Diferencias entre el almidon y la celulosa

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La diferencia estructural entre el almidón y la celulosa es la diferente orientación espacial de los monómeros de glucosa. En al almidón todos los monómeros se orientan en la misma dirección y en la celulosa cada monómero sucesivo rota 180º alrededor del eje de la cadena polimérica con respecto al monómero anterior, es decir la diferencia entre un pan y un pedazo de madera es la posición de 2 carbonos (observar la flecha).

Hidratos de carbono o carbohidratos
Forman un grupo de compuestos que contienen carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias fotosintetizadoras los producen en el proceso conocido como fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire y, por acción de la energía solar, producen glucosa y otros compuestos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan. De los glúcidos más sencillos, monosacáridos, el más importante es la glucosa. Dos monosacáridos unidos producen un "disacárido", cuyo ejemplo más importante encontramos en la sacarosa, la lactosa y la maltosa. Los polisacáridos son enormes moléculas formadas por uno o varios tipos de unidades de monosacáridos.

En los organismos vivos los carbohidratos tienen funciones estructurales y de almacenamiento de energía. En la función estructural tenemos como ejemplo: la celulosa que es el principal glúcido estructural en las plantas, hasta un 40% en las paredes celulares, mientras que en los animales invertebrados el polisacárido quitina es un componente básico del exoesqueleto de los artrópodos y en los  cordados  las capas celulares de los tejidosconectivos contienen carbohidratos. Entre los glúcidos de almacenamiento de energía las plantas usan al almidón  ( Amiloplasto) y los animales al glucógeno (Higado, Musculo); (cuando se necesita la energía, las enzimas los descomponen en glucosa).

Los principales puntos a recordar y comprender respecto a los azúcares son:

  • Son importantes metabólicamente. 
  • Son la mayor fuente de energía almacenada de los seres vivos. 
  • Sus anillos de carbono contienen grandes cantidades de energía. Por ejemplo, la glucosa completamente metabolizada:

C6H12O6 → 6CO2 + 6H2O

libera 686 kcal/mol.

DIGESTION Y ABSORCION DE CARBOHIDRATOS EN MONOGASTRICOS.
El almidón es el único polisacárido altamente utilizable por los animales monogástricos y tanto éste como los disacáridos presentes en la ración han de ser degradados hasta monosacáridos para ser absorbidos. La digestión y absorción del almidón tiene lugar en el primer tramo del intestino delgado y la principal enzima que participa es la a-amilasa segregada por el páncreas junto al jugo pancreático y que actúa en la luz intestinal. La a-amilasa rompe la cadena lineal de la amilosa dejando libres moléculas de glucosa y maltosa pero no puede romper las ramificaciones de enlaces a-1-,6 de la amilopectina por lo que como primer paso de la digestión de los carbohidratos se genera en la luz intestinal una mezcla de glucosa, maltosa y oligosacáridos. Mientras la glucosa va siendo absorbida los disacáridos y oligosacáridos restantes son atacados por otras enzimas las a y b glucosidasas presentes en el borde de las microvellosidades intestinales y responsables de la hidrólisis final de los disacáridos.
Los monosacáridos libres se acoplan con iones sodio y son transportados activamente al interior de la célula absorbente. Este transporte activo es muy importante porque se realiza en contra de un gradiente de concentración, es decir, de una zona extracelular de baja concentración a otra de alta concentración en el interior de la célula, por lo que se requiere aporte de energía en el proceso. El transportador tiene dos puntos de unión uno al sodio y otro al compuesto orgánico, ya en el interior de la célula queda vacío y junto al sodio libre vuelven a atravesar la membrana quedando libre para formar nuevos complejos triples y repetir el proceso.
Los azúcares absorbidos (intracelulares) son transportados por la sangre portal hasta el hígado.
Los carbohidratos estructurales, celulosa y hemicelulosa, componentes de la fracción fibrosa atraviesan el tracto intestinal sin absorberse. En el ciego son sometidos a una acción microbiana muy limitada por las celulasas bacterianas desprendiendose algunos ácidos grasos volátiles AGVS (Ácido Acético, Acido butírico y acido propionico) que son absorbidos por la sangre portal. Por lo tanto su papel como nutrientes es mínimo, sin embargo absorben agua y estimulan el peristaltismo con lo que favorecen la digestión mecánica. Paralelamente reducen la velocidad de tránsito del resto de los materiales acompañantes en proceso de digestión.


Metabolismo de los carbohidratos en monogástricos.
El metabolismo de los carbohidratos es muy importante en todos los animales pues son la fuente esencial de energía para el organismo además de ser los productos iniciales para la síntesis de grasas y aminoácidos no esenciales.

El producto principal de la digestión de los carbohidratos en los monogástricos es la glucosa originada principalmente a partir del almidón. Constituye asimismo, el material inicial para los procesos de síntesis. La glucosa se mueve por el organismo a través de la sangre y su nivel (glucemia) se mantiene dentro de unos límites bastante estrechos (70-100 mg/100 ml, en monogástricos). Este nivel es el resultado de dos procesos opuestos: paso de glucosa a sangre procedente del alimento y de la acumulada en el hígado y otros órganos y salida de glucosa del torrente circulatorio con fines de oxidación y síntesis en los tejidos donde sea requerida (hígado, cerebro, músculos, etc.). Este proceso implica el paso de la glucosa circulante a glucógeno (glucogénesis) que se desarrolla fundamentalmente en el hígado, y la reconversión del glucógeno en glucosa (glucogenolisis).

RESUMEN

Ejemplo, la glucosa completamente metabolizada

C6H12O6 → 6CO2 + 6H2O

Libera 686 kcal/mol.

3.75 kcal/gr

El Almidón aporta 4200 kcal /kg

CELULOSA -> Celulasa -> Celobiosa  -> β-1,4-Glucosidasas  -> Glucosa

Azúcar de madera

La glucosa es un carbohidrato, y es el azúcar simple más importante en el metabolismo. La glucosa se llama un azúcar simple o un monosacárido, porque es una de las unidades más pequeñas que tiene las características de esta clase de hidratos de carbono. La glucosa también se llama a veces dextrosa.
La principal función de la glucosa en el organismo es producir energía, que utilizan las células para llevar a cabo todos los procesos que ocurren en el cuerpo, como la digestión, la reparación de los tejidos, la multiplicación de las  células, etc.

3 Tipos de almidón resistente:

  • RS1-Asosciacion o encapsulación con otros carbohidratos o proteína del alimento.
  • RS2-Estructura y conformación de los granulos .
  • RS3-Almidon retrogrado efecto del procesamiento ( gelatinización, formación de enlaces de hidrógenos en el secado durante el peletizado y extrusado).
  • RS4-Modificado por tratamiento o acción química de otros compuestos (alimentación humana).

Digestibilidad del Almidón:
Maíz -> 85-95%
Sorgo -> 85-95%
Trigo -> 70-90%


Carbohidratos complejos:
La rafinosa es un glúcido trisacárido compuesto por glucosa, fructosa y galactosa. Se encuentra, principalmente, en las leguminosas: soya, frijoles, garbanzos, Mani , chícharos, etc. También, se ha identificado en algunos cereales, pero, en estos, el contenido de rafinosa siempre está en segundo término, después de la sacarosa.
Es hidrolizable con la α- galactosidasa, enzima ausente en el tracto digestivo de monogastricos, que sólo posee β-galactosidasa (con ella se puede romper el enlace de la galactosa presente en la lactosa). La sacarosa forma la unidad base de la rafinosa, unida a una molécula de galactosa. Al unírsele una, dos o tres moléculas del mismo azúcar forma los siguientes oligosacáridos: estaquiosa, verbascosa y ajucosa (respectivamente).
Estos carbohidratos se caracterizan por ser productores de gases intestinales; es decir, su consumo causa flatulencia, debido a que el tracto no sintetiza la α- galactosidasa, enzima que actúa sobre estos oligosacáridos.
Toda vez que estos carbohidratos no son digestibles a nivel del estómago ni del intestino delgado, no son hidrolizados durante el metabolismo normal de los alimentos; de esta forma llegan al íleon y al colon (intestino grueso), en donde la flora intestinal normal los descompone en sus correspondientes monosacáridos, los que a su vez son fermentados anaeróbicamente para generar anhídrido carbónico, hidrógeno, ácidos de cadena corta, otros compuestos y algo de metano. El proceso fermentativo de este azúcar no tiene relación con bacterias aeróbicas, como Escherichia coli, que se encuentran en gran concentración en el intestino.
La formación de gases irrita las paredes intestinales, excita la mucosa y aumenta los movimientos peristálticos, originando en algunos casos la imperiosa necesidad de evacuar el intestino.

 
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