Clasificación y Reconocimiento de Carbohidratos

Carbohidratos

Los carbohidratos, también conocidos como azúcares, osas o sacáridos, son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

Monosacáridos (3 a 7 C)

• Ribosa: (5C, todos los OH a la derecha)
• Arabinosa: (5C, C2 OH a la izquierda)
• Fructosa: (6C, CH₂OH en C1 y C6, en C2 doble enlace y O a la derecha, C3 OH izquierda, C4 y C5 OH derecha)
• Manosa: (6C, C2 y C3 OH a la izquierda)
• Glucosa: (6C, C3 OH a la izquierda)
• Galactosa: (6C, C3 y C4 OH a la izquierda)

Disacáridos

• Maltosa: (glucosa + glucosa, enlace α 1-4 horizontal)
• Sacarosa: (glucosa + fructosa, enlace α 1-2 vertical)
• Lactosa: (galactosa + glucosa, enlace β 1-4 transversal)

Monosacárido + ácido = deshidratación. Hexosa → hidroximetilfurfural. Pentosa → furfural. Monosacárido + alcohol = isomerización intramolecular.

Oligosacáridos

De 3 a 10 monosacáridos.

Polisacáridos: Almidón

Miles de monosacáridos (amilopectina 80% y amilosa 20%, ambas compuestas por polímeros de glucosa).

• Amilosa: (1000 a 5000 unidades de D-glucosa, enlace α 1-4, cada vuelta de hélice abarca 6 unidades de glucosa).
• Amilopectina: (600,000 glucosas, enlace α 1-4 con ramificaciones separadas por 10 unidades).

Furanosa (5) y Piranosa (6)

En presencia de álcali diluido, los monosacáridos se isomerizan a temperatura ambiente con formación de un intermediario enólico, como la interconversión de glucosa, manosa y fructosa. Aumentando la concentración del álcali y/o la temperatura, la velocidad y el grado de isomerización aumentan, moviéndose el doble enlace del enodiol por la cadena dando isómeros y después la ruptura de C-C.

Reacciones de Reconocimiento

Molisch

Reconocimiento general de carbohidratos. Los polisacáridos y disacáridos se hidrolizan con H₂SO₄ hasta monosacáridos y se convierten en derivados de furfural o 5-hidroximetilfurfural, los cuales reaccionan con el α-naftol formando un anillo violeta. (glucosa+, sacarosa+, almidón+)

Fehling

Reconoce azúcares reductores. Son oxidados por el Cu²⁺ (sales de color azul) y se reduce a Cu⁺ formando un precipitado rojizo de Cu₂O. En medio alcalino con presencia de tartrato de Na y K como estabilizador del Cu²⁺ formando un complejo, sino se formaría Cu(OH)₂ insoluble. SO₄Cu + 2NaOH → Cu(OH)₂ + SO₄Na₂ / 2Cu(OH)₂ + RCHO → RCOOH + Cu₂O + H₂O (glucosa+, sacarosa-, almidón- no reductor porque las uniones glucosídicas de la amilosa y amilopectina bloquean las funciones aldehído). Benedict = Fehling.

Tratamiento Alcalino

A temperatura elevada o concentración elevada de álcali, los monosacáridos libres experimentan oxidación dando coloración amarilla. Positivo con grupos carbonilos libres (sacarosa- y almidón-, sacarosa carece de grupo aldehído y cetónico libre). Polisacáridos (- si el tratamiento no es prolongado). Glucosa+.

Seliwanoff

Reconoce cetosas (fructosa). Las cetosas sufren deshidratación con HCl concentrado dando furfural (5-hidroximetilfurfural) y reaccionan con resorcinol. Color rojo cereza (fructosa+, sacarosa+, almidón+).

Lugol

Reconoce polisacáridos. El reactivo contiene yodo-ioduro. En presencia de almidón da un color azul violeta intenso. Con glucógeno y dextrinas, pardo rojiza. El diámetro interno de la hélice de amilosa aloja las moléculas de yodo.

Barfoed

Diferencia mono y disacáridos reductores. En medio ácido, la acción reductora se debe exclusivamente al grupo aldehído libre. Los disacáridos tienen menor porcentaje de grupos aldehídos libres que los monosacáridos, por lo que su acción es menos visible. Contiene ion cúprico que se reduce a Cu₂O. (glucosa, sacarosa, maltosa, lactosa). Si precipita rojo entre 5-7 min, es positivo para monosacáridos reductores. Si tarda 10-12 min, es positivo para disacáridos reductores.

Anilina

Caracterización de pentosas en medio ácido. Por deshidratación y condensación con una amina aromática da coloración rojo brillante característica de la presencia de pentosas. (glucosa, xilosa, arabinosa, fructosa). Xilosa y arabinosa (Fehling+, Seliwanoff-, álcali+, anilina+).