Los compuestos formados por cadenas de una sola especie de monosacárido neutro y un solo tipo de enlace, que se conocen con el nombre de polisacáridos lineales (celulosa, amilosa), son generalmente insolubles en agua y sólo se solubilizan mediante el uso de condiciones más o menos drásticas, por ejemplo con altas temperaturas, o por ruptura de los puentes de hidrógeno con reactivos adecuados, como las bases fuertes. Un polisacárido de este tipo precipita además con facilidad de la disolución (retrogradación del almidón). La razón de ello reside en las óptimas condiciones estructurales para la formación de conformaciones regulares y de interacciones intercatenarias. Este ordenamiento es a menudo tan perfecto que resulta al menos parcialmente un estado cristalino. Dentro del grupo pueden existir grandes diferencia en las propiedades de los polisacáridos, dependiendo del monómero, tipo de enlace y peso molecular, como lo demuestran la celulosa, la amilosa y el B-1,3-glucano.
Ejemplos:
Celulosa.
La
celulosa es el compuesto orgánico más abundante en la Tierra, y por tanto el
carbohidrato más abundante. La razón para ello es que es el componente
mayoritario de las paredes celulares de las plantas superiores. (También podría
ser argumentado que el carbohidrato y compuesto orgánico más abundante es la D-glucosa,
si se considera que la celulosa es una forma compuesta por unidades de este
monómero). La celulosa es un homopolímero de alto peso molecular, lineal e
insoluble, de unidades β-D-glucopiranosa
unidas por enlaces glicosídicos (1®4) (ver la siguiente figura). Debido a su
linearidad y a su naturaleza estereorregular, las moléculas de celulosa se
asocian entre sí a lo largo de grandes regiones, formando haces de fibras policristalinos.
Las regiones cristalinas se mantienen juntas por un gran número de puentes de
hidrógeno. Estos sectores están separados por, y conectados a, regiones
amorfas. La celulosa es insoluble porque, para que pudiera disolverse, la mayoría
de estos puentes de hidrógeno tendrían que romperse al mismo tiempo. Sin
embargo, la celulosa puede ser convertida, por sustitución, en gomas
hidrosolubles.
La celulosa y sus formas modificadas se identifican con
la fibra dietética, puesto que no contribuyen energéticamente a su paso por el
tubo digestivo humano. A pesar de ello, la fibra dietética cumple importantes
funciones en el organismo.
El polvo de celulosa purificada puede obtenerse comercialmente
para su uso como ingrediente de alimentos. Una celulosa de alta calidad se
obtiene a partir de la madera, tras su conversión en pulpa y purificación
subsiguiente. La pureza química no es requerida para su uso alimentario, ya que
los materiales celulósicos de las paredes celulares son componentes de todas
las frutas y hortalizas y de muchos de sus productos. La celulosa en polvo que
se usa en los alimentos no tiene prácticamente color, sabor ni contaminación
microbiana. Muy a menudo es añadida al pan para proporcionarle volumen no
calórico. Los productos de panadería bajos en calorías elaborados con celulosa
en polvo, no sólo tienen un contenido mayor de fibra dietética, sino que además
se mantienen frescos y tiernos durante más tiempo.
Amilosa.
La inmensa mayor parte de la amilosa es una cadena lineal
de unidades de α-D-glucopiranosilo unidas por enlaces (1→4), aunque existen
también moléculas que poseen unas pocas ramificaciones en posición (1→6), alrededor de una cada
180-320 unidades, o lo que es lo mismo, el 0,3-0,5% de los enlaces. Las
ramificaciones de la amilosa ramificada pueden ser muy largas o muy cortas, pero
los puntos de ramificación están separados por largas distancias, de manera que
las propiedades físicas de las moléculas de amilosa son esencialmente las de
las moléculas lineales. Las moléculas de amilosa tienen pesos moleculares de
alrededor de 106.
El acoplamiento de la posición axial-ecuatorial de las
unidades α-D-glucopiranosilo con enlaces (1→4)
en
las cadenas de amilosa da a las moléculas una forma de hélice o espiral con giro
a la derecha (ver la siguiente figura). El interior de la hélice contiene sólo
átomos de hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras que los grupos
hidroxilo están situados en el exterior de la hélice.
La mayoría de los almidones contienen alrededor del 25%
de amilosa. Los dos almidones de maíz comúnmente conocidos como ricos en amilosa
que existen comercialmente poseen contenidos aparentes de masa de alrededor del
52% y del 70-75%.
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