen por

hidrólisis

Se obtienen por

diferencia

Se obtienen

directamente

preparaci n de la muestra
Preparación de la muestra

Tratamiento con agentes clarificantes.

Los metales pesados precipitan sustancias coloidales y estos mismos precipitados arrastran otras sustancias en suspensión que son interferentes

  • Tipos:
  • Sales de plomo (acetato básico de plomo)
  • Crema de alúmina (hidróxido de aluminio)
  • Solución de Carrez (ferrocianuro de K y ZnSO4)
  • Carbón activado

pp ác. orgánicos

alto contenido de fructosa

vitaminas

m todo de fehling m todo gravim trico de munson y walker
Método de Fehling: Método gravimétrico de Munson y Walker
  • Fehling A: sulfato de cobre
  • Fehling B: tartrato de Na y K en medio alcalino

AZUCAR (álcalis) ENEDIOL (especie reductora)

El tartrato compleja el Cu+2, el cual es reducido por el enediol a

Cu+1, que en presencia de OH- forma CuOH y por calentamiento

Precipita el Cu2O, que se determina gravimétricamente

Cu2O + 2RCOOH + 2Na2SO4 + H2O

R-CHO + CuSO4 + NaOH

Proporcional al contenido de CHO presente

slide20

Azúcares directamente reductores

25 ml fehling A

25 ml fehling B

50 ml agua

25-50 ml filtrado con los azúcares

AOAC, 906.03

Calentar sobre rejilla, ebullición comienza a los 4 min.

de calentamiento + 2min.

Filtrar por succión la solución caliente

Lavar pp

secar

X 0,95= sacarosa

X 0,9= almidón

Cu2O

Glucosa

Tabla

Desventaja del método

Está basado en reacciones no estequiométricas

cu 2 o

HNO3

EDTA

Cu2O Cu(NO3)2

Cat

Cu2O

Método volumétrico de Bertrand

Fe2(SO4)3

Cu2O Fe+2

Tablas

Titular con

KmnO4

Método complexométrico

Método iodométrico

KI (30%)

HNO3

Cu2O Cu(NO3)2 I2

½ acético

Titular con

Na2S2O3

slide22

Ferricianuro de potasio

Azúcar + 2K3Fe(CN)6 + KI K4Fe(CN)6 + I2

Reductores

Titular con

Na2S2O3

Tabla

AOAC Official Method 939.03

Sugars (reducing and nonreducing) in flour

Titrimetric method

Cereal foods

22

slide23

Carbohidratos totales

Hidrólisis ácida

Hidrolizar para obtener

monosacáridos reductores

harina

200 ml agua

14 ml HCl

2 1/2 hrs. Reflujo

Enfriar

Crema de alúmina

Alcalinizar débilmente con NaOH

Aforar 500 ml

Determinación de Munson y Walker

AOAC, 920.44

starch

carbohidratos totales m todo de antrona m todo colorim trico
Carbohidratos totales Método de AntronaMétodo colorimétrico

Muestra (~1 g)

10 mL de agua

15 ml ác. Perclórico 52%

12 h

Llevar a 100 mL

Filtrar

Curva de calibración con glucosa

Aforo 250 ml

Alícuota de 10 mL

Aforo 100 mL

Alícuota de 1mL

Rx Antrona en medio ácido

=630 nm

m todo ptico determinaci n por polarimetr a
Método ópticoDeterminación por polarimetría.
  • Método AOAC 29.026
  • Sacarímetro, calibrado para leer directamente la sacarosa
  • Sol normal sacarosa = 26g/100 ml = 100º a 20ºC
m todo enzim tico
Método enzimático

AOAC 979.10

Almidón en cereales

Muestra (0,5g)

Moler, secar

25 mL agua, pH 5,7

Hervir 3 min, autoclave 1 h 135ºC

Enfriar, mantener 55ºC

Buffer acetato

5 mL glucoamilasa (10 mg/mL)

2h

Filtrar, aforo 250 mL

D-glucosa (20-60 ug)

2 mL enzima-buffer-cromogeno

Glucosa oxidasa, peroxidasa, o-di-anisidina.2HCl

determinaci n por hplc
Determinación por HPLC.

Tónica

Seven up

fructosa

sacarosa

glucosa

slide31

LACTOSA

Leche humana 5-8%,

Leche de vaca 4-6%

slide32

SACAROSA

Caña de azúcar

Betarraga o remolacha

reacci n con alcoholes
Reacción con alcoholes

+

Hemiacetal

Azúcar Disacárido

No azúcar Aglicona

Unión glucosídica es muy susceptible a hidrólisis

oxidaci n del grupo carbonilo
Oxidación del grupo carbonilo

Oxidación

Aldosas

Ácidos aldónicos

Ácido glucónico

Glucosa

Oxidación de la glucosa es importante en biotecnología

Industria bebidas sin alcohol, se desea eliminar el oxígeno disuelto

Evitar reacciones de pardeamiento de maillard se desea eliminar C=O

glucosa oxidasa/FAD

Glucosa

H2O2

-H + O2

reacciones de reducci n
Reacciones de reducción

Carbonilos pueden ser reducidos a alcoholes

Pentitoles Ribitol

Hexitoles Sorbitol

Manitol

Galactitol

Sorbitol: sustituto del azúcar en alimentos para diabéticos

Ésteres de ácidos grasos de sorbitol: agentes emulsificantes

hidrogenación

Glucosa

Sorbitol

alta presión / Ni

reacci n con cidos hcl 2n
Reacción con ácidos (HCl > 2N)

H+

+ 3 H2O

-H2O

Furfural

Pentosa

Hexosa (D-glucosa)

Hidroximetilfurfural

Café oscuro

hidr lisis de sacarosa
Hidrólisis de sacarosa
  • Inversión :Por acción de medio ácido o por acción enzimática
  • C12H22O11 + HCl C6H12O6 + C6H12 O6

glucosa

fructosa

Azúcar invertido

Miel: azúcar invertido

slide39

Poder edulcorante

Azúcar invertido - Mayor dulzor que la sacarosa

- Evita cristalización

polisac ridos celulosa
Cadenas lineales de glucosa (1-4) PM 400.000

Es el mas abundante de los polisacáridos de sostén

Constituye mas de la mitad del material de las paredes celulares en la madera y otros productos vegetales

Polisacáridos- Celulosa

Nitrocelulosa:

explosivos

adhesivos revestimientos

Acetatos de celulosa

películas transparentes,

materiales de empaque

Metilación y carboximetilación

agentes espesantes

Celulosa microcristalina:

ingrediente no calórico en

Alimentos dietéticos

sustancias p cticas
Sustancias Pécticas
  • Polisacáridos estructurales, responsable de la coherencia de los tejidos.
  • Verduras
  • Jugos
  • Polímeros de ácido poligalacturónicos parcialmente esterificados.
  • Se clasifican de acuerdo a su porcentaje de metoxilación.

1%

Proporciona apariencia turbia

slide42

Agentes clarificantes

  • Condiciones

 Remover las sustancias interferentes, sin absorber ni modificar los azúcares

 El precipitado debe ser pequeño y el procedimiento de precipitación relativamente simple.