DISACÁRIDOS Y POLISACARIDOS jueves, 8 de septiembre de 2011 Polisacáridos Cadenas largas de monosacáridos, de varios cientos o miles y que pueden ser ramificados o lineales. Los polisacáridos, a diferencia de las proteínas. no tienen un peso molecular definido, ya que no son sintetizadas a partir de un molde (RNAm) como las proteínas. Las que determinan el peso de un polisacárido son las enzimas responsables de todos los pasos de la síntesis que actúan secuencialmente. Existe una enzima para cada tipo de unión de cada monosacárido diferente. Los mecanismos que determinan el peso máximo de un polisacarido son desconocidos. Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos, unidos mediante enlace O-glucosídico. Cuando los monosacáridos que forman la molécula son todos iguales, el polisacárido formado se llama Homopolisacárido. Cuando los monosacáridos que forman la molécula son distintos entre sí, es decir, de más de un tipo, el polisacárido formado se llama heteropolisacárido. Los polisacáridos no tienen sabor dulce, no cristalizan y no tienen poder reductor. Su importancia biológica reside en que pueden servir como reservas energéticas o pueden conferir estructura al ser vivo que los tiene. La función que cumplan vendrá determinada por el tipo de enlace que se establezca entre los monosacáridos formadores. Los polisacáridos más abundantes en la Naturaleza son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina. Almidón Aparece en células vegetales. Es un homopolísacárido con función dereserva energética, formado por dos moléculas, que son polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopectina. La amilosa está formada por glucosas unidas por enlace (1→4). La amilopectina está formada por glucosas unidas por enlaces (1→4) y (1→6). Estos enlaces (1→6) originan ramificaciones, que se repiten en intervalos de secuencias desiguales de monosacáridos. La amilosa adquiere una estructura helicoidal y la amilopectina recubre a la amilosa. Está formado a su vez por dos componentes, amilosa y amilopectina, en proporciones variables, según la especia vegetal de la que se trate. La amilosa es el componente minoritario (menos del 30%). Es un polímero de alfa glucosa, con enlaces 1-4. Puesto que cada dos unidades forman una maltosa, también se puede decir que está compuesto por unidades de maltosa. La molécula tiene una estructura lineal (sin ramificaciones) y de aspecto helicoidal. La amilopectina está compuesta también por unidades de alfa-glucosa con enlaces 1-4 que forman el núcleo central de la molécula helicoidal, pero, además, hay enlaces alfa 1-6 que forman isomaltosas y que constituyen puntos de ramificación cada 12 – 30 glucosas. Dentro de cada ramificación los enlaces siguen siendo alfa 1-4, salvo en las nuevas ramificaciones. En conjunto, la molécula tiene unas cinco o seis veces más unidades de glucosa que la de amilosa, lo que supone algo más de mil unidades. proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de lahidrólisis del almidón (amilosa y amilopectina Glucógeno Es un homopolisacárido con función de reserva energética que aparece en animales y hongos. Se acumula en el tejido muscular esquelético y en el hígado. Está formado por glucosas unidas por enlace(1→4) y presenta ramificaciones formadas por enlaces (1→6). Celulosa Es un homopolisacárido formado por glucosas unidas por enlace(1→4). Es típico de paredes celulares vegetales, aunque también la pueden tener otros seres, incluso animales. Su importancia biológica reside en que otorga resistencia y dureza. Confiere estructura al tejido que la contiene. Las cadenas de celulosa se unen entre sí, mediante puentes de Hidrógeno, formando fibras más complejas y más resistentes.  Quitina Es un homopolisacárido con función estructural, formado por la unión de N-acetil--D-glucosaminas. Se encuentra en exoesqueletos de artrópodos y otros seres, ya que ofrece gran resistencia y dureza. Polisacáridos de reserva: La molécula proveedora de energía para los seres vivos es la glucosa, principalmente. Cuando esta no participa en el metabolismo energético, es almacenada en forma de un polisacárido que en lasplantas se conoce con el nombre de almidón, mientras que en los animales se denomina glucógeno. Polisacáridos estructurales: Estos carbohidratos participan en la formación de estructuras orgánicas, entre los más importantes tenemos a la celulosa que participa en la estructura de los tejidos de sostén de los vegetales. Los polisacáridos tienen la fórmula general: -[Cx(H2O)y)]n- donde y es generalmente igual a x - 1. Propiedades y clasificación. Los polisacáridos son sustancias de gran tamaño y peso molecular. Son totalmente insolubles en agua, en la que pueden formar dispersiones coloidales. No tienen sabor dulce. Pueden ser cristalizados, mantienen el aspecto de sólidos de color blanco y carecen de poder reductor. Se pueden clasificar en dos grandes grupos: Homopolisacáridos, formados por el mismo tipo de monosacáridos. Destacan por su interés biológico el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina. Heteropolisacáridos, formados por diferentes monómeros. Entre ellos se encuentran la pectina, la hemicelulosa, el agar-agar y diversas gomas y mucopolisacáridos. DISACÁRIDOS  Los disacáridos se producen cuando se combinan químicamente dos monosacáridos. Consideremos tres de los más importantes disacáridos: la maltosa, la lactosa y la sacarosa. La hidrólisis de estos tres disacáridos produce diferentes combinaciones de monosacáridos: maltosa glucosa + glucosa lactosa glucosa + galactosa sacarosa glucosa + fructosa Maltosa La maltosa o azúcar de malta existe en pequeñas cantidades en la naturaleza. Sin embargo, la maltosa es muy importante puesto que es uno de los productos hidrolíticos del almidón. Cuando se produce maltosa en el tracto digestivo, ésta se hidroliza para dar dos moléculas de glucosa. Un enlace glucosídico a-1,4 une las dos moléculas de glucosa (vista 3d ). Lactosa La lactosa es el disacárido más importante en la leche: por lo tanto, a veces se denomina azúcar de leche. La hidrólisis hace que la lactosa produzca glucosa y galactosa. La estructura de la lactosa (vista 3d ) es bastante diferente a la de la maltosa. El átomo de carbono anomérico de la galactosa está unido al cuarto átomo de la glucosa por un enlace glicosídico ß-1,4. Sacarosa La sacarosa o azúcar de mesa, es el agente edulcorante más utilizado en el mundo. Se conoce con nombres tales como azúcar de remolacha, azúcar de caña, o simplemente azúcar. La hidrólisis de la sacarosa produce glucosa y fructosa. Comparada con la maltosa y la lactosa, la sacarosa tiene un conjunto de propiedades únicas; no presenta mutarrotación y no es un azúcar reductor. Estas propiedades son el resultado de poseer una unión glicosídica a-1,2 en lugar de una unión glicosídica. Los átomos de carbono anoméricos de ambos azúcares están unidos por un enlace glicosídico a-1,2; por lo tanto, no hay ningún átomo de carbono anomérico que sufra mutarrotación u oxidación (vista 3d). La sacarosa tiene una rotación específica de -66.5°, pero si se hidroliza produce cantidades iguales de glucosa y fructosa. Puesto que una mezcla en equilibrio de glucosa que tiene una rotación específica negativa mayor (-92.4°) que una mezcla en equilibrio de glucosa que tiene una rotación positiva (-52.7°), la rotación neta de los productos es levorrotatoria. La sacarosa es probablemente el compuesto orgánico de mayor venta en el mundo. El azúcar refinado es un sólido cristalino blanco; el azúcar sin procesar es de color pardo castaño y contiene entre 96 y 98% de sacarosa, el resto son melasas. 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Este aviso fue puesto el 21 de junio de 2012. Puedes añadirlas o avisar al autor principal del artículo en su página de discusión pegando: {{sust:Aviso referencias|Hemicelulosa}} ~~~~ La molécula de hemicelulosa está formada por la unión de varios monosacáridos diferentes. Las hemicelulosas (polisacárido compuesto por más de un tipo de monómero), formado, en este caso un tanto especial, por un conjunto heterogéneo de polisacáridos, a su vez formados por un solo tipo de monosacáridos unidos por enlaces β (1-4)(fundamentalmente xilosa, arabinosa, galactosa, manosa, glucosa y ácido glucurónico) , que forman una cadena lineal ramificada. Entre estos monosacáridos destacan más: la glucosa, la galactosa o la fructosa. Forma parte de las paredes de las células vegetales, recubriendo la superficie de las fibras de celulosa y permitiendo el enlace de pectina. En la madera del pino insigne, las hemicelulosas, que forman parte de la matriz, junto a la lignina, donde reside la celulosa, representan entre un 27 y un 29 % de la misma, mientras que en la corteza solo alcanzan un 15 %. Las proporciones de esta molécula varían dependiendo de la edad y variabilidad de las especies cultivadas y mejoradas.[cita requerida] La hemicelulosa se caracteriza por ser una molécula con ramificaciones, como lo es el ácido urónico, capaz de unirse a las otras moléculas mediante enlaces que constituyen la pared rígida que protege a la célula de la presión ejercida sobre esta por el resto de las células que la rodean. Wikipedia Agregar a favoritos      Ayuda      Português      Ingles       ¡Regístrese!  |  Iniciar sesión Monografías Nuevas Publicar Blogs Foros Busqueda avanzada Principio del formulario   Final del formulario Monografias.com > Biologia   Descargar     Imprimir     Comentar    Ver trabajos relacionados  Página anterior  Volver al principio del trabajo Página siguiente  Hemicelulosas de maderas (página 2) Enviado por leilar Partes: 1, 2 La reactividad química de las hemicelulosa presentes en la madera se basa en la presencia de un grupo carbonilo terminal libre o potencialmente libre y varios grupos hidroxilos en cada uno de las unidades de polisacáridos presentes en la cadena así como en las ramificaciones por lo que pueden experimentar reacciones de oxidación, reducción, nitración, acetilación. Son importante las reacciones de hidrólisis por el enlace glicosídicos, degradándose las cadenas de hemicelulosa. Estas reacciones ocurren con mayor facilidad que en las celulosas, debido a: Son sustancias amorfas. Presentan bajo grado de cristalinidad. Presentan mayor accesibilidad por parte de los reactivos químicos. HEMICELULOSAS. Las hemicelulosas o poliosas son heteropolisacáridos de gran abundancia en el reino vegetal y en las plantas superiores lignificadas. En la madera pueden ser consideradas como la fracción soluble en álcali y estable que se obtiene de la madera libre de extraíbles. Clasificación. Los heteropolisacáridos o poliosas conocidos con el nombre de hemicelulosas también son denominados poliosas y se clasifican en pentosanos y hexosanos. Los pentosanos están constituidos fundamentalmente por aldopentosas (monosacáridos de 5 átomos de carbono) y los hexosanos están formados por aldohexosas (monosacáridos de 6 átomos de carbono). Las hemicelulosas son polisacáridos de baja masa molecular, asociados a las celulosas en el tejido vegetal, por lo que muchos de ellos son componentes estructurales de la pared celular y se extraen con álcalis acuosos. Existen hemicelulosas en las plantas que no forman parte de la pared celular, por tanto no son componentes estructurales siendo solubles en agua y muchas de ellas no se conoce su función definida en el árbol. La hidrólisis de las poliosas o hemicelulosas en las plantas vasculares terrestres originan por hidrólisis relativamente pocas unidades de azúcares; los más comunes son: D- xilosa, L-arabinosa, D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, ácido glucurónico, 4-O-metilglucurónico, ácido D-galacturónico. Entre los constituyentes más raros están L-ramnosa, L-fucosa y varios azúcares metilados neutros. Estructura. Estructuras lineales y cíclicas de los monosacáridos que forman las hemicelulosas. Aldopentosas L - arabinosa L -arabinopiranosa L- arabinofuranosa D - xilosa D - xilopiranosa D - xilofuranosa Aldohexosas. D -(+) - glucosa D - (+)- glucopiranosa D(+) glucopiranosa D(+) manosa D(+) manopiranosa D(+) manopiranosa (C1) D(+) galactosa D(+) galactopiranosa D(+) galactopiranosa (C1) Ácidos urónicos. ác. D-(+)-glucurónico ác. D(+) glucuronopiranosa ác. D(+) glucuronopiranosa(C1) ác. 4-O- metilglucorónico ác . 4-O- metilglucuronopiranosa ác.4-O-metilglucuronopiranosa( C1) Dexoximonosacáridos. 6- dexosi-L-galactosa L-(-)- fucopiranosa L-(-)- fucopiranosa (C1) L- (-)- fucosa 6-dexosi- (L)-manosa L-(+)-ramnopiranosa L-(+)-ramnopiranosa(C1) L-(+)-ramnosa Las hemicelulosas presentan estructuras complejas formada por diferentes tipos de monosacáridos, monosacáridos metilados, ácidos aldurónicos (ácido que se obtiene por la oxidación del carbono seis) y desoximonosacárido, como la ramnosa y fucosa. De los pentosanos que están constituidos por arabinosa y xilosa, los más importantes presentes en la madera son los arabinoxilanos, siendo la xilosa el monosacárido más abundante. Los hexosanos están formados por glucosa y manosa formando glucomananos y cuando están presentes la galactosa, glucosa y manosa, forman los galactoglucomananos. Antiguamente se creía que las hemicelulosas eran intermediarias en la biosíntesis de celulosa, hoy es ampliamente conocido que las hemicelulosa pertenecen a un grupo hetereogéneo de polisacáridos que son formados a través de rutas metabólicas diferente a aquellas por la que ocurre la biosíntesis de la celulosa. Las hemicelulosas se caracterizan por ser heteropolisacáridos (constituidos por diferentes unidades de monosacáridos), enlazados por diferentes tipos de enlaces acetálicos o glicosídicos del tipo α y β, son estructuras ramificadas, de baja masa molecular (si se compara con la celulosa) oscilando alrededor de 200, son sustancias amorfas con grado de cristalinidad muy bajos. Las hemicelulosas están formadas por una cadena base donde se repite la unidad estructural y cadenas laterales, denominadas ramificaciones. La unidad estructural varía para cada hemicelulosa y se diferencia grandemente de la unidad estructural de la celulosa ( celobiosa ). Las hemicelulosas debido a las diferentes posibilidades de combinación de los monosacáridos son numerosas y varían en su estructura. La composición y estructura de las hemicelulosa varía grandemente en dependencia del tipo de madera. Las maderas de fibra larga (MFL) o Conífera, presenta contenido de hemicelulosa entre el 15 ? 20 % y son abundantes los glucomananos acetilados y los galactoglucomananos; mientras que en las maderas de fibra corta (MFC) o Latifolia presenta valores entre el 20 ? 35 % y las hemicelulosas más abundantes son los arabinoxilanos acetilados, aunque se encuentran glucomananos y galactoglucomananos. Las hemicelulosas del fuste, difieren en su estructura de las presentes en las ramas, raíces y corteza. La madera de Thuja occidentalis posee cantidades similares de galactoglucomananos y de xilanos. Especie del género Larix contiene de 10 ? 20 % de arabinogalactanos. Por tanto los contenidos totales de hemicelulosas y tipos de hemicelulosas dependen del tipo de material lignocelulósico que se analice, influyendo factores genéticos, localización dentro del árbol y factores climáticos. técnicas tradicionales de los carbohidratos, se hidrolizan y se separan mediante métodos cromatográficos (cromatografía gaseosa) y se identifican y cuantifican los monosacáridos presentes. Reactividad de las hemicelulosas. Las hemicelulosas presentan un grupo carbonilo terminal libre o potencialmente libre y varios grupos hidroxilos en cada una de las unidades de monosacárido de la cadena base así como en las ramificaciones. Por lo tanto pueden experimentar reacciones debidas a la presencia de estos grupos. Reacciones debidas a la presencia del grupo hidroxilo. Nitración Acetilación Oxidación Reacciones debidas a la presencia del grupo carbonilo. Reacciones de oxidación y reducción. Reacciones debida a la presencia del enlace glicosídico. Reacciones de hidrólisis en medio ácido y enzimático. La diferencia en cuanto a la reactividad de las hemicelulosas en comparación con la celulosa se debe a que las hemicelulosas son sustancias amorfas, con un grado de cristalinidad muy bajo por lo que la accesibilidad por parte de los reactivos químicos es mucho mayor que en las regiones cristalinas de la celulosa. Por tanto las reacciones de oxidación e hidrólisis afectan mucho más la estructura de las hemicelulosa que la estructura de la celulosa. Esta diferencia de reactividad está más influenciada por factores físicos que químicos. Las hemicelulosas son bastante accesibles al agua, hinchándose fácilmente, esta propiedad es muy útil en la producción de papel, actuando como adhesivo entre las fibras celulósicas aumentando la resistencia del papel. Las hemicelulosas se diferencian de las sustancias extraíbles porque son insolubles en solventes orgánicos neutros y generalmente insolubles en agua. Los arabinogalactanos son solubles en agua fría y sin embargo pertenecen al grupo de las hemicelulosas no estructural, el almidón es un polisacárido ( homopolisacárido ) y se extrae en agua caliente. Las hemicelulosas son estructuralmente semejantes a las celulosas y en cuanto a sus reacciones, las mayores diferencias entre ambas son debidas a factores físicos, debido al hecho de que las hemicelulosas son sustancias generalmente amorfas. Tanto las celulosas como las hemicelulosas son hidrolizables en ácidos aunque las hemicelulosas se hidrolizan más rápidamente. Igualmente sufren reacciones de degradación en medio alcalino. Por lo tanto estas reacciones no son adecuadas para la separación entre la celulosa y las hemicelulosas. La hidrólisis de las hemicelulosas origina monosacáridos, los correspondientes a las unidades monoméricas que la constituyen. Los pentosanos por hidrólisis ácida producen pentosas que por deshidratación forman furfural. Los hexosanos por hidrólisis ácida producen hexosas que por deshidratación forman 5- hidroximetilfurfural. Hemicelulosas de madera de fibra corta. O-acetil 4- O metilglucuronoxilano. La estructuras de las hemicelulosas y especialmente de los O-acetil 4- O -metilglucuronoxilanos se puede representar de forma simplificada donde se coloca la unidad estructural que se repite a lo largo de la cadena n-veces y en esta forma se da una idea acertada de los monosacáridos presentes en la cadena base, de los tipos de enlaces, y de las ramificaciones más probables, así como; las uniones de estas ramificaciones a la cadena principal de la hemicelulosa en cuestión. De esta forma también se denota en que forma se encuentra el monosacárido, si es en la forma piranósica la misma se señala como una (p) entre paréntesis, si de lo contrario el monosacárido se encuentra en forma furanósica se señala con una letra (f) ente paréntesis. También se pueden representar a partir de las estructuras planares de Haworth o de las conformaciones sillas C1. Se ha estudiado en este mismo capítulo las estructuras de los monosacáridos, por tanto para representar las unidades estructurales de las hemicelulosas debe tener en cuenta estos conocimientos y atender a los tipos de enlaces que se establecen entre las unidades monoméricas, observe que en la cadena base de esta hemicelulosa se repite el enlace β 1-4, por el ácido urónico metilado se une mediante enlace α 1-6. Solamente dos hemicelulosas pueden ser aislada en cantidades significativas por extracción en álcali de la madera. Ellas son O-acetil-4- O- metilglucoronoxilano y arabinogalactanos. Para la separación de xilanos de madera de fibra corta se utiliza solución acuosa de hidróxido de potasio, obteniendo un rendimiento de 70- 80 % del total de xilanos presentes en la madera. El producto obtenido es muy similar a la forma nativa excepto que durante el proceso se desacetilan los glucuronoxilanos. Todas las maderas de fibra corta hasta hoy investigadas han demostrado contener el mismo tipo de xilano, la estructura de las moléculas de xilano consiste en aproximadamente 200 residuos de β-D-xilopiranosa unido por enlaces glicosνdicos 1, 4. Algunas unidades de xilosa poseen una cadena lateral que consiste en un residuo de ácido 4-O-metil-D grucurónico enlazados directamente en la posición 2 de la xilosa. De cada 10 unidades de xilosa, siete contienen un grupo acetilo en el carbono 2 y más frecuentemente en el carbono 3. La presencia de grandes cantidades de grupos acetilos aumenta la solubilidad de los xilanos no solamente por el aumento de la polaridad sino también por el hecho de ser estructuras más amorfas. El grado de polimerización de los xilanos es medido en función de la cadena principal no se tienen en cuenta las ramificaciones oscilando entre 200 y 210, presentando baja polidispersión. Los xilanos de la madera son amorfos sin embargo cuando los grupos acetilos son removidos por tratamientos alcalinos se convierten en un material cristalino. Los cristales son hexagonales como en el caso de la celulosa. La gran diferencia entre los cristales de celulosa y de los xilanos es que en esta última la unidad estructural es un trisacárido (xilotriosa) y en el caso de la celulosa la unidad estructural es la celobiosa. Hemicelulosas de madera de fibra larga. Las maderas de fibra larga no pueden ser extraídas directamente con álcalis para la separación de hemicelulosa, la razón para este hecho se debe al alto contenido de lignina en la pared celular, resultando un alto grado de incrustación, en los polisacáridos. Para la separación de hemicelulosa de fibras largas la madera tiene que ser primero deslignificada lo que se consigue con el tratamiento de la serrín con clorito de sodio, dentro de todos los polisacáridos presentes en la madera el arabino 4-O- metilglucuronoxilano es más difícil de ser aislados, estas son más ácidos que los xilanos presente en las maderas de fibra corta. Los xilanos presentan entre un 5 y un 10 % en peso de las maderas de fibras largas. No poseen grupos acetilos, poseen grupos L-arabinofuranosil y poseen dos veces más grupos ácidos que las maderas de fibra corta. Galactoglucomananos. Las hemicelulosas predominantes en todas las maderas de fibra larga son galactoglucomananos, estos fueron los últimos polisacáridos de la madera en ser descubiertos. Es un polisacárido soluble en agua, conteniendo residuos de galactosa, glucosa y manosa el proporción 1:1:3. Otros galactoglucomananos con una composición de azucares un poco diferente está también presente en esta fracción. El polisacárido menos soluble (soluble en álcali y ácido bórico) se designa como glucomanano. Consiste en unidades de galactosa, glucosa y manosa en proporciones 0,1:1:4. Evidentemente las maderas de fibra larga contienen una gran familia de galactoglucomananos que difieren principalmente en sus contenidos de hexosas y específicamente en el contenido de galactosa. La forma simplificada para representar la estructura de las hemicelulosas se representa a continuación. Unidad estructural de un glucomanano. Unidad estructural de un galactoglucomanano. El esqueleto de esta hemicelulosa consiste en unidades de β-D-glucopiranosa y β-D manopiranosa unidos por enlaces 1, 4. Algunos de las unidades de hexosas poseen un residuo terminal de a α-D-galactopiranosa, enlazada al carbono 5 (enlaces a 1,6). Es probable de que todos los galactoglucomananos sea acetilados en la madera original y que los grupos acetilos están ligados a los residuos de manosa. Existen entre dos a tres grupos acetilos para cada 10 unidades de glucopiranosa/manopiranosa. Enlazados a los carbonos dos y tres, los galactoglucomananos son las hemicelulosas más importantes en las MFL, representando del 15 al 20 % del peso de la madera. Importancia industrial de las hemicelulosa. Son importantes en la fabricación de papel aumentando el rendimiento de la pulpa celulósica, aumenta la resistencia de las fibras debido a que actúa formando enlaces entre ella. Son indeseables en la producción de derivados de celulosa, dificultan las operaciones y la calidad del producto final. Algunas hemicelulosa, como los arabinogalactanos pueden constituir un subproducto de la fabricación de pulpa celulósica. Después de aislados pueden ser utilizados en la industria de tintas como agente tensoactivos. Son fuente de monosacáridos, su hidrólisis total conduce a la fabricación de mezclas de azúcares que pueden ser utilizados en la alimentación animal. Los pentosanos mediante tratamiento con ácido clorhídrico, originan la formación de furfural. Los hexosanos mediante ésta misa reacción producen 5-hidroximetilfurfural. El furfural constituye la materia prima básica para la industria tales como: fármacos, biocida y resinas furánicas. OTROS CARBOHIDRATOS DE LA MADERA. Además de la celulosa y las hemicelulosas, la madera contiene otros polisacáridos como pectinas y almidón, las pectinas o más abundante el la corteza de la madera donde se forma solamente en los estadios iniciales de la pared celular. La hidrólisis de las pectinas origina ácido galacturónico y menores cantidades de arabinosa y galactosa. Las pectinas consisten en unidades de ácido galactourónico unida por enlaces 1,4. La molécula posee alta masa molecular y puede poseer unidades de L- arabinosa y D-galactosa. El almidón es el principal polisacárido de reserva de la madera. Está constituido por dos fracciones una de amilosa y otra de amilopectina ambas de alta masa molecular, especialmente la amilopectina que tiene masa molecular mayor que el de la celulosa. La amilosa está constituida por unidades de D-(+)- anhidroglucopiranosa unidas por enlaces α-(1-4). La amilopectina también consiste en unidades de D-(+)- anhidroglucopiranosa, unida por enlaces α ?(1-4), pero ademαs posee numerosas ramificaciones con enlaces α ?(1- 6). Estructura de la amilosa , amilopectina, amilosa amilopectina El almidón a diferencia de muchos polisacáridos es un homopolisacárido formado exclusivamente por D-(+)-glucosa enlazadas entre sí por enlace α 1-4 y enlace α 1-6, en dependencia del tipo de enlace es que se designan las fracciones del almidón, la amilosa contiene solamente enlace α 1-4, presentando una estructura helicoidal no ramificada, mientras que la amilopectina es ramificada gracias a la presencia del enlace α 1-6. Los polisacáridos son un numeroso grupo de compuestos orgánicos ampliamente distribuido en el reino vegetal, su composición y estructura varía en dependencia de su origen, ellos pueden encontrarse en diferentes tipos de plantas. Observe en la tabla que se muestra a continuación estas variaciones. Polisacáridos Unidades de Monosacáridos Tipos de Enlace Ramificaciones Clasificación Glucanos Celulosa Glc( p ) β 1- 4 ___ Homopolisacárido Calosa Glc( p ) β 1- 3 ___ Homopolisacárido β- D Glucano ( Cereal) Glc( p ) β 1- 3 β 1- 2 β 1- 4 ___ Homopolisacárido Xiloglucanos Glc( p ) β 1- 4 Xyl ( p ) α 1- 6 Gal ( p ) β 1- 2 ? Xyl ( p) α 1 - 6 Fuc ( p ) α 1- 2 ? Gal ( p) β 1- 2 ? Xyl ( p ) α 1- 6 Heteropolisacárido Arabinanos Ara ( f ) α 1- 5 Ara ( f ) α 1- 3 Homopolisacárido Arabinogalactanos ( Tipo I ) Gal ( p ) β 1- 4 Ara ( f ) α 1- 3 Heteropolisacárido Ramnogalactouronanos Gal ( p ) α α 1- 4 α 1- 2 Xyl ( p ) β 1- 3 Gal ( p ) β 1- 2 Fuc ( p ) α 1- 3 Residuos de metil ésteres o grupos acetilos Heteropolisacárido Arabinogalactanos ( II ) Gal ( p ) β 1 - 3 Ara ( f ) α 1 ? 6 Ara ( f ) β 1 ? 3 - Ara (f) β 1 ? 6 Gal ( p ) β 1 ? 6 Heteropolisacárido Mananos Man ( p ) β 1 - 4 ___ Homopolisacárido Galactoglucomanananos Man ( p ) Glc ( p ) β 1 - 4 β 1 - 4 Gal ( p ) α 1- 6 Grupos 0- acetil Heteropolisacárido Xílanos Arabinoxílanos 4 ? 0 metilglucoronoxílano Xyl ( p ) β 1 - 4 Xyl ( p ) β 1- 2 Xyl ( p )α 1- 3 Gal ( p )α 1- 5 ó Gal ( p )β 1- 4 - Xyl ( p)β 1 - 2 Grupos acetilos Heteropolisacárido Glucuronanos Glc ( p ) Man ( p ) β 1 - 2 α 1- 4 Xyl ( p )β 1- 6 Ara ( f )α 1 ? 3 Heteropolisacárido REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Celulose e Papel: Tecnologia de fabricaçao da pasta celulosica. 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Yasiel Arteaga Crespo Universidad de Pinar del Río "Hermanos Saíz Montes de Oca" Facultad de Forestal y Agronomía Departamento de Química Leer más: http://www.monografias.com/trabajos46/hemicelulosas-maderas/hemicelulosas-maderas2.shtml#ixzz4qmJ8CZa3 http://www.monografias.com/trabajos46/hemicelulosas-maderas/hemicelulosas-maderas2.shtml Carbohidratos o Glúcidos - Estructura Química Celulosa La celulosa es un polímero con cadenas largas sin ramificaciones de β-D-Glucosa y se distingue del almidón por tener grupos -CH2OH alternando por arriba y por debajo del plano de la molécula. La ausencia de cadenas laterales permite a las moléculas de celulosa acercarse unas a otras para formar estructuras rígidas. La celulosa es el material estructural más común en las plantas. La madera consiste principalmente de celulosa, y el algodón es casi celulosa pura. La celulosa puede ser desdoblada (hidrolizada) en sus glucosas constituyentes por microorganismos que residen en el sistema digestivo de las termitas y los rumiantes. La celulosa se puede modificar en el laboratorio tratándola con ácido nítrico (HNO3) para reemplazar todos los grupos hidroxilos con nitratos (-ONO2) y producir el nitrato de celulosa (nitrocelulosa o algodón explosivo) que es un componente de la pólvora sin humo. La celulosa parcialmente nitrada, piroxilina, se usa en la producción del colodión, plásticos, lacas, y esmaltes de uñas. Celulosa La goma de celulosa o carboximetilcelulosa (CMC) es un derivado químico de la celulosa en la cual algunos de los grupos hidroxilo (-OH) son sustituidos con grupos carboximetil (-CH2COOH). Las propiedades de la goma de celulosa dependen del grado de sustitución y de la longitud de las cadenas de celulosa. El grado de sustitución (GS) es el número de grupos carboximetil por unidad de glucosa y puede variar en los productos comerciales de 0.4 a 1.5. La goma de celulosa no es tóxica y se hace muy viscosa al combinarse con agua. Se utiliza como espesante para alimentos y como estabilizador de emulsiones. La goma de celulosa también es un componente de lubricantes personales, pastillas de dieta, pinturas a base de agua, detergentes, y revestimientos para papel. Hemicelulosa Las hemicelulosas son polisacáridos que, excluyendo la celulosa, constituyen las paredes celulares de las plantas y se pueden extraer con soluciones alcalinas diluidas. Las hemicelulosas forman aproximadamente una tercera parte de los carbohidratos en las partes maderosas de las plantas. La estructura química de las hemicelulosas consiste de cadenas largas con una gran variedad de pentosas, hexosas, y sus correspondientes ácidos úronicos. Las hemicelulosas se encuentran en frutas, tallos de plantas, y las cáscaras de granos. Aunque las hemicelulosas no son digeribles, pueden ser fermentadas por levaduras y bacterias. Los polisacáridos que producen pentosas al desdoblarse se llaman pentosanos. La xilana es un pentosano que consiste de unidades de D-xilosa conectadas por enlaces 1β→4. Xilana Arabinoxilano Los arabinoxilanos son polisacáridos que se encuentran en el salvado (la cubierta exterior de granos) como el trigo, el centeno, y la cebada. Los arabinoxilanos tienen un esqueleto químico de xilana con unidades de L-arabinofuranosa (L-arabinosa en su estructura pentagonal) distribuidas al azar con enlaces 1α→2 y 1α→3 a lo largo de la cadena de xilosas. Las xilosa y la arabinosa son ambas pentosas, por eso los arabinoxilanos también se clasifican como pentosanos. Los arabinoxilanos son de importancia en la panadería. Las unidades de arabinosa producen compuestos viscosos con el agua que afectan la consistencia de la masa, la retención de burbujas de la fermentación en las películas de gluten y almidón, y la textura final de los productos horneados. Arabinoxilano Quitina La quitina es un polímero no ramificado de N-acetil-D-glucosamina. Se encuentra en las paredes celulares de los hongos y en los exoesqueletos de los artrópodos y otros animales inferiores, e.g., insectos, arácnidos, y crustáceos. La quitina se puede considerar un derivado de la celulosa en el cual los grupos hidroxilos del segundo carbono de cada glucosa han sido reemplazados por grupos acetamido (-NH(C=O)CH3). Quitina Beta-Glucano Los beta-glucanos consisten de polisacáridos no ramificados de β-D-Glucosa como la celulosa, pero con un enlace 1β→3 por cada tres o cuatro enlaces 1β→4. Los beta-glucanos forman moléculas largas y cilíndricas que pueden contener hasta 250,000 unidades de glucosa. Los beta glucanos se encuentran en las paredes de las células del endospermo de granos como la cebada y la avena, y ayudan a reducir las enfermedades del corazón bajando el nivel de colesterol y reduciendo la reacción glicémica de los carbohidratos. Se usan comercialmente para sustituir grasas y para modificar la textura de los productos alimenticios. Beta-Glucano Glicosaminoglicano Los glicosaminoglicanos se encuentran en los fluidos lubricantes de las articulaciones del cuerpo y son componentes del cartílago, líquido sinovial, humor vítreo, huesos, y las válvulas del corazón. Los glicosaminoglicanos son polisacáridos largos sin ramificaciones formados por disacáridos que contienen uno de dos tipos de amino-azúcares: N-acetilgalactosamina o N-acetilglucosamina, y un ácido urónico como el glucurónico (glucosa con el átomo numero seis formando un grupo carboxilo). Los glicosaminoglicanos tienen una carga eléctrica negativa y también se llaman mucopolisacáridos por ser muy viscosos. Los más importantes glicosaminoglicanos en la fisiología son el ácido hialurónico, el dermatán sulfato, el sulfato de condroitina, la heparina, el heparán sulfato, y el keratan sulfato. El sulfato de condroitina consiste de β-D-glucuronato enlazado al tercer carbono de N-ácetilgalactosamina-4-sulfato como en la ilustración siguiente. La heparina es una mezcla compleja de polisacáridos lineales con diversas cantidades de sulfatos en los sacáridos constituyentes. La heparina se usa en la medicina como un anticoagulante. Sulfato de Condroitina Heparina Agar y Carragenanos El agar, o agar-agar, se extrae de algas y se usa como espesante en muchos productos alimenticios por sus propiedades gelificantes. El agar es un polímero de la agarobiosa, un disacárido compuesto de D-galactosa y 3,6-anhidro-L-galactosa. Los geles de agar refinado se usan para hacer culturas de bacterias o tejidos celulares, y para electroforesis de ácidos desoxirribonucleicos (ADN). Los carragenanos son varios polisacáridos que también se derivan de las algas. Los carragenanos se diferencian del agar porque sustituyen algunos grupos hidroxilos con grupos sulfatos (-OSO3-). Los carragenanos también se usan para espesar y gelificar productos alimenticios. La agarobiosa es el disacárido principal del agar. Ácido algínico, Alginatos El alginato se extrae de algas marinas, como el kelp gigante (Macrocystis pyrifera). Los constituyentes químicos del alginato consisten de secuencias distribuidas al azar de ácidos β-D-manurónico y α-L-gulurónico con enlaces 1→4.  Aunque los alginatos son insolubles en el agua, pueden absorber una gran cantidad de agua y se usan como agentes gelificantes y espesadores. Los alginatos se usan en la fabricación de textiles, papel, y cosméticos. El alginato de sodio se usa en la industria alimentaria para aumentar la viscosidad y como emulsificante. Los alginatos se encuentran en productos comestibles como helados y también en alimentos dietéticos donde sirven para la supresión de apetito. En odontología, los alginatos se usan para hacer impresiones dentales.   Ácido algínico Galactomanano Los galactomananos son polisacáridos que consisten de una cadena de manosa con grupos laterales de galactosa. Las unidades de manopiranosa están unidas por enlaces 1β→4, y las unidades laterales de galactopiranosa se unen a la cadena central con enlaces 1α→6. Los galactomananos se encuentran en varias gomas vegetales que se usan para aumentar la viscosidad de productos alimenticios. Estas son las proporciones approximadas de manosa a galactosa en varias gomas: Goma de Alholva (Fenogreco), manosa:galactosa 1:1 Goma Guar, manosa:galactosa 2:1 Goma de Tara, manosa:galactosa 3:1 Goma de Algarrobo o Goma Garrofín, manosa:galactosa 4:1 Guar (Cyamopsis tetragonolobus) es una planta leguminosa que se ha cultivado tradicionalmente como forraje para ganado vacuno. La goma guar se deriva del endospermo molido de las semillas. Aproximadamente el 85% de la goma guar es guaran, un polisacárido soluble en agua formado por cadenas lineales de manosa con enlaces 1β→4 a las cuales están conectadas unidades de galactosa con enlaces 1α→6. La proporción de manosa a galactosa es 2:1. La goma guar tiene cinco u ocho veces más capacidad espesante que el almidón y por eso tiene muchos usos en la industria farmacéutica, y también como estabilizador de productos alimenticios y fuente de fibra dietética. El guaran es el polisacárido principal de la goma guar. Pectina Las pectinas son polisacáridos que sirven como cemento en las paredes celulares de todos los tejidos de las plantas. La parte blanca de las cáscaras de limón o naranja contienen aproximadamente 30% de pectina. La pectina es un éster metilado del ácido poligalacturónico, y consiste de cadenas de 300 a 1000 unidades de ácido galacturónico conectadas por enlaces 1α→4. El grado de esterificación (GE) afecta las propiedades gelificantes de la pectina. La estructura ilustrada aquí tiene tres metil ésteres (-COOCH3) por cada dos grupos carboxilos (-COOH). Esto corresponde a un 60% de esterificación o una pectina GE-60. La pectina es un ingrediente importante para conservas de frutas, jaleas, y mermeladas. La pectina es un polímero del ácido α-galacturonico con un número variable de metil ésteres. Goma Xantana La goma xantana es un polisacárido con un esqueleto de β-D-glucosa como la celulosa, pero cada segunda unidad de glucosa está conectada a un trisacárido de manosa, ácido glucurónico, y manosa. La manosa más cercana a la cadena principal tiene un éster de ácido acético en el carbono 6, y la manosa final del trisacárido tiene un enlace entre los carbonos 6 y 4 al segundo carbono de un ácido pirúvico. La goma xantana es producida por la bacteria Xanthomonas campestris que se encuentra en vegetales crucíferos como la col y coliflor. Las cargas negativas en los grupos carboxilos de las cadenas laterales causan que las moléculas formen fluidos muy espesos al ser mezclados con agua. La goma xantana se usa como espesante para salsas, para prevenir la formación de cristales de hielo en los helados, y como sustitutos de grasa con pocas calorías. La goma xantana frecuentemente se mezcla con la goma guar porque la viscosidad de la combinación es mayor a la de las gomas usadas solas. Estructura de la Goma Xantana   Glucomanano El glucomanano es una fibra dietética que se obtiene de los tubérculos de Amorphophallus konjac cultivada en Asia. La harina de los tubérculos de konjac se usa para hacer tallarines o fideos muy bajos en calorías, e.g., los fideos japoneses shirataki. El glucomanano se usa en las dietas para reducir el hambre porque produce una sensación de plenitud y crea soluciones muy viscosas que retardan la absorción de los nutrientes de los alimentos. Un gramo de este polisacárido soluble puede absorber hasta 200 ml de agua, por esto el glucomanano también se usa para artículos absorbentes como pañales desechables y toallas sanitarias femeninas. El polisacárido consiste de glucosa (G) y manosa (M) en una proporción 5:8 con enlaces 1β→4. La unidad polimérica tiene el patrón molecular: GGMMGMMMMMGGM. Cadenas cortas laterales de 11 a 16 monosacáridos ocurren a intervalos de 50 a 60 unidades de la cadena principal unidas por enlaces 1β→3. Grupos de acetato en el carbono 6 se encuentran en cada 9 a 19 unidades de la cadena principal. La hidrólisis de los grupos acetatos favorecen la formación de enlaces de hidrógeno intermoleculares que son responsables por la acción gelificante. Una porción (GGMM) del glucomanano. La segunda glucosa tiene un grupo acetato.   < Anterior | 1 | 2 | 3 Bibliografía Gibbons, B.J., Roach, P.J., and Hurley, T.D., Crystal Structure of the autocatalytic initiator of glycogen synthesis, glycogenin. J. Mol. Biol. 319:463-477, 2002. The Merk Index, Ninth Edition, 1976. Gonzáles Canga, A., et al., Glucomannan: Properties and Therapeutic Applications, Nutr. Hosp., 19(1) 45-50, 2004. J. P. Roubroeks, R. Andersson, D. I. Mastromauro, B. E. Christensen and P. Åman, Molecular weight, structure and shape of oat (1→3),(1→4)-b-D-glucan fractions obtained by enzymatic degradation with (1→4)-b-D-glucan 4-glucanohydrolase from Trichoderma reesei, Carbohydr. Polym. 46 (2001) 275-285. 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