4. Carbonos asimétricos
CHO
1
HCOH
2 2N = 24 = 16 estereoisómeros
HCOH
3
HCOH
4
HCOH
5
H2COH
6
Enantiómeros D y L
Configuración del penúltimo átomo de carbono
en relación con la del último
D-gliceraldehído L-gliceraldehído
hemiacetales
H OR’ C1 hemiacetálico se vuelve
R C + HO R’ R CH asimétrico :.
O OH
dos esterioisómeros α y β
4
5. mutarrotación
CHO
OH HO
CH
HC HCOH
HCOH
HCOH HOCH
HOCH
HOCH HCOH O
O
HCOH
HCOH HCOH
HC
HC CH2OH
CH2OH
CH2OH
D-α-glucosa D-glucosa D-β-glucosa
+112.2° +53° +18.7°
t
Rotación óptica Rotación específica [α]λ
t l = longitud del polarímtero
100 a
Dextrógira: Rotación óptica a la derecha (+) [α]λ = l c
c = gramos de azúcar en 100 ml de sol.
α = ángulo de rotación
Levógira: Rotación óptica a la izquierda ( )
- Nombre t Nombre t
[α]λ [α]λ
Lα(+) arabinosa +55.4 Dα(+) manosa +29.3
D(+)glucosa
Dβ(-) fructosa -133.5 Dβ(-) manosa -17
D(-)fructosa
Dα(+) galactosa +150.7 (+) Maltotriosa +160
Dβ(+) galactosa +52.7 (+) Lactosa +53.6
Poder edulcorante Poder edulcorante
nombre % nombre % 150
130
sacarosa 100 βD-manosa amargo
poder edulcorante
110 D-glucosa
D-fructosa 135 Lactosa 39 D-galactosa
90
maltosa
D-galactosa 63 xilitol 102 D-fructosa
70
D-glucosa 40 aspartamo 10000 50
Azúcar 127 30
invertido 10 30 50
temperatura (°C)
5
6. Conformación
La conformación 4C1 es más estable por la posición axial de
grupos
La conformación 1C4 es menos estable por la posición
ecuatorial
Fructosa Glucosa
levulosa o azúcar de las •Dextrosa
frutas y miel. •C6H12O6
•Miel, jugo de numerosas frutas,
CH2OH
• C6H12O6
Hidrólisis de sacarosa, e
HOCH2 O sangre. O
inulina •hidrólisis ácida o enzimática de:
cristaliza con dificultad
HO sacarosa, maltosa, almidón, OH
HO CH2OH celulosa, glucógeno. OH
Temperatura de fusión HO
OH •cristaliza en tres formas diferentes y
102 -104 ºC
c/u gira el plano de polarización de la
OH
luz en distinto grado.
6
7. Galactosa
CH2OH
•C6H12O6 HO O Oligosacáridos
•hidrólisis ácida o enzimática de: H
lactosa, gomas OH
OH
OH
Oligosacáridos
Condensación de 2 a 10 monosacáridos
mediante un enlace glucosídico Enlace
glucosídico
Uno de los azucares pierde un –OH unido al
carbono anomérico y adquiere el sufijo ( s
- il)
Si uno de los C con la función carbonílica se
encuentra libre se denominan azúcares
reductores ya que pueden reducir iónes
metálicos
Maltosa Isomaltosa
CH2OH
4−β−D-Glucopiranosil-α-D-glucopiranosa 4−β−D-Glucopiranosil-α-D- O
glucopiranosa
OH
• 2 unidades Glucosa CH2OH CH2OH
•Enlace α(1,4) • 2 unidades Glucosa HO O
•Reductor O O OH •Enlace α(1,6) OH
•Isomeros α y β OH OH •Reductor CH2
•hidrolizados de almidón de maiz, cebada •Isomeros α y β O
•Fermentable, soluble en agua OH O •Cebada, hidrolizados de maíz,
•No cristaliza OH OH almidón
•Elaboración de bebidas fermentadas •Fermentable, soluble en agua OH
•Fácil digestión •No cristaliza OH
HO
•Elaboración de alimentos infantiles •Elaboración de bebidas OH
fermentadas
7
8. Celobiosa Gentobiosa
β-D-glucopiranosil-α-D-glucopiranosido
4-β-D-glucopiranosil-D-
glucopiranosa
CH2OH CH2OH 2 unidades de glucosa
β(1,6) CH2OH
O O OH Reductor O O
Glucosa OH OH presente en amigdalina CH2
β(1,4) O (glucósido cianogénico OH O
presente en almendras)
Unidad de la celulosa OH HO
OH OH
reductor OH OH OH
HO
OH
Trehalosa Lactosa
1−α-D-glucopiranosil-α-D-glucopiranosido
4-β-D-galactopiranosil-D-
2 unidades de glucosa glucopiranosa
α(1,1) CH2OH CH2OH
Galactosa y glucosa
Carece de grupos aldehído OH O O OH
y cetona libres Enlace β(1,4) OH OH
No Reductor O
Reductor
hemolinfa de insectos Isomeros α y β
Hongos y levaduras OH OH
Leche de mamíferos
poco soluble
Lactosa lactulosa
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH OHCH2
HO
4 α - g
- - D alactopiranosil- O OH
OH O OOH O O
Lactasa - fructofuranosa
D HO
OH OH H + CH2OH
O
(β-galactosidasa) OH OH β(1,4) HO CH2OH
OH HO OH O O
OH OH OH OH Galactosa y fructosa H
Reductor OH
OH
Lactosa galactosa + glucosa Por epimerización de OH
glucosa a fructosa al
calentar leche
8
9. Proceso de
Sacarosa CAÑA
obtención DE
TRITURADO
β-D-fructofuranosil-α-D-glucopiranosido
α-D-glucopiranosil- β-D-fructofuranosido
BAGAZO JUGO AZÚCAR
Clarificar
Glucosa y fructosa
(1,2) Evaporar
Carece de grupos aldehído y cetona libres
No sufre mutarrotación Centrifugar
No Reductor MELAZAS
Elevada solubilidad
AZÚCAR
Fácilmente cristalizable EN BRUTO
Remolacha, caña de azúcar
AZUCAR
Granos y frutas
REFINADA
Azúcar invertido Galactosacaridos
Sacarosa en solución
CH2OH
O t Flatulencia
HOCH2 O
[α]λ +66
OH HO Leguminosas: soya, frijoles, garbanzo,
O CH2OH
HO
OH OH
cacahuates, chíncharos
Mezcla de glucosa y fructosa
CH2OH
Calor/ácido O
o
HOCH2 O t Rafinosa Gal g fru
- lu
-
[α]λ -20
invertasa OH
HO
HO Estaquiosa Gal g - g fru
- al lu-
HO OH CH2OH
OH OH
Verbascosa Gal g - g - g fru
- al al lu -
t t
[α]λ +52.5 [α]λ -92
OH Rafinosa
O CH2
OH α(1,6)
HO
H
O HOCH2 O Reacciones de carbohidratos
O OH HO
CH2OH HO O CH2OH
OH OH
OH Estaquiosa
CH2OH O CH2
HO O OH α(1,6)
H
O HOCH2 O
H HO
OH O OH HO
O CH2 O CH2OH
OH HO
α(1,6) OH OH
9
10. Reacciones químicas Enolización (álcalis débiles 0.05N)
condiciones reacción productos
HC=O HOCH HOCH2 HOCH O=CH
álcalis (0.05N) enolización isómeros
=
=
HCOH HCOH HC=O HOC HOC
OHCH OHCH OHCH OHCH OHCH
Enolización/hidrólisis Enoles,
Álcalis (0.5N) HCOH HCOH HCOH HCOH HCOH
Diacetilo, acetoína, ácidos
HCOH HCOH HCOH HCOH HCOH
Álcalis (1N) Enolización/ Ácidos glucónicos
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
Oxidación
Ácidos débiles Enolización (lenta) Isómeros D-glucosa trans-enol D-Fructosa cis-enol D-manosa
65% enediol 32% enediol 3%
Ácidos fuertes Deshidratación/ hidroximetilfurfural
Arreglo de Lobry De Bruyn y Alberda Van Eckenstein
ciclización furfural
Poder reductor
Oxidación a ácidos glucónicos (Fehling reduccion del CuSO4)
HC=O COOH
enolización
HCOH HCOH Azúcar + álcali enedioles o reductonas
OHCH Álcali 1N OHCH reductor
HCOH HCOH
HCOH HCOH Enoles + Cu2+ Óxido-reducción Cu+ + azúcares ácidos
CH2OH CH2OH
Cu+ + H2O oxidación
Cu2O (rojo)
D-glucosa Ac. D-glucorónico
Iones que pueden reducir: Ag +, Hg 2+ , Cu 2+ , Bi 3+ , Fe(CN) 6-
métodos de Benedict, Somogyi, Hagendorn-Jensen, etc
Deshidratación y ciclización
(ácidos) Reacciones de oscurecimiento
Mecanismo O2 Sustrato Temp. pH óptimo productos
HCOH HC=O HC=O HC=O
elevada
=
HCOH HCOH HC=O HC=O -H O HC CH
=
2
OHCH
H2O
CH CH2
reacomodo
CH ciclización Caramelización No azúcares Sí Alc/ac caramelo
=
HCOH HCOH HCOH CH HOCH2C CCHO
HCOH HCOH HCOH HCOH
O
Maillard No Az. reductor No ligeramentea melanoidinas
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH + amino lcalino
1,2-enol 3-desoxiosulosa hidroximetil furfufural Oxidación Sí Ac. No Ligeramente No
HMF ascórbico ácido
Ac. ascórbico
Polifenol- sí Comp. No Ligeramente melaninas
oxidasa (PPO) fenólicos alcalino
10
11. Oscurecimiento
enzimático Caramelización
•Sistema enzimático polifenol oxidasa Ocurre a Temp. superiores al punto de fusión
•pH óptimo 7
•Sensibles a tratamiento térmico pH ácidos/alcalinos
•Agentes reductores: ácido cítrico, SO2 Se acelera con ácidos carboxílicos y sales
OH O
PPO / O2 Reacciones:
polimerización
(catecolasa) MELANINAS Deshidratación derivados furfural
OH (cresolasa) Polimerización melanoidinas
O
Otras aldehídos, cetonas,
Fenoles Quinonas pirazinas, etc
Caramelo Caramelización: fragmentación
melanoidinas
Mezcla compleja compuestos en forma Azucares Acidos sacaricos Furfural
Furanos, furanonas,lactonas
Pironas, aldehídos, cetonas
coloidal. Ácidos, ésteres, pirazinas
Temperatura superior al punto de
fusión O C2H5 O CH3 N CH3 N CH3
CH3
N CH2CH3
H3C N N CH3
Líquido o sólido café oscuro O
OH
O
OH H3C N CH3
sabor a azúcar quemada/ amargo Etil-maltol maltol 2,3,5-trimetilpirazina 2,5-dimetilpirazina 2-etil5(6)dimetilpirazina
Soluble en agua
SACAROSA (C6H12O6)
Adición de ácidos
ISOSACAROSANA
Sulfúrico
Acético
CARAMELANA (C24H36O18)
Hidrólisis Cítrico
Deshidratación
dimerización
Fosfórico
CARAMELENO (C36H50O25)
CARAMELINA (C125H188O80) Favorecen formación de furanos
HUMINA baja intensidad de sabor
11
12. Alcalis Amoniaco y SO2
Hidroxido de sodio Favorecen la producción de pigmentos
Hidroxido de potasio obscuros de elevado peso molecular
Hidroxido de amonio Usos
Hidroxido de calcio Bebidas de cola
favorece enolización y fragmentación
Sabor intenso
Color suave
Color Caramelo tipo I
absorbancia de Simple o cáustico sin aditivos
caramelo al 0.1% (w/v) Estable en solución alcohólica al 75%
en agua, Usos
celda de 1-cm a 610 nm Tequila,
base al contenido de Ron
sólidos Etc.
Caramelo tipo III
Caramelo tipo II (Ammoniacal)
Sulfatado En presencia de ácidos o bases y sales de
En presencia de ácidos o bases y SO2 Amonio
Color oscuro e intenso
Usos Estable en soluciones salinas al 20%
Extractos vegetales Estable a pH 3
Aderezos Usos
coñac Cerveza
Salsas y aderezos
Productos horneados
12
13. Clase IV Reacción de Maillard:etapas
Sulfato amonio
- A. Condensación azúcar reductor y grupo
En presencia de ácidos o bases, SO2 y sales amino
de amonio B. Reordenamiento de los productos de
Color oscuro e intenso condensación
Estable en soluciones salinas al 20%
C. Deshidratación de los productos
Estable a pH menor a 2 reordenados
Usos
Bebidas de cola
D. Fisión y Degradación
saborizantes E. Polimerización a melanoidinas
Melanoidinas Reacción de Maillard: factores
Pigmentos pH alcalino
complejos de alto Ea= 30 kcal/mol Q10 = 2 a 3
peso molecular Aw 0.6 0
- .9
Color amarillo al Tipo de aminoácido
café oscuro Lisina> arginina> histidina> triptofano
Sabor amargo Tipo de azúcar
Aldosas>cetosas:
Xilosa>galactosa>glucosa>fructosa>lactosa>maltosa
Cu2+ / Fe3+, O2 y radiaciones catalizan formación
de melanoidinas
Reacción de Maillard:inhibición Reacción de Maillard:inhibición
Acido sulfuroso Refrigeración
Bloquea grupos carbonilo en degradación Acidificación
de Strecker
Emplear azúcar no reductor: sacarosa
R C
- H=O + H2SO3 HO C O 2H
- - H SO
Fermentación de azúcar
R
Efecto antioxidante
13
14. Reacción de Maillard: efectos
Reduce la calidad nutricional
Aminoácidos esenciales “lisina”
Reduce solubilidad y digestibilidad de
proteínas
Oscurecimiento y sabores
desagradables
14
