Introducción a los Carbohidratos

Características Generales de los Carbohidratos

• Son los primeros productos fotosintéticos en las plantas.
• Son compuestos ternarios formados por Carbono (C), Hidrógeno (H) y Oxígeno (O).
• Se conocen también como hidratos de carbono o glúcidos.
• Constituyen el 90% de la biomasa en formas como azúcares, almidón, celulosa, gomas, mucílagos y pectinas.

Monosacáridos: Propiedades y Usos

Características de los Monosacáridos

• Son sustancias dulces en mayor o menor grado.
• Solubles en agua, poco solubles en etanol.
• Todos tienen actividad óptica (centro quiral).

Clasificación de Monosacáridos

Según el número de carbonos y grupo funcional

• Número de carbonos: Triosas, Tetrosas, Pentosas, Hexosas.
• Grupo funcional: Aldehídos (ej. D-gliceraldehído, D-eritrosa, D-arabinosa, D-glucosa) o Cetónicos.

Según su reacción óxido-reducción

• Glucosa
• Sorbitol
• Ácido aldónico
• Ácido urónico
• Ácido aldárico

Significado de D y L en Monosacáridos

• D: El grupo -OH está al lado derecho del centro quiral más alejado del grupo funcional.
• L: El grupo -OH está al lado izquierdo del centro quiral más alejado del grupo funcional.

Azúcares Reductores y No Reductores

• Azúcares no reductores: Se refiere a los monosacáridos que poseen grupos funcionales cetónicos.
• Azúcares reductores: Se refiere a los monosacáridos que poseen grupos funcionales aldehídos y ácidos.

Extracción de Glucosa de Frutos

El rendimiento de extracción de glucosa de los vegetales es muy bajo, lo que resultaría en un costo elevado.

Aplicaciones Farmacéuticas de la Glucosa

En la preparación de soluciones parenterales, conocidas como sueros glucosados.

Uso de Fructosa en Diabéticos

La fructosa no altera significativamente los niveles de glucosa en sangre.

Usos del Sorbitol

• Edulcorante para diabéticos.
• En soluciones humectantes.
• Regulador del tránsito intestinal (laxante para el estreñimiento).
• Como excipiente en la preparación de jarabes.

Propiedad Laxante de las Ciruelas

Las ciruelas regulan el tránsito intestinal y alivian el estreñimiento.

Principio Activo del Ciruelo

El D-sorbitol.

Inositol: El Azúcar de Carne

El inositol es uno de los polialcoholes conocidos como azúcar de carne.

Usos del Inositol

• Es una vitamina del complejo B.
• Previene la alopecia (caída del cabello).
• Facilita el metabolismo de las grasas, acelerando su eliminación.
• Contribuye a una buena capacidad reproductiva, participando en la maduración de espermatozoides.

Monosacáridos con Acción Antibiótica

Los aminoazúcares.

La Maná: Definición y Formas de Uso

Es el exudado azucarado obtenido del tronco del árbol de fresno y desecado al aire.

• Maná en lágrimas: Filamentos que se consumen disueltos en leche. De mayor calidad y considerado oficial.
• Maná en suerte: Se recoge de las hojas, tallos y del suelo. Se usa en enemas y lavativas. De menor calidad.

Oligosacáridos y Disacáridos

Azúcar Invertido

Es la mezcla de glucosa (Glu) y fructosa (Fruct) en cantidades iguales, que desvía el plano de luz polarizada en sentido opuesto al de la sacarosa.

Métodos de Hidrólisis de Oligosacáridos

Se hidrolizan fácilmente en medio ácido y de forma específica por acción enzimática.

Disacárido de Dos Glucosas: Maltosa

La maltosa es un disacárido constituido por dos glucosas.

Principales Disacáridos

• Sacarosa: Glucosa-Fructosa (no reductor), presente en caña de azúcar y remolacha.
• Maltosa: Glucosa-Glucosa (reductor), obtenida por hidrólisis enzimática del almidón.
• Lactosa: Glucosa-Galactosa (reductor), presente en la leche.

Disacáridos Heterogéneos

Sacarosa y lactosa.

Disacárido Homogéneo

Maltosa.

Digestión de la Maltosa

La maltosa es un alimento de fácil digestión debido a la hidrólisis parcial del almidón.

Polisacáridos: Estructura, Función y Aplicaciones

Funciones de los Polisacáridos

• La celulosa y hemicelulosa aportan estructura y rigidez a las plantas.
• El almidón, glucógeno y la inulina son sustancias de reserva energética.
• Los mucílagos evitan y previenen la desecación de los tejidos vegetales.
• Las gomas protegen contra microorganismos o insectos.

Clasificación de los Polisacáridos

• Homogéneos: Constituidos por un solo tipo de monosacárido (almidón, celulosa e inulina).
• Heterogéneos: Constituidos por varios tipos de monosacáridos (gomas, mucílagos, pectinas y resinas).
• Lineales: Celulosa.
• Ramificados: Almidón.
• Con secuencia periódica.
• Con secuencia interrumpida.
• Sin secuencia o con secuencia heterogénea.

Tipos de Oligosacáridos

Según su naturaleza: Homogéneos, Heterogéneos, Reductores, No reductores.

Polisacáridos de Origen Vegetal

• Almidón
• Celulosa
• Gomas
• Mucílagos
• Pectinas

Fuentes de Obtención de Polisacáridos

• Tubérculos: Papa, yuca.
• Cereales: Trigo, arroz, cebada.
• Leguminosas: Lenteja, garbanzo.
• Frutas: Plátano, castaña.

Usos del Almidón en la Industria Farmacéutica

• Como excipiente en la preparación de comprimidos.
• Como antídoto en intoxicaciones con yodo.

Tratamiento del Algodón Hidrófilo

El algodón está constituido por pelos cubiertos de ceras, las cuales se eliminan con una solución de NaOH. Luego se blanquea con NaClO, obteniéndose el algodón hidrófilo de uso clínico.

Almidón vs. Celulosa como Fuente Alimenticia

El almidón posee enlaces alfa, que son fácilmente hidrolizados por la enzima amilasa. En contraste, la celulosa contiene enlaces beta, que esta enzima no puede romper, por lo que no es una fuente de alimentación directa para los humanos.

Usos de las Gomas

Se utilizan como viscosizantes y emulsionantes.

Usos de los Mucílagos Ácidos

Son emolientes, antitusígenos, laxantes y protectores de úlceras gástricas.

Aplicaciones de las Pectinas

• Alimentos: Se usan para la preparación de mermeladas y otros productos con apariencia gelatinosa.
• Farmacológico: Para el tratamiento de infecciones gastrointestinales, son antidiarreicas y protectoras de la mucosa.
• Industrial: Se utilizan como gelificantes y emulsificantes.

Localización de las Pectinas

Se localizan en la laminilla media de la membrana celular de ciertos frutos (limón, naranja y manzana) y raíces.

Polisacáridos de Origen Microbiano

El polisacárido homogéneo dextrano.

Usos del Dextrano

• Como expansor del plasma.
• Como colirios.
• El sulfato de dextrano como anticoagulante y antiinflamatorio.
• En preparaciones tópicas como antiinflamatorio.

Polisacáridos de Origen Marino

• Ácido algínico y alginatos.
• Carragenanos y agar-agar.

Usos del Ácido Algínico

Para el tratamiento de patologías digestivas, asociado con bicarbonato sódico. En el estómago, forma masas flotantes que protegen la mucosa esofágica, impidiendo el reflujo gastroesofágico.

Usos de los Carragenanos

• Laxante.
• Antiulcerosos.
• Protectores de la mucosa gástrica e intestinal.
• Tratamiento de la obesidad.
• En la industria: Viscosizantes, gelificantes y estabilizantes.

Características de los Polisacáridos

• Alto peso molecular.
• Insolubles en agua.
• No son dulces.
• No tienen poder reductor.

Clasificación de Algas por Polisacáridos

• Algas Pardas (Feofíceas): Ácido algínico y alginatos.
• Algas Rojas (Rodofíceas): Carragenanos y agar-agar.

Usos de las Algas

• Alimentación: Debido a su aporte de vitaminas y polisacáridos.
• Industria: Por sus propiedades espesantes y gelificantes.
• Investigación de agentes terapéuticos: Debido a que contienen numerosos metabolitos secundarios con propiedades farmacológicas.

Otros Carbohidratos y Derivados

Dextrano: Origen y Usos

El dextrano es de origen microbiano. Se utiliza como expansor del plasma y en colirios para mejorar la tolerancia a las lentillas. El sulfato de dextrano se emplea como anticoagulante y antiinflamatorio, asociado con otros antiinflamatorios en preparaciones tópicas.

Ciruelo e Higo como Laxantes

El ciruelo y el higo se utilizan como laxantes.

Goma Arábiga: Usos

Se utiliza en solución viscosa como antidiarreico por vía oral y como protector de la mucosa faríngea. Por vía externa, se usa en cosmética. También es un agente suspensor y emulsionante.

Goma Tragacanto: Usos

Se utiliza como laxante. Es un apreciado aglutinante en comprimidos y píldoras.

Xilitol: Edulcorante No Cariogénico

Se utiliza como edulcorante no cariogénico (no induce la formación de caries). Se emplea sobre todo en la preparación de confituras y chicles.

Fibras Alimentarias

La celulosa, que debido a su composición, proporciona sensación de saciedad y evita el estreñimiento.

Pan Integral vs. Pan Blanco

• Pan blanco: Compuesto principalmente de almidón puro.
• Pan integral: Contiene almidón y celulosa.

Beneficios del Pan Integral

Se recomienda consumir pan integral para evitar el estreñimiento y para ayudar en la pérdida de peso.

Funciones de las Fibras Alimentarias

• Absorben agua.
• Aumentan el volumen de las heces (evitan el estreñimiento).
• Aceleran el tránsito intestinal.
• Permiten eliminar el colesterol y las sales biliares.
• Ayudan a regular la glucosa y los ácidos grasos en la sangre.