25/4/17

Módulo completo Química Orgánica

Este módulo tiene todos los contenidos teóricos y ejercicios para trabajar en clase durante el primer y segundo trimestre , pueden descargarlo en el celular o llevarlo impreso:

Química Orgánica 

6/3/17

Teoría Atómico Molecular de la Materia

Revisaremos en estas clases algunos temas que ya aprendimos en 3° año de la secundaria: estructura atómica,  propiedades periódicas y enlaces químicos.

Para ello, vamos a analizar el siguiente cuadro conceptual:


Seguro que mucho no se acordarán de las uniones químicas, por eso les sugiero que vean los videos que se encuentran en otra sección de este blog : Enlace Químico = Unión Química

5/3/17

Introducción a la Química 2013

Bienvenidos a 5° año!

Compartiremos en este espacio, los contenidos y las actividades de la materia Introducción a la Química.



20/10/14

Los hidratos de carbono en los alimentos

Los hidratos de carbono o carbohidratos son moléculas orgánicas formadas por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Según su estructura se pueden clasificar en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Los monosacàridos son los hidratos de carbono más simples, pueden estar formados por 3 a 6 átomos de carbono, la unión de dos de ellos forma un disacárido. Todos poseen sabor dulce y son solubles en agua. Los oligosacáridos están formados por 3 a 10 unidades de monosacáridos, cuando la cantidad es mayor de 10 el polímero formado se llama polisacárido. Estos polímeros no son dulces, ni solubles en agua.

Los hidratos de carbono, reciben este nombre porque su fórmula general es Cn(H20)n , por ejemplo la glucosa , que posee 6 carbonos, tiene una fórmula general C6(H2O)6 . Cuando se forman disacáridos u otros compuestos que poseen más de un monosacárido, la relación no es la misma, porque por cada unión se `pierde una molécula de agua.

Monosacáridos

Son los hidratos de carbono más simples, se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos en:
  • Treosas ( 3 carbonos)
  • Tetrosas (4 carbonos)
  • Pentosas (5 carbonos)
  • Hexosas (6 carbonos)
También se pueden clasificar según el grupo funcional que posean en aldosas (grupo aldehído) y cetosas (grupo cetona). Las hexosas son los monosacáridos más abundantes en la naturaleza, dentro de ellos se encuentran la glucosa (aldosa) y la fructosa (cetosa).


La figura muestra las representaciones de Fischer en donde los carbonos forman una cadena lineal abierta y se numeran desde el grupo aldehído o desde el carbono más próximo al grupo cetona . Otra forma de representarlos es mediante las proyecciones de Hawort en donde se forman anillos de 5 o 6 carbonos que reciben el nombre de furanos o piranos respectivamente.



Cuando se forma el anillo el grupo aldehído o cetona se transforman en un grupo alcohol, que puede ubicarse por encima o por debajo del anillo, esto da lugar a los llamados isómeros alfa y beta (abajo y arriba)



La unión que permite forman disacáridos, oligosacáridos o polisacáridos se llama enlace glucosídico

Disacáridos

Están formados por dos monosacáridos, los más abundantes son la sacarosa, la maltosa y la lactosa. La sacarosa está formada por una molécula de glucosa y una de fructosa, se encuentra en el azucar comùn, que se puede obtener de la caña de azucar o la remolacha azucarera. La maltosa está formada por dos moléculas de glucosa, se obtiene a partir de la cebada y es la materia prima para la elaboración de cerveza. La lactosa es el azúcar de la leche, está formada por glucosa y galactosa.



Las características de los mono y disacáridos, como componentes fundamentales de los añlimentos son su sabor dulce y su gran afinidad por absorber y retener agua, también su solubilidad. 

Su sabor dulce se puede cuantificar a partir de la sacarosa a la que se le dió en forma arbitraria el valor de 100. Además de los hidratos de carbono, hay algunos polialcoholes que se usan como edulcorantes como el sorbitol y el xilitol, que se obtienen por reducción de la glucosa y la xilosa.


Los edulcorantes como la sacarina, el aspartame o la sucralosa tienen mucho más poder endulzante que la sacarosa, por eso se usan en cantidades mucho más pequeñas.

La afinidad por el agua varía dependiendo del hidrato de carbono, es menor en la lactosa y muy alta en la fructosa. Esto puede evidenciarse en los distintos alimentos, por ejemplo unas galletitas elaboradas con miel absorben mayor cantidad de agua que las que no la contienen. 

Otra característica de los hidratos de carbono es intervenir en las reacciones de pardeamiento que ocurren durante la cocción como la reacción de Maillard, que es la responsable del color que se produce en la corteza del pan o en el dulce de leche. También intervienen en las reacciones de caramelización que se producen cuando se concentra una solución de azúcar a alta temperatura. 



Polisacáridos

Son polímeros lineales o ramificados de alto peso molecular formados por cientos o miles de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Se clasifican en:


  • Almidones, polisacáridos vegetales, sustancia de reserva que se almacena en los granos de los cereales, tubérculos, frutas y legumbres. Están compuestos por dos tipos de polisacáridos la amilosa, una molécula lineal con uniones alfa (1-4)  y la amilopectina, una molécula ramificada con uniones alfa (1-4) y alfa (1-6), ambos formados por glucosa. Estos polisacáridos se agrupan en gránulos.
  • Celulosa, polisacárido vegetal estructural, insoluble en agua, se usa como espesante y estabilizante. Está formado por unidades de glucosa unidas por enlaces Beta (1-4). Es el componente de la pared de frutas, vegetales y granos. El hombre no puede degradarla, constituye la fibra o salvado.
  • Gomas vegetales, se extraen de cáscaras y semillas, de las algas, exudados de plantas entre otros orígenes, se usan como espesantes y gelificantes. Las pectinas están presentes en las frutas, constituídas por ácido galacturónico, gelifican en diferentes condiciones según su estructura, las llmadas ATM gelifican a pH ácido, cercano a 3 y las BTM, a pH neutro en presencia de calcio, son las que se usan en los postres lácteos.
  • Glucógeno, polisacárido de origen animal, almacena energía.


Los polisacáridos que se utilizan en la elaboración de alimentos en general son espesantes o gelificantes, retienen agua en su estructura. El almidón es insoluble en agua fría pero si se calienta los enlaces de hidrógeno se rompen y el agua ingresa en los gránulos. Cuando el almidón gelatinizado se enfría se reestablecen los puentes hidrógeno, reteniendo el agua en su interior. Estos procesos explican la formación de capas de agua sobre los postres y la salsa blanca al enfriarse o el endurecimiento del pan en su interior. 




18/9/14

Imprescindibles... las proteínas


Las proteínas desempeñan funciones biológicas en el organismo humano,  entre las más importantes se cuentan la regeneración y la formación de tejidos, la síntesis de enzimas, anticuerpos y hormonas, y como constituyente de la sangre, forman parte del tejido conectivo y muscular de los animales y de otros sistemas regidos estructurales. 

El nitrógeno es el elemento principal de las proteínas y a ello se debe su importancia en la alimentación porque a pesar de existir una gran cantidad en nitrógeno en la Tierra, se encuentra en forma elemental en la atmósfera y no es aprovechable para llenar las necesidades biológicas del ser humano, ya que para la síntesis de sus proteínas. de ácidos nucleicos y de otras sustancias nitrogenadas degran interés sólo utiliza el nitrógeno orgánico proveniente de los polipéptidos  de la dieta. Los vegetales pueden producir estos nutrimentos a partir de moléculas sencillas, como nitrógeno inorgánico, agua y dióxido de carbono. 

Los aminoácidos

Las proteínas están formadas por aminoácidos, como su nombre lo indica, estos compuestos se caracterizan por tener en su molécula un grupo amino y un ácido carboxílico, de los cuales se conocen más de 140 que se encuentran en distintos tejidos de origen animal y vegetal, así como en los microorganismos. De todos estos, solo 20 funcionan como monómeros o constituyentes básicos de las proteínas. Los aminoácidos se unen entre si por enlaces peptídicos. La unión de los 20 aminoácidos esenciales da origen a todas las proteínas conocidas.



Clasificación de las proteínas


Existen diversos métodos para clasificar las proteínas, pero los principales se basan en cuatro criterios fundamentales: composición, forma, solubilidad y funciona biológica. 

  • Composición: Estas macromoléculas pueden ser simples (homoproteínas) y conjugadas (heteroproteínas); las primeras, están compuestas exclusivamente de aminoácidos y si hidrólisis total solo produce una mezcla de éstos. Las conjugadas tiene además una fracción no proteínica llamada grupo prostético, en esta categoría están las metaloproteínas, las glucoproteínas, las fosfoproteínas, las lipoproteínas y .las nucleoproteínas.
  • Forma: Todas las proteínas se pueden clasificar por su forma en globulares y fibrosas. Las globulares presentan una estructura esférica por el desdoblamiento de su cadena, en esta categoría se encuentra la mayoría de las enzimas y de los polipéptidos en reserva del tejido vegetal. Las fibrosas son aquellas que le proporcionan rigidez a los tejidos y se caracterizan por estar constituidas por varias cadenas de polímeros unidas a lo largo de un eje recto común, esta integración causa que se produzcan fibras muy estables e inertes a agentes físicos, químicos y enzimáticos; su papel biológico en el reino animal se puede comparar con el que desempeña la celulosa en los vegetales.
  • Solubilidad : La solubilidad depende del tipo de aminoácidos que contenga, de tal forma que el polipéptido que tenga muchos residuos hidrófobos tenderá a ser menos soluble en agua que el que tenga un elevado número de grupos hidrófilos. Las albúminas son solubles en soluciones salinas diluidas y en agua Las globulinas son practicamente insolubles en agua pero solubles en soluciones salinas diluidas. Las histonas se caracterizan por su elevado contenido de aminoácidos básicos y por ser solubles en ácidos y en agua, tienen poca importancia en la tecnología de alimentos ya que son muy escasas. Las glutelinas son insolubles en agua, en etanol y en soluciones salinas y solo se solubilizan en ácidos  o en álcalis (pH 12); junto con las prolaminas, constituyen la mayoría de las proteínas que se encuentran en algunos granos como el trigo y el maíz. 
  • Función biológica: Algunas proteínas tienen diferentes funciones, confieren rigidez a los tejidos, otros son enzimas, hormonas toxinas, anticuerpos, transportadores de oxígeno o bien sirven como reserva de nitrógeno. En general estas propiedades sólo se producen cuando las proteínas tienen su estructuras secundaria y terciaria bien definidas; cualquier modificación de éstas causa alteración o pérdida de aquellas.
Organización estructural


Estructura primaria

Esta estructura se refiere a la ordenación en que se encuentran unidos los aminoácidos en la cadena; es una propiedad controlada genéticamente, altamente reproducible y única para cada fracción. Por esta razón, se han estudiado las secuencias de estos monómeros y se ha llegado a pensar que pueden existir relaciones genéticas entre diferentes especies.

Estructura secundaria

Se refiere a la ordenación regular v periódica de las proteínas en el espacio, a lo largo de su eje o dirección, y que se estabiliza por diversas fuerzas, de las cuales las electrostáticas, los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrófobas y las dipolo-dipolo son las más importantes. La gran mayoría de estos polímeros produce alfa hélices. Otro tipo de estructura secundaria es la conformación beta que se presenta en las queratinas y en otras proteínas clasificadas como fibrosas; en ésta, cada polímero adopta una conformación en zigzag extendida, de tal manera que pueden existir varias moléculas alineadas paralela o antiparalelamente, que producen láminas plegadas unidas transversalmente por puentes de hidrógeno intermoleculares. Un tercer tipo de estructuras secundarias se encuentra en las hélices de la colágena, proteína fibrosa del tejido conectivo que le confiere una alta rigidez y resistencia a la piel, los cartílagos, etc. de los vertebrados superiores, debido a su elevado contenido de prolina y de hidroxiprolina, no desarrolla una hélice a, sino una conformación que consiste en una triple hélice de cadenas polipeptídicas que se mantienen unidas por puentes de hidrógeno intermoleculares.


Estructura terciaria

La cadena polipeptídica se curva o se dobla tridimensionalmente para producir una estructura estrechamente plegada y compacta, característica de las proteínas globulares. A diferencia de las fibrosas que son moléculas lineales, las globulares tienen sus cadenas compactas con un alto grado de organización y presentan uniones covalentes, hidrófilas, hidrófobas y también iónicas.

Estructura cuaternaria

Esta estructura no necesariamente existe en todos los polipéptidos y se refiere a la asociación de dos o más cadenas (iguales o diferentes) a través de uniones no covalentes; pone de manifiesto la disposición en el espacio de la proteínas compuestas por más de una fracción. El caso más común y representativo de estructura cuaternaria es el de la hemoglobina, tetrámero integrado por cuatro fracciones similares a la miogiobina: dos a y dos b.



Desnaturalización de proteínas

La desnaturalización es el cambio de un estado ordenado de las moléculas a otro desordenado, se pierden las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria. sin que haya una hidrólisis del enlace peptídico. Cuando se lleva a cabo la desnaturalización, la proteína se desdobla, adquiere una conformación "al azar”, que depende de la intensidad del tratamiento que se le aplique, así como de las fuerzas que estabilizan su estructura; en ciertos casos este proceso es reversible. La mayoría de las proteínas globulares, incluyendo las enzimas, pierden su conformación cuando se calientan a más de 60-70ºC, y cuando se encuentran altamente desnaturalizadas tienden a la agregación, como es el caso de algunas albúminas que forman geles, pero que al aumentar la temperatura a IOOºC, precipitan. Otras condiciones que afectan a los polipéptidos en esta proceso son los esfuerzos mecánicos (homogenización, amasado y bombeo), el pH (ácido o alcalino), las sales, las bajas temperaturas y la irradiaciones.


13/9/14

Reserva Energética: Lípidos

Bajo la denominación de lípidos se agrupa un conjunto de sustancias químicas de diferentes estructuras. Como los hidratos de carbono, los lípidos están compuestos por C, H y O, contienen menos O que los carbohidratos y más energía almacenada. A diferencia de los demás grupos de biomoléculas, los lípidos se clasifican teniendo en cuenta su solubilidad, no tienen una única estructura elemental como los hidratos de carbono que esté presente en todos los miembros de este grupo. La característica común a todos es que son insolubles en agua como consecuencia de su carácter no polar. Además de formar parte de la reserva energética, acumulándose en el tejido adiposo, los lípidos forman parte de las membranas biológicas. En los alimentos su presencia contribuye a dar textura y palatabilidad, consistencia y estructura. El consumo de ácido linoleico y linolénico resulta indispensable para conservar la salud cardiovascular.

Clasificación de los lípidos

Una molécula típica de aceite o grasa, es una combinación de un alcohol de tres carbonos, llamado glicerol, con tres moléculas de acidos grasos. De acuerdo a su estructura y sus propiedades químicas, se clasifican en saponificables y no saponificables. Dentro del grupo de los saponificables, que pueden reaccionar con hidróxido de sodio o de potasio para formar sales, se encuentran los acilglicéridos, las ceras, los fosfoglicéridos, los glucolípidos, entre otros. Y dentro del grupo de los no saponificables, se ubican los esteroides, los terpenoides y los icosanoides.


También se pueden clasificar en lípidos simples, lípidos compuestos y lípidos asociados. Los simples son las grasas y los aceites, formados por esteres de glicerol y ácidos carboxílicos y las ceras, formadas por esteres de alcoholes y ácidos grasos.   Los compuestos, son lípidos simples conjugados con moléculas no lipídicas como los fosfolípidos, glucolípidos, lipoproteínas. Por último los asociados son los pigmentos, esteroles y vitaminas A, D, E y K. 



Los ácidos grasos

Los ácidos grasos que forman los lípidos son ácidos de cadenas largas con un número de carbonos que pueden ir desde 4, como el ácido butanoico que se encuentra en la manteca, hasta 20, como el ácido araquidónico que forma parte de la manteca de maní.  Los ácidos grasos pueden ser saturados (forman las grasas saturadas) todos los enlaces C-C son simples o no saturados, donde uno o más enlaces pueden dobles (C=C). Existe un grupo de ácidos grasos, denominados esenciales, poliinsaturados, que son imprescindibles para las funciones biológicas de los seres humanos, y que el organismo no puede sintetizar. Estos ácidos, son importantes para el desarrollo del sistema inmunológico y nervioso. Las grasas saturadas se asocian a la formación de placas, ateromas. en las arterias, cuya consecuencia es la aterosclerosis, se encuentran en casi todos los alimentos de origen animal. Son sólidas a temperatura ambiente.

Los ácidos grasos monoinsaturados poseen un solo doble enlace C=C, como el ácido oleico; lo poliinsaturados poseen dos o más dobles enlaces. El ácido linoleico presenta uno entre los carbonos 9 y 10 y otros entre los carbonos 12 y 13, por ejemplo. Son de origen vegetal, líquidos a temperatura ambiente. Mediante un proceso conocido como hidrogenación, se eliminan los dobles enlaces, lo que hace que solidifiquen formando las margarinas, con moléculas de ácidos grasos, parcialmente hidrogenados.





Contenido energético

Los lípidos son moléculas muy energéticas, cada gramo de lípido libera 9 Kcal (9000 calorías) de energía, más del doble de la energía que libera la misma cantidad de hidratos de carbono (4 Kcal).


Las grasas trans

Las grasas trans son ácidos grasos insaturados que se forman cuando los aceites vegetales se procesan y trnasforman en sólidos por hidrogenación. Proporcionan entre el 2% y el 4% de la energía de la dieta, provienen de alimentos procesados, como las margarinas y los alimentos que la contienen. Estas grasas están presentes en este tipo de alimentos porque ayudan a la fabricación, los mantienen frescos más tiempo y les dan una textura más agradable al paladar,