Propiedades físicas y químicas de los carbohidratos

Idea central: Tienen muchos grupos -OH que atraen al agua. Por eso los pequeños son dulces y solubles, y esos mismos grupos permiten romperse con agua, oxidarse y fermentarse. Fórmula general: Cn(H2O)m.

1. Propiedades físicas

Se observan sin cambiar la molécula.

Color, estado y sabor

• Sólidos blancos y sin olor.
• Pequeños = dulces: glucosa C6H12O6 de la fruta.
• Grandes = sin sabor: celulosa del algodón.

Solubilidad en agua

• Son hidrofílicos, aman el agua.
• Clave: grupos -OH forman puentes de hidrógeno con el agua.
• Regla: más -OH libres = más agarre al agua.
• Excepción: cadena gigante y muy ordenada no deja entrar al agua y no se disuelve.
• Monosacárido, una unidad, ej. glucosa C6H12O6: Sí, mucho.
• Disacárido, dos unidades unidas, ej. sacarosa C12H22O11: Sí, mucho.
• Polisacárido, cadena larga, ej. celulosa y almidón: No, casi nada.

Actividad óptica y mutarrotación

• Muchos son quirales: no coinciden con su imagen en el espejo, como tus manos.
• Actividad óptica: capacidad de girar la luz polarizada, luz que vibra en un solo plano.
  • Dextrógira +: gira a la derecha.
  • Levógira -: gira a la izquierda.
• Mutarrotación: cambio de ese giro con el tiempo en solución acuosa porque la molécula se abre y se cierra hasta equilibrarse.

2. Propiedades químicas

Aparecen cuando se convierte en otra sustancia.

• Hidrólisis: romper con agua, como cortar con tijeras de agua. Necesita ácido o enzimas. Pasa en la digestión:
  • C12H22O11 + H2O -> C6H12O6 glucosa + C6H12O6 fructosa
• Oxidación y poder reductor:
  • Oxidación = ganar oxígeno o perder hidrógenos.
  • Azúcar reductor = puede oxidarse porque tiene grupo libre para donar electrones, en glucosa es aldehído -CHO.
  • Prueba: con Fehling o Benedict pasa de azul a rojo ladrillo.
  • Fructosa también es reductora porque en medio básico se transforma.
  • Sacarosa C12H22O11 NO es reductora porque tiene sus puntos clave unidos.
• Reducción: lo opuesto, ganar hidrógenos.
  • Glucosa C6H12O6 -> sorbitol, alcohol de azúcar usado como endulzante.
• Fermentación alcohólica: transformación sin oxígeno hecha por levaduras, hongos microscópicos:
  • C6H12O6 -> 2 C2H5OH etanol + 2 CO2
• Deshidratación y caramelización:
  • Deshidratación: quitar agua con ácido fuerte como H2SO4.
  • C12H22O11 -> 12 C carbón negro + 11 H2O.
  • Caramelización: dorado sabroso al calentar azúcar sin quemarlo del todo.

3. Cómo distinguir glucosa, sacarosa y almidón

• Paso 1: Mira quién no se disolvió. El turbio es almidón, polisacárido grande. Los claros son los otros dos.
• Paso 2: Benedict en caliente a los claros. Rojo = glucosa C6H12O6 con -CHO libre. Azul = sacarosa C12H22O11 sin grupo libre.
• Paso 3: Confirma sacarosa con hidrólisis. Agrega ácido, calienta, neutraliza y repite Benedict: ahora da rojo porque se rompió en glucosa + fructosa.

4. Para memorizar

• Solubles y dulces cuando son pequeños por -OH y puentes de hidrógeno con H2O.
• Quirales: giran luz polarizada y cambian el giro en agua por mutarrotación.
• Se rompen con agua por hidrólisis y se transforman por oxidación, reducción y fermentación.
• Solo con grupo libre son reductores y dan rojo con Fehling o Benedict.