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¿Qué son los glúcidos o carbohidratos?

Sitio: Aulas | Uruguay Educa
Curso: Química para la Gastronomía - 2020
Libro: ¿Qué son los glúcidos o carbohidratos?
Imprimido por: Invitado
Día: jueves, 18 de abril de 2024, 15:48

Tabla de contenidos

1. Introducción

Griego: “glikis”: dulce. Los glúcidos son una de las principales clases de nutrientes. Representan una de las más importantes fuentes de energía en la dieta. 

Contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. 

Cumplen funciones de reserva y estructural.

Son producidos por plantas a partir de dióxido de carbono, agua y energía a través del proceso llamado fotosíntesis. Los animales y el hombre son incapaces de sintetizar glúcidos, a diferencia de las plantas.

La mayor parte de los glúcidos que consumimos deben ser glúcidos complejos como los que se encuentran en los cereales, no los azúcares simples ya que no dan saciedad. 

Cuando comemos más de lo que podemos aprovechar, se almacenan pequeñas cantidades de glúcidos en el hígado y en los tejidos musculares en forma de glucógeno. Si el exceso es considerable, los glúcidos se convierten en grasa y se almacenan como triglicéridos.

Resumen glúcidos

Observa el siguiente video introductorio.

 

 


1.1. Alimentos que contienen glúcidos

Observa en la siguiente imagen alimentos que contienen glúcidos.


2. Clasificación

Los glúcidos se clasifican en función del tamaño molecular como:

  • monosacáridos, 
  • disacáridos y 
  • polisacáridos.

Un monosacárido es un glúcido que contiene una sola unidad. Tanto la glucosa como la fructosa son monosacáridos.

Un disacárido es un glúcido que contiene dos unidades de monosacárido unidas. La sacarosa (azúcar de mesa), la maltosa (azúcar de malta) y la lactosa (azúcar de la leche) son disacáridos.

Los polisacáridos es un glúcido que contiene diez o más unidades de monosacárido unidas, a menudo contienen varios miles de unidades de monosacáridos. Tanto la celulosa como el almidón son polisacáridos. Nos encontramos con estas dos sustancias en todas partes. El papel es principalmente celulosa, al igual que el algodón y la madera. El almidón es un componente de muchos tipos de alimentos, incluidos pan, pasta, papas, arroz, maíz, frijoles y guisantes. Clasificación de polisacáridos según origen:

  • Origen vegetal: almidón, celulosa, hemicelulosa, pectinas, fructosanos. 
  • Origen animal: glucógeno, quitina. 
  • Exudado de plantas: arábiga, tragacanto, karaya, gatti, alerce, konjac.
  • Semillas: algarrobo, guar, tara.
  • Extractos de algas marinas: agar, carragenes, alginato.
  • Origen microbiano: xantán, dextrana, gellan.


2.1. Propiedades

Propiedades funcionales de monosacáridos y disacáridos:

  • Aportan sabor dulce.
  • Confieren viscosidad.
  • Intervienen en reacciones de pardeamiento. 
  • Inhiben el crecimiento de microorganismos.
  • Capacidad de hidratarse y retener agua. 
  • Inhiben cristalización de otros azúcares.


Propiedades funcionales de los polisacáridos:

  • Aumentan la viscosidad.
  • Inhiben la formación de cristales grandes de hielo en productos congelados. 
  • Estabilizan sistemas dispersos (emulsiones, espumas, suspensiones).

3. Sabor dulce

Los alimentos son dulces debido mayormente a un grupo de moléculas llamadas glúcidos, que tienen la particularidad de poder ser fácilmente "desarmadas" en nuestro cuerpo liberando grandes cantidades de energía. Los azúcares serían el combustible que necesitamos para realizar los procesos vitales, de ahí que el cuerpo nos impulse a conseguirlos. Este combustible es fabricado por las plantas durante la fotosíntesis. 

Hoy obtenemos la multiplicidad de azúcares que utilizamos en nuestras cocinas de la savia de la caña de azúcar, de la remolacha, de la savia de árboles como el arce, de las frutas o de algunos cereales como el maíz. Hasta el azúcar que extraemos de la de la miel de abejas pertenece originalmente a las plantas; simplemente ocurre que las abejas se han encargado generosamente de recogerlo, acumularlo y concentrarlo.


3.1. Poder edulcorante

La dulzura relativa de un azúcar  o  poder edulcorante, es la capacidad de una sustancia para causar dicha sensación, y se mide subjetivamente tomando como base de comparación la sacarosa, a la que se le da un valor arbitrario de 1,0. Es decir, si un compuesto tiene un poder de dos (uno para la sacarosa), indica que es el doble más dulce que la sacarosa y se puede usar al 50 % para lograr el mismo nivel de dulzor.

Observa la siguiente tabla de datos:

Compuesto

Dulzura relativa

Compuesto

Dulzura relativa

Sacarosa

1,0

Sacarina

300

Glucosa

0,5

Ciclamato

30 a 50

Fructosa

1,8

Acesulfame K

150

Lactosa

0,4

Aspartame

160

Xilitol

1,0

Sucralosa

600

Sorbitol

0,5

Esteviósidos

120 - 250
 Maltosa 0,4   Taumatina  2500









Edulcorantes:

Son compuestos que brindan sabor dulce a los alimentos. Se clasifican en edulcorantes nutritivos de poder edulcorante semejante a la sacarosa (sacarosa, glucosa, fructosa, jarabes de maíz ricos en fructosa, xilitol y sorbitol) y en edulcorantes no nutritivos de mayor poder edulcorante que la sacarosa (sacarina, ciclamato, aspartame, acesulfame K, sucralosa, esteviósidos). Los edulcorantes no nutritivos se usan para reducir el consumo de calorías al sustituir a los azúcares por edulcorantes sin calorías. También se pueden clasificar en naturales o artificiales.


3.2. Solubilidad de algunos azúcares

Observa en la siguiente gráfica la solubilidad en agua de algunos azúcares analizados en la parte anterior.


4. La cocción ácida de la sacarosa: azúcar invertido

Azúcar invertido:

El azúcar líquido invertido es un edulcorante natural constituido por la mezcla de glucosa, fructosa y sacarosa, presentado en forma líquida en una solución límpida y ligeramente amarilla, con olor y sabor característicos, además de un alto poder edulcorante.

Se le denomina invertido por rota la dirección de polarización de la luz en forma inversa a como lo hace un almíbar de sacarosa.

Obtenido por la hidrólisis de parte de las moléculas de sacarosa de una solución de azúcar en agua, por inversión ácida. Este producto es suministrado en la concentración de 77 % de azúcar sólido disuelto (Brix). 

Es muy empleado en industrias alimenticias, en que el color no debe interferir en la calidad del producto final, como: panificación, mermeladas, helados, lacticinios, frutas escarchadas, bebidas carbonatadas, jugos, rellenos, licores, bizcochos, caramelos, dulces etc.

BENEFICIOS

  • Posee cerca de 20 % más de poder edulcorante comparado a la sacarosa pura.
  • Libre de Organismos Genéticamente Modificados
  • Posee alta afinidad con el agua (humectación), es utilizado para mantener algunos productos húmedos, aumentando considerablemente su plazo de validez.
  • En productos con bajo contenido de grasa, su utilización evita que ellos se sequen o se desmenucen.
  • Puede ser utilizado para sustituir el Glicerol, generalmente utilizado como humectante en tortas, e incluso se puede notar mejoría en el poder edulcorante, en el sabor para productos de frutas y en el aumento de color y sabor durante el cocimiento.
  • Posee baja viscosidad, confiriendo plasticidad a helados, cremas y fondants.
  • Puede ser utilizado como inhibidor de cristalización para productos como helados y fondants, garantizando que ellos permanezcan blandos y suaves durante su vida útil.
  • Puede ser utilizado durante el cocimiento de mermeladas y también como inhibidor de cristalización.
  • Realza el sabor de frutas en refrescos, tortas y confites.
  • Posee textura suave, ideal para algunos productos como panes para hamburguesas, hojuelas, licores, tortas etc.
  • Debido a su concentración posee una baja actividad del agua, que es uno de los factores más importantes para determinar la vida útil de los productos, ya que de otra forma puede ocurrir una rápida contaminación microbiológica.
  • Disminuye el punto de congelación, propiedad útil en productos que se conservan a temperaturas bajo cero.
  • Confiere cuerpo a los productos.
  • Por sus características es fácil utilizarlo, lo que garantiza siempre un estándar superior y uniformidad en la producción de jarabes y almíbares.
  • Evita procesos dispendiosos de disolución, almacenaje y transporte de azúcares sólidos y garantiza la exención total de cristales en el producto final.
  • No interfiere en la producción con problemas como insectos y puntos negros
  • Elimina la posibilidad de pérdidas y facilita las condiciones de almacenaje
  • Reduce el consumo de agua
  • Reduce o minimiza la producción de desechos industriales provenientes de los procesos de filtración y desodorización del jarabe o almíbar producido (envases y lodos de los procesos mencionados).

4.1. Caramelización

Cuando un almíbar llega a 150 °C sólo le queda un 1 % de agua. A los 160 %, se evapora la última molécula de agua y queda únicamente sacarosa, pero ya no sólida sino fundida, en estado líquido. A los 170 °C aproximadamente las moléculas de sacarosa empiezan a romperse, pero ya no sólo en glucosa y fructosa sino en fragmentos más pequeños que además reaccionan entre sí. Se generan así nuevos compuestos algunos de color rojizo, otros de aroma acre y gusto amargo. El caramelo ha comenzado a formarse. A medida que se lo sigue cocinando, se rompen más y más moléculas de sacarosa y se acentúan los olores y el color.

 

 

La caramelización:

  • es una reacción de pardeamiento, 
  • se produce durante la cocción, 
  • produce compuestos responsables del color y aroma de los alimentos, 
  • requiere muy altas temperaturas, 
  • solamente necesita glúcidos como reactivo, 
  • la intensidad del color aumenta a pH menores que 7 (medios ácidos).

En medio ácido se obtiene un caramelo oscuro y con poco aroma. 

En un medio alcalino se obtiene un caramelo más claro y con más aroma.

5. Otros azúcares de uso habitual en la cocina

Muchas veces las recetas de pastelería, además de usar sacarosa, incorporan jarabe de glucosa o miel. Incluso algunas indican el agregado de azúcar invertido o jarabe de alta fructosa.

Todos estos son almíbares de diferentes azúcares, cuya particularidad es contener glúcidos de mayor tamaño que absorben mucha cantidad de agua y hacen que el producto sea espeso a pesar de no tener tanta sacarosa en su composición.

Composición  Jarabe de glucosa Miel de abejas Jarabe de alta fructosa Azúcar invertido
Agua 20 % 17 % 23 % 25 %
Glucosa 15 % 38 % 32 % 19 %
Fructosa - 28 % 42 % 19 %
Sacarosa - 1 % - 38 %
Maltosa 11 % 7 % 2 % -
Moléculas más grandes 54 % 2 % 2 % -
Total 100 % 96 % 100 % 100 %

Salvo la miel, que es recolectada y concentrada por las abejas, el jarabe de glucosa, el de alta fructosa y el azúcar invertido se consiguen a partir del almidón de maíz. Durante el procesamiento, los almidones de hidratan, se rompen en moléculas más pequeñas (glucosa y maltosa) y luego, tanto para la obtención del azúcar invertido como los jarabes de alta fructosa, la glucosa se transforma en fructosa.

El uso de estos almíbares por lo general se relaciona con la humedad que se quiere conseguir en el producto final y con la permanencia de ésta en producto. Tanto la glucosa como la fructosa absorben agua dentro de la masa e impiden que el agua abandone los almidones.

6. Almidón en alimentos

¿Qué ocurre al cocinar el almidón?

Al aumentar la temperatura del sistema almidón y agua, los gránulos de almidón modifican su estructura y gracias a la asociación de la amilosa y la amilopectina con el agua, transforman su consistencia: se habrán "disuelto" y se perderá el sabor a crudo. Cuando los gránulos pierden toda su estructura cristalina habrán gelatinizado.

El término gelatinización indica la completa hidratación del almidón, no la formación de un gel.


Para identificar almidón en muestras se utiliza el reactivo de Lugol que en presencia de amilosa da un color azul intenso.

Representación de coloración de la tintura de yodo en presencia de amilosa

ENFRIAMIENTO:

Si enfriamos una preparación espesada con almidón, ésta aumentará su viscosidad. Algunas de ellas, además, conservarán la forma del molde al ser desmoldadas, es decir que habrán formado un gel. 

La adición de enzimas (como las alfa amilasas) cortan el almidón y disminuyen el tamaño de las amilosas, en consecuencia la preparación espesa menos. ¿En qué alimentos encontramos estas enzimas? Están presentes en la harina de trigo, pero como se trata de proteínas, si primero se hace un roux, se inactivan debido al calentamiento. También se encuentran en la yema de huevo y por lo tanto, si se agrega una yema a una preparación se la debe calentar (lo suficiente para inactivar las enzimas pero no tanto para coagular las proteínas presentes en las yemas) para que la mezcla mantenga viscosidad. 

Natilla en un recipiente

7. Celulosa y fibra en la dieta

Es el polisacárido más abundante, y la fuente de celulosa más pura es el algodón. Es insoluble en agua. Los seres humanos no pueden digerirla (fibra en la dieta).

Fibra en la dieta: La importancia de la fibra en la dieta se pasó por alto hasta mediados de la década de 1970. Desde entonces a la fecha se han publicado varios estudios que han hecho que el público se interese mucho por la fibra.
En primer lugar, se observó que los habitantes de países desarrollados son mucho más propensos a contraer cáncer de colon que los de países en desarrollo. Por otra parte, los habitantes de los países desarrollados consumen dietas ricas en alimentos muy procesados, bajos en fibra, mientras que los de áreas menos desarrolladas tienen dietas ricas en fibras. Las dietas con mucha fibra provocan frecuentes y vigorosos movimientos del intestino.  La celulosa absorbe mucha agua, y el resultado son heces más blandas. Las dietas bajas en fibra, hacen que los movimientos intestinales sean menos frecuentes, y las heces se retienen mucho más tiempo en el colon.
Hay bacterias que actúan sobre los materiales en el colon, de hecho, las bacterias, tanto vivas como muertas, constituyen cerca de un tercio de la masa seca de las heces. Con una dieta rica en fibra, los materiales pocas veces permanecen en el colon más de un día. Con una dieta baja en fibra, el tiempo de retención puede ser de hasta tres días, lo que prolonga la actividad bacteriana que produce un nivel elevado de sustancias químicas mutagénicas. En muchos casos las sustancias mutagénicas son también carcinogénicas. Es así como se ha establecido un posible vínculo químico entre las dietas bajas en fibra y el cáncer de colon.
Tazón con frutas picadas, avena, entre otros
El salvado de trigo tiene cerca de un 90 % de celulosa. Este y otros materiales parecidos son insolubles en agua y en los jugos gástricos. Este tipo de fibra, llamada fibra insoluble, pasa sin modificación a través del colon. En contraste, la fibra del salvado de avena, el salvado de arroz y las frutas se componen principalmente de hemicelulosa. Estos polímeros son más solubles en agua que la celulosa; en conjunto se conocen como fibra solubles. En grandes cantidades, las fibras solubles ayudan un poco a reducir los niveles de colesterol en sangre.

8. Créditos

Bibliografía consultada:

Video:

  • Aldo Neñer. (2011, mayo 29). Hidratos de carbono. [Archivo de vídeo]. Recuperado de: https://youtu.be/G0mNHds69qc?list=PL4392AB16E065A654

Imágenes: