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en esta página, conoceremos la estructura química de los diferentes tipos de carbohidratos y aprenderemos dónde los encontramos en los alimentos.

en primer lugar, todos los carbohidratos se componen de los mismos elementos químicos:

• carbono (que es la parte «carbo -«)

• hidrógeno y oxígeno, en aproximadamente una proporción de dos a uno, al igual que en H2O (que es la parte «-hidrato»)

por esta razón, es posible que vea carbohidratos abreviados como «CHO» en nuestra clase.,

Los carbohidratos se pueden dividir en dos tipos principales: simples y complejos. Los carbohidratos simples se componen de solo una o dos unidades de azúcar, mientras que los carbohidratos complejos se componen de muchas unidades de azúcar. Vamos a ver cada uno de estos por turno. Esta figura le da una visión general de los tipos de carbohidratos que cubriremos.

Fig. 2.1. Los carbohidratos se pueden dividir en dos tipos principales: simples (incluidos monosacáridos y disacáridos) y complejos.,

carbohidratos simples

los carbohidratos simples a veces se llaman «azúcares» o «azúcares simples».»Hay 2 tipos de carbohidratos simples: monosacáridos y disacáridos.

los monosacáridos contienen solo una unidad de azúcar, por lo que son los carbohidratos más pequeños. (El prefijo «mono-» significa «uno.») El pequeño tamaño de los monosacáridos les da un papel especial en la digestión y el metabolismo. Los carbohidratos de los alimentos tienen que descomponerse en monosacáridos antes de que puedan ser absorbidos en el tracto gastrointestinal, y también circulan en la sangre en forma de monosacáridos.,

Hay 3 monosacáridos:

1. Glucosa

2. Fructosa

3. Galactosa

tenga en cuenta que los tres tienen la misma fórmula química (C6H12O6); los átomos se acaba de arreglar un poco diferente.

1 – glucosa

Aquí está la estructura química de la glucosa:

en esta clase, a veces usaremos un hexágono verde más simple para representar la glucosa:

producto principal de la fotosíntesis., Las plantas producen glucosa como una forma de almacenar la energía del sol en una forma que puede utilizar para el crecimiento y la reproducción.

en los seres humanos, la glucosa es uno de los nutrientes más importantes para alimentar el cuerpo. Es especialmente importante para el cerebro y el sistema nervioso, que no son muy buenos para usar otras fuentes de combustible. Los músculos, por otro lado, pueden usar la grasa como fuente de energía. (En la práctica, los músculos suelen utilizar alguna combinación de grasa y glucosa para obtener energía, de la que aprenderemos más adelante.,)

fuentes alimenticias de glucosa: la glucosa se encuentra en las frutas y verduras, así como en la miel, el jarabe de maíz y el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. (Todas las plantas producen glucosa, pero gran parte de la glucosa se usa para producir almidón, fibra y otros nutrientes. Los alimentos enumerados aquí tienen glucosa en su forma de monosacárido.,)

2 – fructosa

Aquí está la estructura química de la fructosa:

en esta clase, a veces usaremos un pentágono púrpura más simple para representar la fructosa:

porque es el carbohidrato más dulce. Las plantas producen mucha fructosa como una forma de atraer insectos y animales, que ayudan a las plantas a reproducirse. Por ejemplo, las plantas producen néctar, que es alto en fructosa y muy dulce, para atraer insectos que lo polinicen. Las plantas también ponen fructosa en la fruta para hacerla más sabrosa., Los animales comen la fruta, se alejan, y luego cagan las semillas de la fruta, sembrando así las semillas de la próxima generación. El Animal obtiene una comida, y la planta se reproduce: ¡ganar-ganar!

Fig. 2.2. Fructosa en la naturaleza: una abeja recoge el néctar dulce de una flor, en el proceso de propagación de polen de flor en flor y ayudar a las plantas a reproducirse. Las abejas usan néctar para hacer miel, que los humanos cosechan para su uso como edulcorante. (La miel contiene una mezcla de sacarosa, fructosa y glucosa)., Un kiwi es endulzado en parte por fructosa. Los animales disfrutan de la fruta dulce y luego cagan las semillas, sembrándolas para una nueva generación de árboles de kiwi.,

fuentes alimentarias de fructosa: frutas, verduras, miel, jarabe de maíz con alto contenido de fructosa

3 – galactosa

Aquí está la estructura química de la galactosa:

en esta clase, a veces usaremos un hexágono azul para representar la galactosa:

fuentes alimentarias de galactosa: la galactosa se encuentra en la leche (y los productos lácteos elaborados a partir de la leche), pero casi siempre está vinculada a la glucosa para formar un disacárido (más sobre eso en un minuto). Rara vez lo encontramos en nuestro suministro de alimentos en forma de monosacárido.,

el segundo tipo de carbohidratos simples son los disacáridos. Contienen dos unidades de azúcar unidas entre sí.

Hay 3 disacáridos:

1. Maltosa (glucosa + glucosa)

2. la Sacarosa (glucosa + fructosa)

3. a la Lactosa (glucosa + galactosa)

1 – Maltosa

la Maltosa se compone de dos moléculas de glucosa se unen. No ocurre naturalmente en ninguna cantidad apreciable en los alimentos, con una excepción: los granos germinados., Los granos contienen mucho almidón, que está hecho de largas cadenas de glucosa (más sobre esto en un minuto), y cuando la semilla de un grano comienza a brotar, comienza a descomponer ese almidón, creando maltosa. Si el pan está hecho de esos granos germinados, ese pan tendrá algo de maltosa. El pan de grano germinado es generalmente un poco más pesado y dulce que el pan hecho de harina regular.

la maltosa también juega un papel en la producción de cerveza y licor, ya que este proceso implica la fermentación de granos u otras fuentes de carbohidratos., La maltosa se forma durante la descomposición de esos carbohidratos, pero queda muy poco una vez que se completa el proceso de fermentación.

puede saborear la dulzura de la maltosa si mantiene un alimento con almidón en la boca durante un minuto más o menos. Pruebe esto con una comida simple como una galleta de soda. El almidón no es dulce, pero a medida que el almidón en la galleta comienza a descomponerse con la acción de la amilasa salival, se formará maltosa y probará la dulzura.

2-sacarosa

la sacarosa está hecha de una molécula de glucosa unida a una molécula de fructosa., Está hecho por las plantas por la misma razón que la fructosa attract para atraer a los animales a comerla y así esparcir las semillas.

la sacarosa es natural en frutas y verduras. (La mayoría de las frutas y verduras contienen una mezcla de glucosa, fructosa y sacarosa. Pero los seres humanos también han descubierto cómo concentrar la sacarosa en las plantas (generalmente caña de azúcar o remolacha azucarera) para hacer azúcar de mesa refinado. También encontramos sacarosa en el jarabe de arce y la miel.

la sacarosa que se encuentra en la batata es químicamente idéntica a la sacarosa que se encuentra en el azúcar de mesa., Del mismo modo, la fructosa que se encuentra en un higo es químicamente idéntica a la fructosa que se encuentra en el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. Como hablaremos más adelante, lo que es diferente es el paquete en el que vienen los azúcares. Cuando comes una batata o un higo, también obtienes mucha fibra, vitaminas y minerales en ese paquete, mientras que el azúcar y el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa solo proporcionan azúcar, nada más. No es malo comer azúcar. Después de todo, es un combustible vital para nuestro cerebro y sistema nervioso. Pero prestar atención al paquete en el que viene puede ayudarnos a tomar buenas decisiones generales para la salud.,

3-lactosa

la lactosa está hecha de una molécula de glucosa unida a una molécula de galactosa. A veces se le llama «azúcar de la leche», ya que se encuentra en productos lácteos como la leche, el yogur y el queso. Estos son los únicos alimentos de origen animal que tienen cantidades significativas de carbohidratos. La mayoría de nuestros carbohidratos provienen de alimentos vegetales.

carbohidratos complejos

los carbohidratos complejos también se llaman polisacáridos, porque contienen muchos azúcares. (El prefijo «poly -» significa » muchos.,») Hay 3 polisacáridos principales:

1. almidón

2. glucógeno

3. fibra

los tres polisacáridos se componen de muchas moléculas de glucosa unidas entre sí, pero difieren en su estructura y el tipo de enlaces.

1 – Almidón

el Almidón está formado por largas cadenas de glucosa. Si estas cadenas son rectas, se llaman amilosa; si son ramificadas, se llaman amilopectina.

Aquí hay un segmento de amilosa que contiene 3 unidades de glucosa.,

la siguiente figura muestra un segmento de amilopectina que contiene 4 unidades de glucosa. La estructura química se representa de manera diferente, pero ¿puedes ver el lugar donde se ramifica?

Usando nuestro hexágono verde para representar la glucosa, puede imaginar el almidón como algo como esto:

los humanos tienen enzimas digestivas para descomponer ambos tipos de almidón, que discutiremos en la siguiente página.

El almidón es la forma de almacenamiento de carbohidratos en las plantas., Las plantas producen almidón para almacenar glucosa. Por ejemplo, el almidón está en las semillas para dar a la plántula energía para germinar, y comemos esas semillas en forma de Granos, Legumbres (soja, lentejas, pinto y frijoles, por ejemplo), nueces y semillas. El almidón también se almacena en las raíces y tubérculos para proporcionar energía almacenada para que la planta crezca y se reproduzca, y los comemos en forma de papas, batatas, zanahorias, remolachas y nabos.

cuando comemos alimentos vegetales con almidón, podemos descomponerlos en glucosa para proporcionar combustible a las células de nuestro cuerpo., Además, el almidón de los alimentos vegetales enteros viene envasado con otros nutrientes valiosos. También encontramos almidón refinado, como el almidón de maíz, como ingrediente en muchos alimentos procesados, porque sirve como un buen espesante.

2-glucógeno

el glucógeno es estructuralmente similar a la amilopectina, pero es la forma de almacenamiento de carbohidratos en animales, incluidos los humanos. Se compone de cadenas muy ramificadas de glucosa, y se almacena en el hígado y el músculo esquelético., La estructura ramificada del glucógeno hace que sea más fácil de descomponer rápidamente para liberar glucosa y servir como combustible cuando sea necesario con poca antelación.

el glucógeno hepático se descompone en glucosa, que se libera en el torrente sanguíneo y puede ser utilizado por las células de todo el cuerpo. El glucógeno muscular proporciona energía solo para el músculo, para alimentar la actividad. Eso puede ser útil si estás siendo perseguido por un león, o correr para hacer su autobús!

aunque el glucógeno se almacena en el hígado y los músculos de los animales, no lo encontramos en la carne, porque se descompone poco después del sacrificio., Por lo tanto, el glucógeno no se encuentra en nuestros alimentos. En cambio, tenemos que hacerlo en nuestro hígado y músculo a partir de glucosa.

Aquí hay una hermosa representación de glucógeno.

Fig. 2.3-el glucógeno está hecho de largas cadenas ramificadas de glucosa, que irradian alrededor de una proteína central.

3 – Fiber

la fibra incluye carbohidratos y otras sustancias estructurales en plantas que son indigestibles a las enzimas humanas. La fibra es hecha por las plantas para proporcionar protección y soporte estructural., Piense en tallos gruesos que ayudan a que una planta se mantenga erguida, cáscaras de semillas resistentes y piel de frutas que protegen lo que crece dentro. Estos están llenos de fibra.

Fig. 2.4-ejemplos de plantas alimenticias ricas en fibra, incluyendo trigo, brócoli y manzanas.

en nuestros alimentos, encontramos fibra en alimentos vegetales integrales como granos enteros, semillas, nueces, frutas, verduras y legumbres.

uno de los tipos más comunes de fibra es la celulosa, el componente principal en las paredes celulares de las plantas., La estructura química de la celulosa se muestra en la siguiente figura, con nuestra representación simplificada al lado. Pueden ver que la celulosa tiene largas cadenas de glucosa, similares al almidón, pero están apiladas, y hay enlaces de hidrógeno que unen las pilas.

cuando comemos fibra, pasa intacta a través del intestino delgado, porque no tenemos enzimas digestivas para descomponerla. Luego, en el intestino grueso, nuestra microbiota amigable, las bacterias que viven en nuestros colon, van a trabajar en la fibra., Some fiber can be fermented by those bacteria. We’ll discuss fiber more later in the unit.

Self-Check

1. Levin, R.J. Carbohydrates., In: Modern Nutrition in Health and Disease, 9th Ed., Baltimore, MD, Lippincott Williams and Wilkins, 1999

2. US Department of Agriculture (USDA), Agricultural Research Service, Nutrient Data Laboratory. USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Legacy. Versión Actual: Abril 2018. Internet: http://www.ars.usda.gov/nutrientdata

Créditos de imagen

1. Fig. 2.1-diagrama de tipos de carbohidratos por Alice Callahan hecho con Microsoft SmartArt, CC BY-SA 4.,0

2. Las estructuras químicas de glucosa, fructosa, galactosa, amilosa, amilopectina son de dominio público, accedidas desde Wikipedia