100

Click here to load reader

Carbo4 polisacáridos

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Carbo4 polisacáridos

CarbohidratosIntroducción

Monosacáridos

Polisacáridos

Oligosacáridos

Page 2: Carbo4 polisacáridos

Polisacáridos de las plantas

Polisacáridos de las algas

Polisacáridos de los hongos

Polisacáridos de las bacterias

Polisacáridos de los animales

Polisacáridos

Page 3: Carbo4 polisacáridos

L-arabanasUnión Fuente NombreRamificación

D-fructanas(2 ’ 1)--D- lineal

Alcachofa, diente de león, dalia Inulina

(1 ’ 3)--L- (1 ’ 5)--L- Pectinas de plantas

(2 ’ 6)--D- lineal Varias hierbas Levanas

(2 ’ 6)--D- (2 ’ 1)--D- Plantas y bacterias Levanas

L-fucanas(1 ’ 2)--L- Algas pardas Fucoidana(1 ’4)--L-

(1 ’4)--D-

D-galactanas(1 ’ 3)--D-, Algas rojaslineal Carragenano

Pulmón de vacuno(1 ’6)--D-(1 ’ 4)--D-,

(1 ’ 4)--D- lineal Pectinas de plantas

(1 ’ 5)--D- lineal Moho de penicilina Galactocarolosa

D-galacturonanas(1 ’ 4)--D- lineal Pectinas de plantas Ácido péctico

Polisacáridos

Page 4: Carbo4 polisacáridos

Polisacáridos Unión Fuente NombreRamificación

D-glucanas(1 ’2)--D- lineal Agrobacteria

(1 ’ 3)--D-,Aspergillus niger. Musgo de Islandia Nigerana(1 ’ 4)--D- lineal

(1 ’ 3)--D- linealPlantas, algas,

hongos y levaduras Laminarana

(1 ’ 3)--D- Hongos Scleroglucana(1 ’6)--D-

(1 ’4)--D-(1 ’ 3)--D-,Musgo de Islandia grano de cerealeslineal Liquenana

Plantaslineal(1 ’ 4)--D-, Amilosa

(1 ’ 4)--D-, Hongoslineal(1 ’6)--D- Pullulanana

(1 ’ 4)--D- Plantas, animales y microorganismos

Amilopectina, glicógeno

(1 ’6)--D-

Plantaslineal(1 ’ 4)--D-, Celulosa

(1 ’ 6)--D- Bacterias Dextrano(1 ’6)--D-

(1 ’ 6)--D- lineal Liquenes Pustulana

Page 5: Carbo4 polisacáridos

Unión Fuente NombreRamificación

(1 ’ 4)--D- Plantas, hierbaslineal

(1 ’ 4)--D- Plantaslineal

(1 ’ 2)--D- Levaduras(1 ’6)--D-D-Mananas

Algas amarillaslineal(1 ’ 3)--D-, Rhodymenana

D-Xylanas

(1 ’ 3)--D-, lineal(1 ’4)--D- Algas rojas

2-amino-2-deoxy-D-glucanas(1 ’4)--D- lineal

Caparazones de crustáceos, hongos Quitina

Polisacáridos

Page 6: Carbo4 polisacáridos

Heteropolisacáridos

Componentes Fuente NombreRamificaciónL-arabinosa Si Madera de coniferasD-galactosa

L-arabinosa Si PlantasD-xylosa

lineal AgarosaAlgas rojasL-galactosa D-galactosa

linealD-galactosa2-amino-2-deoxy-D-glucosa Queratan sulfatoCornea

Si PorfiranaCaracolL-galactosa D-galactosa

Si Semillas de leguminosas, hongosD-galactosa D-manosa

CondroitinaCornea, cartílagosÁcido D-glucurónico2-amino-2-deoxy-D-glucosa lineal

Dermatan sulfatoPiel2-amino-2-deoxy-D-galactosa lineal

Ácido L-idurónico

Polisacáridos

Page 7: Carbo4 polisacáridos

Heteropolisacáridos

Componentes Fuente NombreRamificaciónMadera de coniferas, semillas, bulboslinealD-glucosa D-manosa

lineal Tejidos de animales2-amino-2-deoxy-D-glucosa Ácido hialurónicoÁcido D-glucurónico

D-xylosaSi PlantasÁcido D-glucurónico

Bacterias y algas pardaslinealÁcido L-gulurónicoÁcido D-manurónico

Ácido algínico

Polisacáridos

Page 8: Carbo4 polisacáridos

Polisacáridos de las plantas

Polisacáridos de las algas

Polisacáridos de los hongos

Polisacáridos de las bacterias

Polisacáridos de los animales

Polisacáridos

Page 9: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Celulosa

Pectinas

Hemicelulosas

Gomas

Polisacáridos de las plantas Polisacáridos

Mucílagos

Page 10: Carbo4 polisacáridos

Polisacáridos de las plantas

La principal reserva de polisacáridos del reino vegetal

La mayor fuente de carbohidratos de la dieta humana

Componente de los alimentos en altas proporciones (en granos de cereales hasta en un 90% )

Enorme importancia económica e industrial

Almidón

Polisacáridos

Page 11: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Se aísla de otros componentes solubles en agua

Soluble en agua caliente y no en frío

Compuesto de 2 tipos de polisacárido:

- Amilosa

- Amilopectina

agua caliente + butanol

después + metanol

En gránulos donde las moléculas se ordenan en capas

- Amilosa

- AmilopectinaPolímero lineal Pm 5 a 8x104

Polímero ramificado Pm 2 a 20x106

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 12: Carbo4 polisacáridos

Almidón

- Amilosa

- Amilopectina

maltosa (-1,4)maltosa y en las ramificaciones isomaltosa

Uniones

- Amilosa

- Amilopectina

Azul

Rojo-violeta

- Amilosa

- AmilopectinaPolímero lineal n 3 a 4x102

Polímero ramificado n 1 a 10x104

Complejo con I2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 13: Carbo4 polisacáridos

Almidón- Amilosa

- Amilopectina

Azul

Rojo-violeta

Complejo con I2Estructura

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 14: Carbo4 polisacáridos

Almidón- Amilosa

- Amilopectina

15-35%

65-85%

ComposiciónEstructura de la amilopectina

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

Hidrólisis fácil a D-glucosa (casi 110%) con ácidos

diluidos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 15: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Estructura de la amilopectina

Glucopiranosa cuyo C1 está unido al C6 de otra

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 16: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Estructura de la amilopectina

Glucopiranosa cuyo C1 está unido al C6 de otra

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 17: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Estructura de la amilopectinaCH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 18: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Estructura de la amilopectina

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 19: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Estructura de la amilopectina

Haworth

Cadenas de 24 unidades ramificadas cada 12

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 20: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Estructura de la amilopectina Cadenas de 17 a 26 unidades ramificadas cada 9 a 13

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 21: Carbo4 polisacáridos

Almidón-amilasa – Hidrólisis a glucosa (roturas al azar)

Hidrólisis enzimática

-amilasa – Hidrólisis a maltosa (roturas de 2 en 2)

Con -amilasa 50% de maltosa y resto de alto Pm = Dextrina limite

pullulanasa – Hidrólisis de uniones - 1-6

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 22: Carbo4 polisacáridos

Almidón

- Se macera en agua con SO2

Fuentes de fabricación de almidónMaízPatata

Arroz Trigo Cebada

Maíz- Se tritura en agua con SO2 ’Suspensión- Se separan la fibra después proteínas (gluten) y finalmente el almidón por centrifugaciones y decantaciones sucesivas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 23: Carbo4 polisacáridos

Almidón

- En la cebada germinada (malta se produce la hidrólisis enzimática a glucosa y maltosa

Fuentes de fabricación de almidónMaízPatata

Arroz Trigo

Cebada

- Fabricación de cerveza

- El mayor consumo de almidón es para hidrolizarlo química o enzimáticamente a glucosas comerciales

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 24: Carbo4 polisacáridos

Almidón

- En la industria de alimentos

Utilización del almidón

Dextrinas

PregelatinizadosGelificante Espesante

- En la industria farmacéutica

- En la industria del papel y textil

Adhesivo Aglomerante

Adhesivo Apresto

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 25: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

Almidones cationicos

Almidones oxidados

Esteres y éteres del almidón

Copolímeros del almidón

Fuente de monosacáridos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 26: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones oxidados

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

CH2OH

O

O

O

OCH2OH

OH

O

O

O

O

OO

O

O

O

CH2

IO4-

Industrialmente se regenera el reactivo

por electrolisis

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 27: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones oxidadosCH2OH

O

O

O

OCH2OH

OH

O

O

O

O

OO

O

O

O

CH2

Almidón dialdehído reacciona con grupos

amino, alcohol etc

Aplicación industrial como entrecruzante de polímeros

naturales y sintéticos

Mayor consumo en industria de papel para aumentar la resistencia a la humedad (papel

de embalaje, toallas sanitarias, planos.

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 28: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones oxidadosCH2OH

O

O

O

OCH2OH

OH

O

O

O

O

OO

O

O

O

CH2

Por formar entrecruzamientos como

endurecedor de gelatina de placas fotográficas

Como colas al agua baratas en combinación con proteínas

Para textil facilitar planchado e incluso solo como plástico duro semi transparente o copolimerizado con urea formaldehido

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 29: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

Almidones cationicos

Almidones oxidados

Esteres y éteres del almidón

Copolímeros del almidón

Fuente de monosacáridos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 30: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

CH2 CH CH2

O Cl

Epiclorhidrina

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 31: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

CH2

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

OHO

CH2CHCH2

CH2

O

O

HO

OHO

O

O

O

O

OH

CH2OH O

O

HO

HO

CH2OH

Se forman puentes inter e intramoleculares estables

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 32: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia primaEn industria alimentaria

como espesantes

Más estables a altas temperaturas que los almidones naturales. Para alimentos sometidos a T altas (UHT)

Almidones entrecruzados

Más estables a pH extremos que los almidones naturales. Para derivados de frutos ácidos (pasteles de frutas)

La principal desventaja es que sus disoluciones no resisten temperaturas bajas (-40ºC) necesarias para conservación

del alimento (congelan antes)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 33: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

Almidones cationicos

Almidones oxidados

Esteres y éteres del almidón

Copolímeros del almidón

Fuente de monosacáridos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 34: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Esteres y éteres del almidón

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

Oxido de propileno

CH2 CH CH3

O CH2

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

O HO

CH3CHCH2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 35: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia primaEn industria de papel

para terminados

Más utilizados son: anhidrido acético, oxido de propileno, oxido de etileno, tri polifosfatos etc.

Como inhibidores de degradaciones, para más resistencia química y evitar engrudos y disoluciones estables al frio-

Los hidroxialquil éteres como anticoagulantes de la sangre

Esteres y éteres del almidón

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 36: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

Almidones cationicos

Almidones oxidados

Esteres y éteres del almidón

Copolímeros del almidón

Fuente de monosacáridos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 37: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Incorporar grupos amino mediante enlaces estere o ester.

En la industria de papel facilita la unión del almidón a la estructura de celulosa

Facilita la unión con iones calcio y reduce el desorden y separación fibra-fibra

Almidones cationicos

CH2CH2NClCH3CH2

CH3CH2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 38: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

Almidones cationicos

Almidones oxidados

Esteres y éteres del almidón

Copolímeros del almidón

Fuente de monosacáridos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 39: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Recientemente muchos copolímeros en bloques y de injerto de almidón con monómeros alílicos y vinilicos mediante

reacciones radical incluso por rayos gamma.

La forma más utilizada es con cerio cuatro como iniciador de la cadena radical

Como monómeros más usuales acrilonitrilo, acido acrilico, acrilato o metacrilato de metilo, estireno y Ácido 2-

acrilamido-2-metilpropano sulfónico

Copolímeros del almidón

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 40: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Copolímeros del almidónCH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

HO

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2Ce (IV)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 41: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Copolímeros del almidón

Ce (III)

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

O

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2CH2

CH

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 42: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Copolímeros del almidón

Ce (III)

CH2OH

HO

HO

O

OCH2OH

OH

O

O

O

O

OOH

HO

O

O

CH2

CH2

CH

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 43: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Copolímeros del almidón

El hidrolizando del copolímero con acrilonitrilo (H-SPAN)Una vez seco tiene mucha importancia como absorbente de

agua. Se han obtenido otros muchos copolímeros de este tipo para pañales, compresas y ewsponjas quirúrgicas etc.

Otros copolimeros para tratamiento de suelos.Aumentan la resistencia a la erosión, la retención de agua por el suelo y el crecimiento de las plantas en estos suelos.

También como descontaminantes en la recuperación de suelos después de vertidos tóxicos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 44: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia prima

Almidones entrecruzados

Almidones cationicos

Almidones oxidados

Esteres y éteres del almidón

Copolímeros del almidón

Fuente de monosacáridos

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 45: Carbo4 polisacáridos

Almidón como materia primaEn 1811 Kirckhoff descubrió

la hidrólisis a glucosa

Hoy también hidrólisis con enzimas inmovilizados

Glucosas comerciales para confituras, conservas, licores y como alimento en sueros y alimentos infantiles

Fuente de monosacáridos

Con glucosa isomerasa de bacillus coagulans inmovilizada se consigue transformarla en fructosa de mas sabor y precio

con lo que se fabrican mezclas gluco-fructo que han sustituido a la sacarosa (por ejemplo en bebidas

En 1983 en EEUU 14 millones de toneladas de glucosas de hidrólisis de almidones.

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 46: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Celulosa

Pectinas

Hemicelulosas

Gomas

Polisacáridos de las plantas Polisacáridos

Mucílagos

Page 47: Carbo4 polisacáridos

Es el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza

El principal componente de la pared de las células vegetales

Es el esqueleto y sostén de tallos ramas y troncos

Principal fuente potencial de combustibles

Celulosa

La fotosíntesis produce entre 1011 y 1012 toneladas /año

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 48: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

Es hidrófila pero insoluble en agua

Polisacárido de glucopiranosa unida con enlaces –(1-4)

Forma fibras que suelen estar cementadas por otros compuestos amorfos como hemicelulosas pectinas y lignina

Polímero lineal Pm 5 a 250x104

n 300 a 15.000

CH2OH

OH

HO

O

O

O

O

HO

OH

CH2OH

O

n

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 49: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

Celulosa n

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 50: Carbo4 polisacáridos

CelulosaHidrólisis a glucosa y celobiosa

Hidrólisis enzimática

Segregadas por algunos organismos como bacterias,, hongos,caracoles etc.

Celulasas – Hidrólisis de uniones -(1-4)

Celulasas – No las producen los mamíferos

Celulasas – Los rumiantes las tienen en la flora microbiana del rumen

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 51: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

- Se descorteza y tritura

Fuentes de fabricación de celulosa Bagazos de caña

PajaMadera

- En autoclaves(lejiadoras) se eliminan las ligninas a 140-180ºC a presión por tratamiento con 3 lejías.

- NaOH

Algodón

- (SO3H)2Mg (o Ca) - NaOH + SNa2 (SO4Na2)

- Con ello se disuelven las hemicelulosas los lignofenolatos sódicos y los lignosulfonatos sódicos

- La celulosas obtenidas se decoloran con cloro

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 52: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

- Como tal celulosa

Utilización de la celulosa

Papel Fibras textiles

- Como derivados

- Hidrolizándola

Rayón o Viscosa Acetato Nitrocelulosas

Metil celulosa

Glucosa

Carboximetil celulosa

Dietilaminoetil celulosa

Celulosas oxidadas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 53: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

Rayón o ViscosaO

O

HO

OH

CH2OH

O

n

O

O

O

O

CH2O

O

C SNa

S

NaSSC

NaSSC n

NaOH + S2C- H2O

celulosa-xantato sódico

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 54: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

Rayón o Viscosa

O

O

HO

OH

CH2OH

O

n

O

O

O

O

CH2O

O

C SNa

S

NaSSC

NaSSC n

H2SO4 + Na2SO4 +ZnSO4

Orificios finos de Pt a disolución de:

RayónHilos:

CelofánLáminas:

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 55: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

AcetatoO

O

HO

OH

CH2OH

O

n

- CH3COOH

n

O

O

O

O

CH2O

O

C CH3

O

CH3

OC

CH3

OC

CH3CO O COCH3

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 56: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

NitrocelulosasO

O

HO

OH

CH2OH

O

n

HNO3- H2SO4

n

O

O

O

O

CH2O

O

NO2

NO2

NO2

Si de algodón y menor grado de esterificación = algodón pólvora o piroxilina

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 57: Carbo4 polisacáridos

CelulosaCeluloide

Piroxilina (Grado de nitración 2)

n

O

O

O

O

CH2O

O

NO2

NO2

NO2

+

Alcanfor

Mezcla gelatinizadaPrimer plástico moldeable de principios siglo pasado

CCH3 CH3

O

CH3

El abuelo de todos los plásticos

Descubierto por John Wesley Hyattt

Sustituto del marfil para bolas de billar (explosivas)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 58: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

Metil celulosa

Si totalmente metilada es insoluble en agua

Poco metiladas se hinchan y dispersan en agua - coloides

Espesantes para alimentos y medicamentos

Se trata la celulosa con NaOH concentrada y caliente (cadenas de menor Pm) y después tratar con un R-Cl

Metilada 26 a 33% - laxante

Si R= -CH2C

O

O

O

O

CH2O

O

CH3

CH3

CH3

n

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 59: Carbo4 polisacáridos

Celulosa

Dietilaminoetil celulosa

Espesante y cambiador de cationes

Se trata la celulosa con NaOH concentrada y caliente (cadenas de menor Pm) y después tratar con un R-Cl

Farmacia - laxante

Si R= -CH2COONaCarboximetil celulosa

Espesante y cambiador de aniones

Muy utilizado como cambiador de aniones

Si R= -CH2 -CH2 –N(CH2 –CH3 )2

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 60: Carbo4 polisacáridos

CelulosaCelulosas oxidadas

Si con IO4- a dialdéhidos

Como soportes de inmovilización

Se prepara a partir de gasa o algodón y contiene del 16 al 24 % de grupos -COOH

Es un agente hemostático local que se utiliza como tópico

n

O

O

O O

CH2OH

O

H

H

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 61: Carbo4 polisacáridos

CelulosaHidrólisis

Levaduras (anaerobio) ’Etanol (Industria química y mezclar con gasolina)

- Con ácidos fuertes concentrados a 100ºC

Cada vez más en industrias hidrólisis enzimáticas

-Con ácidos diluidos en autoclave a T entre 120 y 170ºC

Levaduras (aireación) ’Piensos(Levadura pienso fuente de proteinas)

Clostridium acetobutilicum ’Acetona- butanol(industria química)

Aspergillus Niger ’ácido cítrico (industria alimentaria e industria química)

Bacillus subtilis ’glicerina(industria química)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 62: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Celulosa

Pectinas

Hemicelulosas

Gomas

Polisacáridos de las plantas Polisacáridos

Mucílagos

Page 63: Carbo4 polisacáridos

Es el 2ºcompuesto orgánico más abundante en la naturaleza

Junto con celulosa componente de paredes celulares vegetales

Se conocen también como pentosanas

Materias primas en síntesis orgánica

Hemicelulosas

Polisacáridos complejos que acompañan a la celulosa

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 64: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas

Principalmente polímeros mixtos de xilosa, arabinosa y en menor proporción ácido glucurónico y hexosas

Estructura muy variable con enlaces glucosídicos lineales en –(1-4) y con ramificaciones diversas

Polisacáridos complejos que se clasifican por los monosacáridos más abundantes que contienen

Fuente de pentosas (por hidrólisis )

Polímeros bajos cristalinos: n 150 a 200

Polímeros no cristalinos: n 50 a 2000

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 65: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanas

L-arabino-D-galactanas

L-arabino-D-xilanas

D-mananas

D-galacto-D-mananas

D-gluco-D-mananas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 66: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanasSon las hemicelulosas más abundantes,

están en las plantas en abundancias entre el 7 y el 30%

n

O

O

HO

OHO

La cadena principal formada por uniones -(1-4) xilopiranosa

La xilana de hierba de esparto contiene pequeña

proporción de ramificación en 3 con xilopiranosas

Otras contienen ramificaciones xilopiranosa 1-2 y sustituciones por L-arabinosa y ácido D-glucurónico

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 67: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanasUn ejemplo típico de residuos terminales

L-arabinopiranosil es la xilana de cáscara de cebada de estructura:

-D-xilopiranosil (1’4)’4) (1’-D-xilopiranosil

31

-L-arabinopiranosil-D-xilopiranosil (1’2)’4)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 68: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanas

L-arabino-D-galactanas

L-arabino-D-xilanas

D-mananas

D-galacto-D-mananas

D-gluco-D-mananas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 69: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

Muy distribuidas como en pino marítimo:

L-arabino-D-galactanas

-D-galp (1’3)’3)

L-araf

(1’3) -D-galp-D-galp -D-galp(1’3) (1’

61

61

61

61

-D-galp)n -D-galp)n L-araf

- L-arap

31

61

31

61

-D-galp)n -D-glcp - D-xilp

n = 1,2,3,4, ó 5

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 70: Carbo4 polisacáridos

PentosanasL-arabino-D-galactanas

Sicómoro, o células del

tabaco

-D-galp (1’3)’3)

L-araf

(1’3) -D-galp-D-galp -D-galp(1’3) (1’

61

61

61

D-galp D-galp

L-araf L-araf

61

61

61

D-galp

6

61

D-galp

(1’3)

(1’3)L-araf

L-araf

D-galp

D-galp

6

(1’3)

(1’3)

L-araf

5

1

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 71: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanas

L-arabino-D-galactanas

L-arabino-D-xilanas

D-mananas

D-galacto-D-mananas

D-gluco-D-mananas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 72: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o PentosanasEn gomas de cerealesPolisacáridos neutros

(1’4)’4) (1’4) (1’4) (1’

31

31

- L-araf

- D-xilp

L-arabino-D-xilanas

- D-xilp - D-xilp - D-xilp

- L-araf

Hemicelulosas de la harina de trigo

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 73: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanas

L-arabino-D-galactanas

L-arabino-D-xilanas

D-mananas

D-galacto-D-mananas

D-gluco-D-mananas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 74: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o PentosanasEn nuez de marfil

Polisacáridos neutros

(1’4)’4) (1’4) (1’- D-manp

Hemicelulosas de las semillas de café

D-mananas

- D-manp - D-manp

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 75: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanas

L-arabino-D-galactanas

L-arabino-D-xilanas

D-mananas

D-galacto-D-mananas

D-gluco-D-mananas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 76: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

La proporción: galactosa /manosa varia entre 1/1 y 1/5

Hemicelulosas de semillas de leguminosasD-galacto-D-mananas

(1’4)’4) (1’4) (1’- D-manp - D-manp - D-manp

61

- D-galp

61

- D-galp

61

- D-galp

Fácilmente solubles en agua. Se emplean como apresto para papel y como gelificantes en industria alimentaria por formar

disoluciones muy viscosas.

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 77: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

D-xilanas

L-arabino-D-galactanas

L-arabino-D-xilanas

D-mananas

D-galacto-D-mananas

D-gluco-D-mananas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 78: Carbo4 polisacáridos

Hemicelulosas o Pentosanas

La proporción: glucosa /manosa varia entre 1/1 y 1/2

Hemicelulosas de maderas duras

D-gluco-D-mananas

(1’4)’4) (1’4)

(1’

- D-manp - D-glcp - D-manp

41

41

Por hidrólisis parcial se detecta manobiosa, manotriosa, celobiosa, celotriosa etc.

También galacto-gluco-mananas

- D-glcp

- D-manp

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 79: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Celulosa

Pectinas

Hemicelulosas

Gomas

Polisacáridos de las plantas Polisacáridos

Mucílagos

Page 80: Carbo4 polisacáridos

Componente de gran importancia en la industria alimentaria

Material principal que une las células vegetales

Muy abundantes en frutos

Materias primas en fabricación de jaleas de frutas

Pectinas

Polisacáridos metilados del ácido galacturónico

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 81: Carbo4 polisacáridos

Pectinas

Polisacáridos del ácido galacturónico parcial o totalmente metilado con enlaces glicosidicos –(1-4)

Abundantes en frutos (membrillo), se extrae de pulpa de manzana, corteza de naranja y residuos de fabricación de zumos

Polímero lineal

n 100 a 300 n

COOCH3O

O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 82: Carbo4 polisacáridos

Pectinas

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOCH3OOH

HO

OO

COOCH3

Fábricas de pectinas – fábricas de zumos de manzana o naranja-De pulpas prensadas y cortezas, en caliente se extraen y se

precipitan con alcohol (ó Al3+ y descomponer luego el pectato con ácido)

-En la maduración de los frutos, las pectinas se degradan (fácil hidrólisis tanto de los enlaces ester como de los glicosídicos) y los

tejidos se hacen blandos.

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 83: Carbo4 polisacáridos

Pectinas

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOCH3OOH

HO

OO

COOCH3

Las jaleas se fabrican hirviendo la pulpa de fruta con pectina, ácido cítrico y sacarosa y al dejar enfriar gelifican.

La jalea de membrillo se obtiene con la pectina propia del fruto.

-Las disoluciones viscosas de pectinas forman geles, a pH ácido en presencia de sacarosa, por formar retículos de puentes de

hidrógeno que retienen agua (Fabricación de jaleas).

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 84: Carbo4 polisacáridos

Pectinas

Pectin estearasa

Pectina de bajo índice de metoxilo

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOCH3OOH

HO

OO

COOCH3

H2O

COOH O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOH

HO

OO

COOCH3

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 85: Carbo4 polisacáridos

Pectinas Pectina de bajo índice de metoxilo

COOH O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOH

HO

OO

COOCH3

Protopectinas: Los grupos no esterificados están unidos a celulosa y hemicelulosas.

Contienen intercaladas con la cadena poligalacturónico, arabanas y galactanas

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 86: Carbo4 polisacáridos

Pectinas Pectina de bajo índice de metoxilo

COOH O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOH

HO

OO

COOCH3

Jaleas de régimen sin azúcar

Si no neutralizadas se conocen también como ácidos pectínicos

Gelifican mal con azúcar pero lo hacen bien con

iones Ca 2+

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 87: Carbo4 polisacáridos

Pectinas

Pectin estearasa

Pectina de bajo índice de metoxilo

H2O

COOH O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOH

HO

OO

COOCH3

COOH O

HOOH O

COOH O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOH

HO

OO

COOH

Ácido péctico (poligalacturónico)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 88: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Celulosa

Pectinas

Hemicelulosas

Gomas

Polisacáridos de las plantas Polisacáridos

Mucílagos

Page 89: Carbo4 polisacáridos

Secreciones de árboles (masas vítreas de color ámbar)

Soluciones acuosas de gran poder adhesivo

Goma arábiga de la corteza de las acacias

Aplicación industrial como pegamentos o estabilizantes de emulsiones

Gomas

Protección contra microorganismos de heridas o enfermedades de árboles frutales

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 90: Carbo4 polisacáridos

Gomas

Goma Arábiga

(1’L-araf-D-galp (1’3)’3) (1’3) -D-galp-D-galp (1’61

61

61

R’3)--D-galp

61

61

61

61

R’3)--D-galp

R’4)--D-glcpA

R’3)--D-galp

-D-glcpA

R’3)--D-galp

R’3)--D-galp

61

R’4)--D-glcpA

R=

(1’L-Rhap

-D-galp

1 3

(1’L-araf

-L-arap

1 3

(1’L-araf

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 91: Carbo4 polisacáridos

Gomas Goma Arábiga

Artículo comercial desde tiempos remotos.El árbol (Acacia Senegal) espinoso del que se extrae, junto a la

goma extraída fue pintado ya en el reinado de Ramsés III y aparece en inscripciones posteriores

Se exportaba a través del golfo del Edén 1700 años antes de Cristo. Teofrasto en el siglo III A. de C., la menciona con el

nombre de goma Egipcia.

En la edad media se obtenía de Egipto y Turquía

La importaban de Senegal los portugueses en el siglo XV

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 92: Carbo4 polisacáridos

Gomas Goma Arábiga

En 1963 los Estados Unidos importaron más de 10.000 toneladas

Hoy de todos los hidrocoloides vegetales la goma arábiga sigue siendo el más utilizado.

Muy útil para mantener compuestos en suspensión

Utilidada en la preparación de granulados para tabletas

Mientras otras gomas tienden a hincharse en agua, la goma arábiga es casi completamente soluble en dos veces su peso de

agua. Es insoluble en alcohol. (por ser una mezcla de sales de Ca Mg y Na de los ácidos urónicos que contiene su estructura)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 93: Carbo4 polisacáridos

Gomas Goma de tragacanto

-D-galpA (1’4)’4) (1’4)-D-galpA (1’4) (1’

31

31

31

-D-xilp -D-xilp

- L-fucp

31

21

- D-galp

-D-galpA -D-galpA

-D-xilp

-Es el hidrocoloide más resistente a la hidrólisis ácida y por lo tanto preferido para condiciones de alta acidez.

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 94: Carbo4 polisacáridos

Gomas Goma de tragacanto

Exudación del Astragalus gomifer (familia leguminosas)

Arbustos espinosos de Asia menor Irán, Grecia, Siria etc.

Los principales puertos de exportación, Esmirna otros del Golfo Pérsico (Goma de Persia ó goma de Siria)

Consumo de miles de toneladas

En farmacia como agente de suspensión de mezclas de polvos insolubles, como emulsionante de aceites, en cosmética, en

estampado de tejidos y en confituras ácidas.

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 95: Carbo4 polisacáridos

Almidón

Celulosa

Pectinas

Hemicelulosas

Gomas

Polisacáridos de las plantas Polisacáridos

Mucílagos

Page 96: Carbo4 polisacáridos

Presentes en semillas de lino, mostaza, algarrobo etc.

Polisacáridos que absorben agua en gran cantidad y se hinchan dando soluciones muy viscosas sin llegar a disolverse.

Corteza de olmo americano(ulmus fulva)

Aplicación como aprestos para industria textil y papelera y algo en farmacia y alimentos

Mucílagos

El de más importancia en España el garrofín

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 97: Carbo4 polisacáridos

Mucílagos Goma de garrofín ó garrofín

HO

HO

OHO CH2OH

O

OHO

HO

O

CH2OH

OO

O

HO

HO

CH2OHCH2

HO

HO

OO

O

CH2OH

O

HO

HO

La mayor parte de la cosecha de algarroba se emplea en extraer de ella el garrofín utilizando el resto del fruto para piensos.

Capa que cubre los cotiledones y que se separa con sulfúrico diluido y a través de tamices

La demanda exterior de garrofín hace que las empresas españolas importen semilla de guar(de la india)

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 98: Carbo4 polisacáridos

Mucílagos Mucílago de corteza de olmo

-Resistencia a desecación de plantas

-D-galpA (1’2)’4) (1’4)L-Rhap (1’2) (1’

31

41

3-O-Me-D-galp

-D-galpA

D-Galp

L-Rhap

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 99: Carbo4 polisacáridos

Mucílagos(1’L-galpD-galpA (1’2)’4) (1’4) D-galpAL-Rhap

(1’

12

4R

R=

(1’L-Rhap

4-O-Me-D-glcpA

1 4

(1’D-galp

D-xilp

1 4

(1’D-galpMucílago de semillas de mastuerzo

L-Rhap

3R

4R

Polisacáridos de las plantasPolisacáridos

Page 100: Carbo4 polisacáridos

Polisacáridos de las plantas

Polisacáridos de las algas

Polisacáridos de los hongos

Polisacáridos de las bacterias

Polisacáridos de los animales

Polisacáridos