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.