Carbohidratos: Clasificación, Propiedades y Métodos de Identificación

¿Qué son los carbohidratos?

Los carbohidratos, también conocidos como azúcares o glúcidos, desde un punto de vista químico, se comportan como ácidos orgánicos muy débiles (bajo Ka) y presentan las características químicas de aldehídos y cetonas, puesto que son considerados como polihidroxialdehídos y polihidroxicetonas.

Clasificación de hidratos de carbono según su estructura:

a) Monosacáridos: Son generalmente sólidos bien cristalizados, solubles en agua, de sabor más o menos dulce. Todos poseen propiedades reductoras, derivadas de grupos carbonilos.

b) Disacáridos: Formados por dos unidades de azúcares simples, siendo los más importantes aquellos derivados de las hexosas. Los que por bloqueo o no de las funciones reductoras se clasifican en:

• 1. Disacáridos reductores: Ej. maltosa, lactosa.
• 2. Disacáridos no reductores: Ej. sacarosa.

c) Polisacáridos: Son grandes moléculas formadas por condensación de unidades de monosacáridos. Los más comunes son: glucógeno (en los animales), almidón (en los vegetales), dextrinas y celulosa (en los vegetales). Cuando se obtienen materiales biológicos de estructura desconocida, se emplean usualmente dos tipos de determinaciones para establecer la presencia de hidratos de carbono.

Se pueden clasificar según sean los grupos funcionales que presentan en:

• Aldosas: si contienen un grupo aldehído (-CHO)
• Cetosas: si contienen un grupo cetona (-C=O)

Una de las propiedades de los carbohidratos que se emplea en su determinación es el poder reductor (no todos los azúcares tienen esta propiedad).

El poder reductor de los carbohidratos está condicionado a la presencia de un grupo aldehído libre o un grupo cetónico adyacente a un grupo hidroximetil.

En polisacáridos donde los grupos aldehídos o cetónicos libres se encuentran comprometidos formando enlaces glicosídicos, dan valores negativos con el test reductor. Estos enlaces glicosídicos son estables en medio alcalino, pero se hidrolizan en presencia de ácido, liberando monosacáridos que dan reacción reductora positiva.

Numerosos agentes oxidantes como Cu²⁺, Ag⁺ y ferricianuro de potasio pueden oxidar a los azúcares reductores. En estas reacciones, los carbohidratos sufren una serie de degradaciones oxidativas mientras que la sustancia oxidante es reducida.

Test de Fehling

El complejo ión cúprico-tartrato (reactivo de Fehling) es reducido en ambiente alcalino para formar óxido cuproso, un precipitado rojizo. Cualquier carbohidrato que dé positivo el test de Fehling se considera azúcar reductor.

Test de Seliwanoff para cetosas

Este test está basado en las reacciones de deshidratación catalizadas por ácidos. Las cetosas generalmente sufren esta deshidratación que lleva a la formación de furfurales con mayor rapidez que las aldosas. En consecuencia, las velocidades relativas de desarrollo del color en una solución que contiene azúcar, HCl y resorcina, permiten establecer si un azúcar es cetónica o aldólica.

Test de Barfoed

Este test diferencia entre monosacáridos y disacáridos reductores. Iones cúpricos son reducidos por los azúcares reductores para dar óxido cuproso. En medio ácido, los monosacáridos reaccionan más rápido que los disacáridos.

Hidrólisis ácida

Los enlaces glicosídicos son estables en medio alcalino, pero se hidrolizan en presencia de ácido, liberando monosacáridos que dan reacción reductora positiva.

Test de yodo para almidón

La molécula de amilosa del almidón tiene estructura helicoidal capaz de atrapar moléculas de I₂ o I₃^- para dar un complejo de color azul oscuro intenso y permanente.

Parte experimental

En este práctico, cada grupo recibe una muestra problema que debe ser identificada y que puede ser cualquiera de los siguientes carbohidratos:

Glucosa, fructosa, lactosa, sacarosa, almidón.

Para la identificación, se debe realizar a cada muestra patrón y a la muestra problema, los siguientes ensayos y sacar las conclusiones correspondientes:

A) Test de Fehling

Tome 1 mL de muestra y agregue 1 mL de reactivo de Fehling (A + B). Se coloca el tubo en un baño de agua a ebullición por 10 min. El test es positivo si se forma un precipitado pardo-rojizo.

B) Test de Seliwanoff

Tome 1 mL de muestra, agregue 8 mL de reactivo de Seliwanoff. Colocar en agua en ebullición por 10 minutos. Si la muestra contiene cetosa, aparece una coloración rosada.

C) Test de Barfoed

A 1 mL de muestra, agregar 1 mL del reactivo de Barfoed. Calentar el tubo en baño de agua en ebullición por 10 min. Color rojo indica presencia de monosacáridos.

D) Hidrólisis ácida

Tome 2 mL de muestra y acidifique con 0,5 mL de HCl concentrado. Colocar el tubo en baño de agua en ebullición por 20 minutos. Luego de enfriar, neutralice con NaOH 10% (p/v). Los carbohidratos no reductores deben liberar azúcares reductores que se determinan por el test de Fehling.

E) Test de yodo para almidón

Coloque 1 mL de muestra y agregue 5 gotas de la solución de yodo (Lugol). La formación de un color azul intenso permanente determina la presencia de almidón.