39
Carbohidratos o Hidratos de Carbono C C n n (H (H 2 2 O O ) ) m m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas • Pentosas • Hexosas • Heptosas ALDOSA CETOSA

Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Carbohidratos

o

Hidratos de

Carbono

CCnn(H(H22OO))mm

MONOSACÁRIDOS

(azúcares simples)

Polihidroxialdehídos

Polihidroxicetonas

• Triosas

• Tetrosas

• Pentosas

• Hexosas

• Heptosas

ALDOSA

CETOSA

Page 2: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

O

O H

H O H

H O H

D - E r itro sa

O H

O

OH H

H O H

D - T reosa

O H

O

H O HH O HH O H

D - R ib osa

O H

O

OH HH O HH O H

D - A rab in o sa

O H

O

H O HOH HH O H

D - X ilo sa

O H

O

OH HOH HH O H

D - L ix o sa

O H

O

H O HH O HH O HH O H

D- A lo sa

O H

O

OH HH O HH O HH O H

D- A ltro sa

O H

O

H O HOH HH O HH O H

D - G lu c osa

O H

O

OH HOH HH O HH O H

D - M ano sa

O H

O

H O HH O HOH HH O H

D - G u lo sa

O H

O

OH HH O HOH HH O H

D- Id o sa

O H

O

H O HOH HOH HH O H

D - G a la c to sa

O H

O

OH HOH HOH HH O H

D - T a lo sa

O

H O H

O H

Familia de las Familia de las

DD--aldosasaldosas

D-gliceraldehído

aldotetrosas

aldopentosas

aldohexosas

Page 3: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

OH

O

H OH

OH HH OHH OH

CH2OH

H OHOH HH OHH

H OH

O

O

OHH

HH

OHOH

H OH

H

OH

O

OHOH

HH

H

H

HOHOH

OH

D-Glucosa (Fischer)

(Conformación en silla)

O

HHH

H

OHOH

H OH

OH

OH

O

HOH

HH

H

H

OHOHOH

OH

CH2OH

H OHOH HH OHH

OH H

O

(Proyección de Haworth)

αααα-D-glucopiranosa ββββ-D-glucopiranosa αααα-D-glucopiranosa ββββ-D-glucopiranosa

Formación de hemiacetales (anómeros)

OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

PF = 146 °°°°CRot. Esp. = +112,2 °°°°

PF = 150 °°°°CRot. Esp. = +18,7 °°°°

Page 4: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Formación de hemiacetales

O OH

H

OH

OH

H

H

OH

OH

O

OH

H

OH

OH

H

H

OH OH

OH

O

OH H

H OH

H OH

OH

αααα-D-fructofuranosa D-fructosa ββββ-D-fructofuranosa

O

H

HH

H

OHOH

H OH

OH

OH

O

HOH

HH

H

H

OHOHOH

OH O OH

H

OH

OH

HH

OH

OH

ββββ - D - glucopiranosa ββββ - D - fructofuranosa

O O

piranofurano

Page 5: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Glicósidos

O

HOH

HH

H

H

OCH3OH

OH

OH

O

OCH2CH3

H

OH

OH

H

H

OH OH

metil-β-D-glucopiranósido etil-α-D-fructofuranósido

AZÚCAR + ROH GLICÓSIDO H+

AZÚCAR 1 + AZÚCAR 2 DISACÁRIDO(glicósido)

Page 6: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Disacáridos naturales

1→4

1→6

1→1

αααα o ββββ

Formación de un enlace O-glicosídico para originar u n disacárido

Page 7: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

CELIOBIOSA CELIOBIOSA ((ββββββββ -- 11→→→→→→→→4)4)O

HOH

HH

H

H

OOHOH

OH

O

HOH

HH

H

H

OOH

OH

O

HOH

HH

H

H

OOH

OH

O

HOH

HH

H

H

OOH

OH

O

HOH

HH

H

H

OOH

OH

O

HOH

HH

H

H

OOH

OH

OH

O

HOH

HH

H

H

OHOH

OH

4-O-(β-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa

ββββ -D-glucopiranosa

ββββ -D-glucopiranosil

41

acetal

(no mutarrota)

hemiacetal

(mutarrota)

ES REDUCTOR

β- glucosa - glucosa

Page 8: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

MALTOSA MALTOSA ((αααααααα -- 11→→→→→→→→4)4)

O

HOH

HH

H

H

OHOH

OH

O

OOH

HH

H

H

HOHOH

OH

4-O-(α-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa

ES REDUCTOR

α- glucosa - glucosa

Page 9: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

LACTOSA LACTOSA ((ββββββββ -- 11→→→→→→→→4)4)

O

HOH

HH

H

H

OHOHO

OHO

HOH

HH

OH

H

OHH

OH

β-galactosa - glucosa

4—O-(β-D galactopiranosil)-D-glucopiranosa

ES REDUCTOR

Page 10: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

GENTIOBIOSA GENTIOBIOSA ((ββββββββ -- 11→→→→→→→→6)6)

β-glucosa - glucosa

O

HOH

HH

H

H

OOH

OH

OH

O

HOH

HH

H

H

OHOH

OH

CH2

61

6-O-(β-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa

ES REDUCTOR

Page 11: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

SACAROSA SACAROSA ((11→→→→→→→→2)2)

α-glucosa - β-fructosa

O

H

OH

OH

HH

OH

OH

O

OH

HH

H

H

HOHOH

OH

O

2

1

ES NO REDUCTOR

α-D-glucopiranosil-β-D-fructofuranósido (o β-D-fructofuranosil-α-D-glucopiranósido)

Page 12: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

TREHALOSA TREHALOSA ((11→→→→→→→→1)1)

α-glucosa - α-glucosa

O

OH

HH

H

H

HOHOH

OH

O

OH

HH H

H

OHOH

OH

H

o

ES NO REDUCTOR

α-D-glucopiranosil-α-D-glucopiranósido

1

1

Page 13: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Oligosacáridos

trisacáridos

tetrasacáridos

pentasacáridos ...

3–10 unidades monosacáridas

Page 14: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

RAFINOSARAFINOSA

O

OH

HH

OH

H

HOH

H

OH

O

OH

HH

H

H

HOHOH

O

H

OH

OH

H

H

OH

OH

o

CH2

O

O

OH

HH

OH

H

HOH

H

O

OH

HH

H

H

HOHOH

O

H

OH

OH

H

H

OH

OH

o

CH2

O

CH2

O

OH

HH

OH

H

HOHH

OH

O

ESTAQUIOSAESTAQUIOSA

α-D-galactopiranosil-(1→6)-α-D-glucopiranosil-(1→2)-β-D-fructofuranósido

α-D-galactopiranosil-(1→6)-α-D-galactopiranosil-(1→6)-α-D-glucopiranosil-

(1→2)-β-D-fructofuranósido

α-galactosa –

α-glucosa - β-fructosaα-galactosa - α-galactosa - α-glucosa - β-fructosa

NO REDUCTORES

Page 15: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

O

OH

HH

H

H

HOHOH

OH

O

H

OH

OH

H

H

OH O

CH2

OO

H

OH

OH

HH

OH

CH2

n

FRUCTOOLIGOSACFRUCTOOLIGOSAC ÁÁRIDOS (FOS)RIDOS (FOS)

n=1 ���� ���� 1-kestosa (GF2)

n=2 ���� ���� nistosa (GF3)

n=3 ���� ���� fructosilnistosa (GF4)

β 2→1

FOS = oligofructosa (Raftilose )inulina (Raftiline )

Page 16: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

EDULCORANTES

Nutritivos (azúcares, polioles →→→→ de origen vegetal)

No nutritivos (en general son sintéticos)

TEORÍA MOLECULAR DEL SABOR DULCEAH (O o N + H; -OH, -NH-, -NH2)

B (grupo con O, N u otro elem. electronegativo)

γγγγ (punto hidrofóbico)

Modelo tripartito → glicóforo: tres unidades

AH

B

γγγγ

γγγγ

B Areceptor

A-B : 2,6 ÅB-γγγγ: 5,5 ÅA-γγγγ: 3,5 Åprotón de AH y B : 3 Å

Page 17: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

• Glicóforo se une a centro receptor (células gustativas) → sensación dulce

• γγγγ: dirige y alinea la molécula mientras glicóforo AH/B se acerca al receptor

• Carbohidratos con estructura 1,2-glicol → poseen glicóforo AH/B → si además presentan conformación adecuada → confieren sabor dulce

αααα-D-glucopiranosa

O

OHOH

HH

H

H

HOHOH

CH2OH

γγγγ

B

AH

123

45

6

Asignaciones basadas en efecto Lemienx (activación del H del OH del C4 por el O del OH del C6)

O

OHOH

OHOH

CH2

OH

123

45

6

mayor carácter

ácido

ββββ-D-fructopiranosa

O CH2

OH

OH

OH

OHOH

γγγγ B

AH

12

34

5

6

Page 18: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Carbohidratos o glúcidos

Azúcares → dulces (bajos PM)

Sacarosa (azúcar de caña/remolacha)

Glucosa (dextrosa, azúcar o jarabe de almidón)

Azúcar invertido (mezcla equimolar de fructosa y glucosa)

Maltosa (disacárido Glu-Glu, α 1→4)

Lactosa (azúcar de leche: disacárido, Gal-Glu, β 1→4)

Fructosa (levulosa, azúcar de fruta)

Azúcares alcoholes (sorbitol, manitol, xilitol, maltitol, isomaltitol, lactitol, etc.)

Maltulosa, isomaltulosa, lactulosa, etc.

SUSTANCIAS EDULCORANTES DE NATURALEZA GLUCÍDICA

Page 19: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

OH

O

OH H

H OH

H OH

OH

O

OHHH

OH

H

OH H

OH

H

OH

OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

O

OHH

HH

OHOH

H OH

H

OH

O

H

OH

OH

HH

OH

OH

O

OH

HH

H

H

HOHOH

OH

OO

HOH

HH

H

H

OHOHO

OHO

HOH

HH

OH

H

OHH

OH

ββββ-D-fructopiranosa αααα -D-glucopiranosa

Sacarosa α-D-glucopiranosil-β-D-

fructofuranósido

Lactosa4-O-(β-D galactopiranosil)-D-

glucopiranosa

Page 20: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

O

HOH

HH

H

H

OHOH

OH

O

OOH

HH

H

H

HOHOH

OH

OH

H OH

OH H

H OH

H OH

CH2OH

OH

OH HOH HH OHH OH

CH2OH

Sorbitol

(D-glucitol)Manitol

(D-manitol)

CH2OH

OH

H OHOH HH OH

XilitolMaltitol

4-O- α -D-Glucopiranosil-D-Glucitol

Maltosa 4-O-(α-D-glucopiranosil)-D-

glucopiranosa

Isomaltitol6-O- α -D-Glucopiranosil-D-

Glucitol

Page 21: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Maltulosa 4-O-α-D-Glucopiranosil-D-Fructosa

Lactitol 4-O--D-Galactopiranosil-D-Glucitol

Lactulosa4-O-β-D-Galactopiranosil-D-fructose

Page 22: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

APLICACIONES DE LOS EDULCORANTES

propiedades organolépticaspropiedades nutricionales propiedades funcionalesvalor económicocalidad

solubilidadviscosidadhigroscopicidad

0 20 40 60 80 T(ºC)

90

70

50

30

10

Sol

ubi

lidad

(g/1

00 g

sol

.)

Lactosa

Glucosa

SacarosaXilitol

SorbitolFructosa

Solubilidad vs. Temperatura

Page 23: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Viscosidad vs. Temperatura /Concentración(sacarosa)

0 10 20 30 40 50 60 [Sacarosa] (%)

60

50

40 30

20

10 0

Vis

cosi

dad

(cps

)___

T (ºC) 0 10 20 30 40 50 60

16 12

8

4

0

Viscosidad (cps)- - -

Viscosidad vs. Temperatura

(diferentes edulcorantes)

10000

1000

100

Vis

cosi

dad

(cps

)

jarabe de glucosa DE60 (77%)

0 20 40 60 80 100 T(ºC)

jarabe de glucosa DE40 (78%)

sacarosa (70%)

fructosa (70%)

xilitol(70%)

Page 24: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Isotermas de absorción de agua

diferentes edulcorantes)

REACTIVIDAD / ESTABILIDAD QUÍMICA

Azúcares reductores → más reactivosEn medio ácido moderado → monosacáridos estables; disacáridos → hidrólisisMayores estabilidades : Fructosa → pH = 3,3; Glucosa → pH = 4,0Menores pH → reacciones de deshidrataciónpH > 5 → Reacción de Lobry de Bruyn-van Ekenstein (isomerización)Soluciones moderadamente alcalinas → azúcares reductores son inestables; máxima estabilidad de sacarosaAzúcares alcoholes → muy estables en soluciones ácidas o alcalinas

100 80 60 40 20 0

0 20 40 60 80 100 HR (%)

Abs

orci

ón d

e ag

ua (

%)

4 3 2 1

1: sacarosa2: xilitol3: fructosa4: sorbitol

Page 25: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

ESTABILIDAD TÉRMICA

Muy variableSacarosa y glucosa estables hasta 100 ºC en sol. neutrasFructosa se descompone a 60 ºC

Sabor → depende de aroma, pH, textura

CAPACIDAD EDULCORANTE (relativa a sacarosa: 1 ó 100)

Poder edulcorante vs. Temperatura

0 10 20 30 40 50 60 T (ºC)

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

Inte

nsid

ad r

elat

iva

D- Fructosa

D- Glucosa

D-Galactosa

Maltosa

∆∆∆∆ββββ-D-Fructopiranosa ←→←→←→←→ αααα-D-Fructopiranosa

(menos dulce)

Page 26: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

SACAROSASACAROSAAmpliamente difundida en la naturalezaEl de mayor consumo (importancia económica)α-D-glucopiranosil-β-D-fructofuranósido (o β-D-fructofuranosil-α-D-glucopiranósido)No reductor → (no reacciona conTollens, Fehling, etc.)

O

OHOH

HH

H

H

HOHOH

OHO

HOH

HH

H

H

OHOHOH

OH

OH

O

H OHOH HH OHH OH

Glucosa

O OH

H

OH

OH

HH

OH

OH

O

OHH

OH

OH

HH

OH OH

OH

O

OH HH OHH OH

OHFructosa

Page 27: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

OBTENCIÓN INDUSTRIAL

Reserva energética de algunas plantas

Biosintetizada por fotosíntesis : 12 CO 2 + 11 H2O →→→→ C12H22O11 + 12 O2

Principales materias primas: caña de azúcar y remolacha azucarera

Producción mundial → 120 mill tn /año (70% de caña, 30% de remolacha)

India, Tailandia (caña); países de la CEE (remolacha)

Remolacha azucarera → Beta vulgaris (cultivo en otoño o invierno temprano). Planta de clima templado,

bienal. Raíz bulbosa contiene 18% sacarosa.

Caña de azúcar → Saccharum officinarum. Gramínea de clima tropical. Tallo contiene 14-17% sacarosa

1 2

O

OHOH

HH

H

H

HOHOH

OH

O OH

H

OH

OH

HH

OH

OH

O

OH

HH

H

H

HOHOH

OH

O

H

OH

OH

HH

OH

OH

O

+ + H2O

Page 28: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Azúcar de remolachaRemolacha → Cultivo, lavado, rebanado → extracción por difusión (agua, 70 ºC en contracorriente) → jugo (14% en peso de azúcar e impurezas) → jugo de mayor pureza que el de cañaPrensado → pulpa escurrida y agotada (alimentos para ganado) + jugo escurrido (parte se recicla)

Purificación del jugo por encalado / carbonatación:

JUGO SUCIO + Ca(OH)2 + CO2 →→→→ JUGO PURIFICADO + CaCO 3 ↓↓↓↓ + H2Olechada de cal

Filtración → jugo purificado diluído → concentración en evaporador de múltiples fases (6-7 fases) → jarabe concentrado → ebullición bajo vacío (80% azúcar) → cristalización → cristales + licor madre → centrifugación →secado → azúcar no refinado

Azúcar de caña Caña → corte y deshojado → trituración (molino) → jugo muy sucio (15% en peso de azúcar) + bagazo (combustible en quemadores) → ....→....→....→ ebullición (55-70% sólidos) → cristalización → recristalización del licor madre (3 etapas) → centrifugación → azúcar moreno (85-97% pureza)

REFINACIÓN

Azúcar no refinado → afinado (remoción de la capa de licor madre de los cristales mediante lavado con jarabe tibio concentrado de mayor pureza) → centrifugación → disolución de cristales puros (jarabe al 50%) →carbonatación (fosfatación) → filtración → decoloración → evaporación → ebullición → cristalización →centrifugación → secado → azúcar blanco refinado (>99,5 % pureza)

Page 29: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

bagazocaña

JUGO

LAVADO

SEPARACIÓN DE DE RAÍCES

REBANADO

EXTRACCIÓN

Difusor en contracorriente con

agua a 70 ºC

PRENSADO

JUGO

pulpa

TRITURACIÓN

barros

Ca(OH)2

vapor

CARBONATACIÓN

JARABE

EBULLICIÓN

CRISTALIZACIÓN

CENTRIFUGACIÓN

AZÚCAR NO REFINADO

melazas

EVAPORACIÓN

Page 30: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

AZÚCAR NO REFINADO

AFINADO

jarabe de mayor pureza

JARABE 50%

licor con impurezas

cristales purifi cados

CENTRIFUGACIÓN

CARBONATACIÓN

FILTRACIÓN

DECOLORACIÓN

EVAPORACIÓN

EBULLICIÓN

CRISTALIZACIÓN

CENTRIFUGACIÓN licor

REPROCESADO

AZÚCAR BLANCO REFINADO

Page 31: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

AZAZÚÚCAR CAR INVERTIDOINVERTIDO

Hidrólisis de sacarosa (enzimática: invertasa → hongos y levaduras; química: HCl, T, resinas sulfónicas)

O

OHOH

HH

H

H

HOHOH

OH

O OH

H

OH

OH

HH

OH

OH

O

OH

HH

H

H

HOHOH

OH

O

H

OH

OH

HH

OH

OH

O ++ H2O

ααααD = +66,5ºααααL = -20º

•Puede ocurrir espontáneamente en alimentos ácidos

•Hay aumento en materia seca (5,26 %)

•Leve aumento en el dulzor

•Elevación de la solubilidad del azúcar en solución →→→→ producción de jarabes de azúcares

(soluciones de azúcar invertido son menos viscosas que las de sacarosa a igual residuo

seco; menor posibilidad de contaminación)

Page 32: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

20Lactosa⋅H2O

83Maltosa⋅H2O

107Glucosa⋅H2O

375Fructosa

204Sacarosa

Solubilidad a 20 ºC (g/100g H2O)

Azúcar

Aumento de solubilidad → por alta solubilidad de fructosa, dificultad de cristalización de la glucosa.

SOLUBILIDAD Y CRISTALIZACIÓN DE LA SACAROSA

487,282,97100

415,780,6190

260,472,2550

238,170,4240

219,568,7030

203,967,0920

190,565,5810

179,264,180

g/100 g H2O% p/p (º Brix)T (ºC)Solubilidad aumenta con :TemperaturaAdición de azúcar invertido, glucosa o jarabes de glucosa (control de viscosidad)Soluciones sobresaturadas → por enfriamiento de soluciones saturadas preparadas a T elevadasVelocidad de cristalización afectada por:Adición de azúcar invertido o glucosa (útil en golosinas por ej.)

Page 33: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

HIGROSCOPICIDAD DE LA SACAROSAAfecta textura

glucosa, maltosa, jarabes de glucosa < sacarosa < a zúcar invertido, fructosa

Humectantes → azúcar invertido, miel, polialcoholes (sorbitol, manitol, glicerol)Para mantener estados amorfo o vítreo de azúcares → se aumenta la conc. de glucosa

Estado vítreo

Estado amorfo, de alta viscosidad (> 1013 poises) → impide cristalización. Se obtiene por:

•Fusión térmica de azúcares cristalinos seguida de enfriamiento (no para sacarosa)•Congelamiento rápido de una solución•Concentración rápida de una solución a T elevada seguida de enfriamiento (azúcares “cocidos”)•Deshidratación de una solución (e.g. liofilización) como en el caso de lactosa, sacarosa

Estado metaestable (depende de T)

Page 34: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

DSC → variaciones de calor específico → cambios de estado

Tg: temperatura de transición vítrea. Si T > Tg se torna cristalino

Azúcares en estado vítreo → altamente higrocópicos → adsorción de agua aumenta velocidad de cristalización → se torna pegajoso por liberación de agua de cristalizaciónCaramelo duros → soluciones sobresaturadas de sacarosa en estado vítreo (alta viscosidad, presencia de glucosa y/o jarabes de glucosa → reducen higroscopicidad)

Page 35: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

AZAZÚÚCARES DERIVADOS DEL ALMIDCARES DERIVADOS DEL ALMID ÓÓNN

Jarabes de almidón (jarabe de glucosa o maltosa)

Sacarificación del almidón por hidrólisis ácida o enzimática

Hidrólisis ácida : HCl o H2SO4 → Neutralización → purificación (floculación de proteínas y lípidos, decoloración e intercambio iónico) → concentración bajo vacío (70-85% de sólidos totales).Se obtienen indeseables: isomaltosa, gentiobiosa, di, trisacáridos, productos de degradación: 5-HMF, etc.

Hidrólisis enzimática : α-amilasas, β-amilasas, glucoamilasas y pululanasas → Liquefacción previa con ácido, α-amilasa o mixto.α-amilasas termorresistentes de Bacillus subtilus o B. liqueniformis (pH óptimo de 6,5 y T de 70-90 ºC y hasta 110 ºC, respectivamente)

Ejs. Hidrólisis con α y β amilasa bacterial ó con α-amilasa fungal → Glu: 5%, Maltosa: 55%, Maltotriosa: 15%, Maltotetrosa: 5%, Dextrinas: 20%Hidrólisis con pululanasas → hasta 95% de maltosa

Page 36: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

2-29697

1511353965

252050545

88651Hidrólisis enzimática20

3113203660

5911131740

729910Hidrólisis ácida30

Oligosacáridosn> 3

Maltotriosa

MaltosaGlucosaDE

USOS: caramelos dulces → retardan cristalización de sacarosacaramelos blandos, chicle, fondant (rellenos de golosinas) → agentes de ablandamientoheladería, producción de bebidas alcohólicas y bebidas gaseosas, frutas enlatadas e industria confitera

Equivalente de dextrosa (DE): cantidad de azúcares reductores expresados en unidades de glucosa (DE glu = 100 → DE alm = 0)Poder edulcorante de hidrolizado depende del grado de sacarificación (25-50% de sacarosa)

Page 37: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Glucosa (dextrosa)

Almidón de maíz, papa o trigo → hidrólisis ácida parcial → hidrólisis enzimática (α-amilasas y amiloglucosidasas de Aspergillus niger y opera a pH óptimo de 4,5 a 60 ºC → 94-96 % de glucosa →purificación → evaporación → cristalización → αααα-D-Glucosa monohidratada → secado o cristalización → αααα-Glucosa

Jarabes de almidón desecados

Spray-drying de hidrolizados (3-4% humedad)

Jarabes de fructosa-glucosa

Jarabes de glucosa → isomerasas (B. megaterium, B. coagulans y L. brevii, pH 8,2, 35-60 ºC) →conversión 40-50% (jarabes de fructosa ) → concentración (cromatografía) → 90% de fructosa (JMAF )

Otros azúcares no fermentables

Hidrogenación de jarabes de glucosa

MALTOSA MALTULOSA (más dulce)isomerización alcalina

H2/cat.MALTOSA MALTITOL

Page 38: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

pH ≈ 4,7

95-98 ºC (vapor → ppta. albúminas)

SUERO SUERO

DESPROTEINADO

CONCENTRACIÓN (Evaporador)

ELIMIMACIÓN DE SALES

LACTOSA (amarilla)

12-14 % humedad

REFINACIÓN (Solubilización, filtración y

cristalización)

LACTOSA PURIFICADA

(blanca)

Lactosa

sorbitol, ácido cítricoGLUC OSA POLIDEXTROSA

T

Azucares derivados de la lactosa

LACTOSA LACTULOSA (más dulce)isomerización

H2/cat.LACTOSA LACTITOL

FructosaDe inulina (dalia, achicoria, topinambur) por hidrólisis ácidaCromatografía de un JAF o del azúcar invertido1,5 a 1,8 más dulce que la sacarosa

Page 39: Cn(H O)m - fio.unicen.edu.ar · Carbohidratos o Hidratos de Carbono Cn(H 2O)m MONOSACÁRIDOS (azúcares simples) Polihidroxialdehídos Polihidroxicetonas • Triosas • Tetrosas

Alto- Hidrólisis a glu- Cariogénico

Almidón. Proceso de hidrólisis controlado (amilasa)

JARABE DE

MALTOSA

Almidón (hidrólisis química o enzimática). Proceso influye en composición (% de glu, maltosa, maltotriosa y polisacáridos)

0,3-0,5JARABE DE

GLUCOSA

Bajo- Utilizado preferentemente en hígado y glóbulos rojos- No cariogénico- Moderadamente laxante

Hidrogenación de xilosa1,00XILITOL

Bajo- Oxidación a glu- Ligeramente cariogénico y - LaxanteHidrogenación de glucosa0,4-05SORBITOL

Bajo- Parcialmente utilizado en hígado- Ligeramente cariogénico y - LaxanteHidrogenación de fru0,4-05

MANITOL

Alto- Hidrolizada a glu y gal- No tolerada por humanos carentes de lactasa- Laxante

Suero de leche0,2-0,6LACTOSA

Bajo- En el hígado hasta 80%- Acelera la conversión de alcohol en hígado

- Hidrólisis de sacarosa- Hidrólisis de almidón e isomerización

1,1-1,7FRUCTOSA

Alto- Directo- Menos cariogénica que sacarosa

Almidón (hidrólisis química o enzimática)0,5-0,8GLUCOSA

Moderadamente alto- Hidrolizada a fru y glu- Cariogénica

- Caña de azúcar- Remolacha azucarera1,00

SACAROSA

Efecto sobre glucemia y secreción de insulina

Metabolismo/otras propiedades

Propiedades Fisiológicas

Fuente

Dulzor

relativoAzúcar