componentes hidratos carbono alimentos

 INDICE

  1. Introducción
  2. Definición de los hidratos de carbono
  3. Clasificación de los hidratos de carbono
  4. Terminología de los azúcares
  5. Características de los principales hidratos de carbono
  6. Fuentes y contenido de hidratos de carbono en alimentos
  7. Consumo de hidratos de carbono en el mundo
  8. Referencias

 

1. INTRODUCCIÓN

 

Los hidratos de carbono(carbohidratos) representan un papel fundamental en la dieta humana1, constituyendo la principal fuente de energía para la mayoría de la población mundial2. Aportando entre 55-75% (promedio mundial igual a 63%) de la energía total consumida3, siendo mayor su contribución en los países menos desarrollados1,3.

Son después del agua los componentes más abundantes de los alimentos y los más ampliamente distribuidos4. El origen de todos estos compuestos es la glucosa (del griego gleukos, vino dulce) proveniente del proceso de fotosíntesis realizado por las plantas5(Figura). Casi todos los compuestos orgánicos que se encuentran en las plantas y  animales, son derivados de los hidratos de carbono6.

fotosintesis hidratos carbono

Fotosíntesis y síntesis de Hidratos de Carbono

 

2. DEFINICIÓN DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

Los hidratos de carbono son compuestos orgánicos formados por tres elementos: carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O)6, y comprenden una gran variedad de estructuras diferentes7. Todos los hidratos de carbono presentan grupos funcionales hidroxilo (-OH) o carbonilo (C=O)6.

El término hidratos de carbono se aplicó originalmente a los monosacáridos (un tipo de hidrato de carbono) ya que estos compuestos responden a la fórmula empírica Cn(H20)n. Actualmente este término se utiliza en un sentido más amplio, incluyendo los derivados de estos componentes8; modificándose de manera considerable la fórmula empírica6.

Otras denominaciones para los hidratos de carbono son: sacáridos que proviene de la palabra griega ‘zahari’  que significa azúcar8,  carbohidratos (del inglés carbohydrates)5 y glúcidos.   El término glúcido es usado menos frecuentemente y no se recomienda para su uso en química8.

 

3. CLASIFICACIÓN DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

Los hidratos de carbono se pueden clasificar según distintos criterios: estructura química, posición del grupo carbonilo (aldosas y cetosas), número de carbonos en la molécula (triosa, tetrosa, pentosa, hexosa), abundancia en la naturaleza, uso en alimentos,  poder edulcorante, etc.6. Algunos de los criterios de clasificación más frecuentes son:

  1. Según su estructura química (tabla 1) se pueden clasificar en 3 clases: azúcares, oligosacáridos y polisacáridos1 (Tabla 1). En esta clasificación los hidratos de carbono se agrupan primero según el tamaño de las moléculas, según el número de monosacáridos que contienen (grado de polimerización). Luego cada grupo se subdivide según el número y la composición de las unidades de monosacáridos7.

  2. Según su complejidad , se pueden clasificar en hidratos de carbono simples y en hidratos de carbono complejos. Los primeros pueden contener 1 o 2 unidades de azúcar. Incluyen a los monosacáridos y los disacáridos, y se conocen comúnmente como azúcares. Los hidratos de carbono complejos poseen estructuras químicas más complejas, con 3 o más azúcares unidos entre sí. Incluyen a los oligosacáridos y los polisacáridos1.

  3. Según sus efectos fisiológicos se pueden clasificar en: hidratos de carbono glucémicos (o disponibles) e hidratos de carbono no digestibles (o no disponibles)7,10. Los primeros son aquellos que proporcionan hidratos de carbono para el metabolismo10. Es decir, corresponden a hidratos de carbono que se digieren y absorben en el intestino delgado, con lo que aumenta la glucosa en sangre7. Incluyen a los azúcares, las maltodextrinas, los almidones y el glucógeno. Mientras que los hidratos de carbono no digestibles, no son digeridos en el intestino delgado, por lo que no se produce una respuesta glucémica en sangre (es decir, no se produce un aumento de glucosa en sangre)7. Este grupo comúnmente se conoce como fibra dietética. Incluyen a los polisacáridos no amiláceos,  almidón resistente, oligosacáridos resistentes con 3 o más unidades monoméricas y otros componentes no digeribles, pero cuantitativamente menores que están asociados con los polisacáridos no digestibles, especialmente lignina10. En la tabla 1 se indica la digestibilidad en el intestino delgado de distintos hidratos de carbono.

Tabla 1: Clasificación de los Hidratos de carbono según su estructura química por la FAO/WHO (considerando adaptaciones de EFSA10 e ILSI7)

CLASE GP* SUBGRUPO COMPONENTES DIGESTIBILIDAD EN EL INTESTINO DELGADO

AZUCARES

1-2

Monosacáridos

(Mono=único; sacárido: azúcar)

(GP=1)

Glucosa SI
Fructosa SI
Galactosa SI
2

Disacáridos

(GP=2)

Sacarosa SI
Lactosa Mayormente digestible
Trehalosa SI
Maltosa SI
OLIGO-SACÁRIDOS 3-9 Maltooligosacáridos Maltodextrinas SI
Otros Oligosacáridos Rafinosa NO
Estaquiosa NO
Fructo-oligosacáridos NO
POLISACARIDOS 10 o más Almidón Amilosa Mayormente digestible
Amilopectina Mayormente digestible
Almidones modificados NO
Almidones resistentes NO
Inulina NO
Polisacáridos no amiláceos Celulosa NO
Hemicelulosa NO
Pectinas NO
Hidrocoloides (gomas) NO
HIDRATOS DE CARBONO HIDROGENADOS (POLIOLES) 1 o más Tipo monosacárido Sorbitol, manitol, xilitol y eritritol Parcialmente digestible
Tipo disacárido Isomaltol, lactitol, maltitol
Tipo oligosacárido Jarabes de maltitol, hidrolizados de almidón hidrogenado
Tipo polisacárido Polidextrosa

*GP=grado de polimerización o número de monómeros (monosacáridos)

 

4. TERMINOLOGÍA DE LOS AZÚCARES

El término “azúcares” se emplea convencionalmente para denominar a los monosacáridos y disacáridos (excluyendo a los polioles)1.  Mientras que el término “azúcar de mesa” se utiliza generalmente para referirse a la sacarosa (sucrosa) refinada obtenida de la caña de azúcar o remolacha azucarera7,11.

Además, la Consulta Mixta de Expertos OMS/FAO de 2002 definió el término “azúcares libres” como “todos los monosacáridos y disacáridos añadidos a los alimentos por el fabricante, el cocinero o el consumidor, más los azúcares naturalmente presentes en la miel, los jarabes, los jugos de frutas y los concentrados de jugos de frutas”12. Este término es utilizado en sus recomendaciones dietarias. Por otro lado, se emplean varios otros términos para referirse a los azúcares y sus componentes, y que se detallan a continuación. 

Tabla 2: Términos usados en las recomendaciones y etiquetado para los azúcares

TÉRMINO DEFINICIÓN
Azúcares libres (OMS)12 Todos los monosacáridos y disacáridos añadidos a los alimentos por el fabricante, el cocinero o el consumidor, más los azúcares naturalmente presentes en la miel, los jarabes, los jugos de frutas y los concentrados de jugos de frutas.
Azúcares extrínsecos13 (Reino Unido) Todos los azúcares que no estan presentes en la estructura celular de los alimentos. Ej. La miel, zumos (jugos)  de frutas, azúcar de mesa y de confitería y leche, poseen azúcares extrínsecos.
Azúcares extrínsecos “no lácteos” (Reino Unido) Todos los azúcares menos la lactosa de la leche y productos lácteos y aquellos que están presentes en las estructuras celulares de las frutas y hortalizas.

Azúcares adicionados o agregados14
(IOM, 2005/EEUU)

Azúcares y jarabes que son adicionados a los alimentos durante el procesamiento y preparación (incluye los azúcares adicionados en la mesa). No se incluyen los azúcares presentes naturalemente en leche y frutas.

La diferencia con la definición de azúcares libres (OMS) es que no incluye los azúcares naturalmente presentes en los jugos de frutas.

Azúcares adicionados o agregados (EFSA)15 Para la mayoría de los países europeos, sacarosa, fructosa, glucosa, hidrolizados de almidón (jarabe de glucosa, jarabe de maíz con alto contenido de fructosa) y otros preparados de azúcar aisladas, tales como componentes de los alimentos utilizados durante la manufacturación y preparación de alimentos.
Edulcorantes (CODEX STAN 192-1995)16 Sustancias químicas capaces de proporcionar sabor dulce al alimento que la contiene. El CODEX incluye a todos los azúcares refinados y en bruto, azúcar moreno, soluciones azucaradas y jarabes, azúcares invertidos, incluida la melaza, jarabes (Ej. jarabe de arce), los revestimientos de azúcar, otros azúcares (Ej. xilosa), y los edulcorantes naturales (Ej. miel)
Edulcorantes de mesa (CODEX STAN 192-1995)16 Incluye los productos que son mezclas de edulcorantes de gran intensidad (Ej acesulfame potásico) o de polioles (Ej. el sorbitol) con otros aditivos (Ej. agentes antiaglomerantes) que se comercializan para su utilización como sucedáneos del azúcar.

 

5. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES HIDRATOS DE CARBONO

5.1. AZÚCARES

5.1.1. Monosacáridos

Los monosacáridos (mono=único) son los hidratos de carbono más sencillos y no pueden ser hidrolizados en otros compuestos más simples. Son las unidades básicas o monómeros de los hidratos de carbono más complejos. Estos compuestos, son solubles en agua e insolubles en etanol y éter; además son dulces (aunque existen algunos amargos) y tienen apariencia cristalina y blanca6.

Todos los monosacáridos son reductores, ya que todos tienen el grupo funcional libre (-CHO) en su forma abierta (Figura 1), lo que les permite participar en las reacciones de oscurecimiento de Maillard, en la cual intervienen también los aminoácidos (libres o formando parte de una proteína). Esta es la principal reacción química que se presenta al calentar los alimentos, tanto en la cocina como en la industria5, y es responsable de las modificaciones en el color, olor y sabor de los alimentos, la mayoría de las veces deseables (Ej. color pardo-dorado de la corteza de pan, flavor de las carnes asadas, etc.).

azucar reductor

Figura 1: Grupo funcional aldhehído libre en forma abierta de monosacáridos (Glucosa)

 

Comparativamente, la cantidad de monosacáridos en estado libre es muy inferior respecto a la que se encuentra formando parte de los hidratos de carbono más complejos (Ej. almidón, celulosa, glucógeno) u otras moléculas orgánicas (Ej.glucósidos)5,6. Se encuentran normalmente en casi todos los alimentos, pero su contenido es altamente variable, así como el azúcar predominante. La glucosa y la fructosa son los principales monosacáridos en la mayoría de los alimentos8. En la Figura 2, se observa la estructura lineal y cíclica (en anillo) de estos dos monosacáridos.

glucosa fructosa

Figura 2: Estructura química (forma lineal y cíclica) de los principales monosacáridos en alimentos

 

Están presentes en cantidades relativamente grandes en frutas, incrementando su contenido durante la maduración. Sin embargo, el contenido de monosacáridos varía ampliamente dependiendo del tipo de fruta (Figura 3), nivel de maduración, condiciones de almacenamiento de postcosecha, procesamiento, etc8.

Los monosacáridos son usualmente adicionados a los alimentos como azúcar invertido, y en las formas de jarabes de glucosa o fructosa8. En la tabla 3 se indican las características y propiedades de los principales monosacáridos en alimentos.

azucares frutas

Figura 3: Contenido de azúcares (glucosa, fructosa y sacarosa) en distintas frutas

 

5.1.2. Disacáridos

Los disacáridos son los azúcares más abundantes en los alimentos17 y están formados por 2 unidades de monosacáridos unidos por el enlace glucosídico. Destacan la sacarosa o sucrosa, la lactosa y maltosa (Figura 4).

disacaridos sacarosa maltosa lactosa

Figura 4: Estructura química de los principales disacáridos en alimentos

 

Los azúcares (monosacáridos y disacáridos) poseen varias propiedades funcionales que se aprovechan en la elaboración de alimentos.  Son usados como edulcorantes (o endulzantes) para mejorar la palatabilidad de bebidas y alimentos1 Además son usados para conferir ciertos atributos sensoriales a los alimentos, tales como, viscosidad, textura, cuerpo y capacidad de pardeamiento (otorgar coloraciones pardas)14 entre otras propiedades.

En la tabla siguiente se indican las características de los principales azúcares de los alimentos, y en la Figura 5 se muestra el poder edulcorante relativo de distintos azúcares respecto a la sacarosa. 

 

 Tabla 3: Características y propiedades de los principales azúcares presentes en alimentos

AZÚCARES CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES

MONOSACÁRIDOS

GLUCOSA

Otras denominaciones:

dextrosa, azúcar de uva

Monosacárido en forma libre más abundante en nuestra dieta.

Constituyente único o fundamental de todos los hidratos de carbono glucémicos (aquellos que se digieren y absorben en el intestino delgado, aumentando el azúcar en sangre).

Es el azúcar  de la sangre

Fuente importante de energía para todas las células del cuerpo.

En condiciones normales es la única fuente de energía para el cerebro, sistema nervioso y los glóbulos rojos.

Menos dulce que la sacarosa (70-80% del dulzor de sacarosa)

Menos soluble en agua que la sacarosa.

Azúcar reductor que participa fácilmente en las reacciones de oscurecimiento de Maillard.

Empieza a caramelizar a una temperatura aproximadamente de  160 °C.

Derivados de la glucosa son la vitamina C y la glucosamina.

Industrialmente se obtiene por la hidrólisis del almidón de maíz  con ácido clorhídrico.

Fuentes: Frutas, bayas, hortalizas, miel, almidón hidrolizado, azúcar invertido, azúcar de arce, jarabe o sirope de maíz, alimentos que contienen productos de la hidrólisis del almidón (Ej. jarabe de maíz, jarabe de maíz alto en fructosa).

FRUCTOSA

Otras denominaciones: azúcar de fruta, levulosa (porque gira la luz polarizada hacia la izquierda)

Es el azúcar simple más dulce, 20% más dulce que la sacarosa.

Es más soluble que la sacarosa (4 partes de fructosa se disuelven en 1 parte de agua a temperatura ambiente)

Se metaboliza más lentamente que la glucosa y sacarosa

Es el más eficaz absorbiendo y reteniendo agua

Empieza  a caramelizar a una temperatura aproximadamente de  110°, muy por debajo de la temperatura a la que lo hacen otros azúcares.

La miel es el único producto de origen animal que contiene fructosa libre.

Fuentes: Frutas, bayas, hortalizas, miel, azúcar de arce, jarabe de maíz, alimentos procesados (Ej dulces elaborados con fructosa cristalina, azúcar invertido o jarabe de maíz alto fructosa, bebidas gaseosas endulzadas con jarabe de maíz alto en fructosa)

DISACÁRIDOS

SACAROSA

Otras denominaciones: sucrosa, azúcar de mesa

Es el nombre científico del azúcar de mesa.

Formada por glucosa y fructosa

Es el azúcar más abundante en la naturaleza

Se obtiene a partir de la remolacha azucarera y la caña de azúcar.

Es un azúcar no reductor. Aunque las altas temperaturas lo rompen (o hidrolizan) en sus componentes reductores que pueden participar en la reacción de oscurecimiento de Maillard.

Se utiliza como patrón de dulzor. Asignándole un valor igual a 1 o 100%

Posee agradable sabor incluso en altísimas concentraciones (Ej. confituras)

Es el segundo azúcar más dulce y soluble (2 partes de sacarosa se disuelven en una parte  de agua a temperatura ambiente).

De los azúcares posee la mayor viscosidad o espesor en una solución acuosa.

Empieza a  caramelizar a una temperatura aproximada de 160°C.

Fuentes: frutas, bayas, hortalizas, miel, azúcar de arce, ingrediente básico de varios alimentos, tales como, helados, postres, confitería,  mermeladas, jugos,  bebidas, etc.

Productos adicionales del proceso de refinamiento de sacarosa son melaza, azúcar moreno y el azúcar impalpable.

LACTOSA

Otras denominaciones: azúcar de la leche

Es el menos dulce y menos soluble de los disacáridos de importancia en los alimentos

Compuesta por glucosa y galactosa

Es un azúcar reductor.

Por su poder adsorbente se emplea para retener aromatizantes, saborizantes y colorantes.

Naturalmente solo se encuentra la leche y derivados

Fuentes: leche y derivados, alimentos que contienen lácteos, tales como, algunos productos de confitería y panadería, barritas para el desayuno, y fórmulas infantiles, entre otros.

MALTOSA

Otra denominación: azúcar de malta

Formada por 2 glucosas

Se obtiene por hidrólisis ácida y/o enzimática del almidón

Se sintetiza durante la germinación de la cebada.

Se encuentra en semillas germinadas, malta, cerveza, pan, miel, cereales y frutas, y en los hidrolizados de almidón, como los jarabes de maltosa.

 Fuentes: VALDES, S., (2006)6; McGEE, H. (2010)22; HERNANDEZ, M. y SASTRE, A., (1999)29

 

poder edulcorante azucares

Figura 5: Poder edulcorante de distintos azúcares. Azúcar de referencia la sacarosa (100%)
(Fuente: Datos extraídos desde McGEE H. 201022)

5.2. OLIGOSACÁRIDOS

Los oligosacáridos (del griego  “oligos” que significa pocos5) están conformados por 3-9 unidades de monosacáridos1.

Los oligosacáridos digeribles incluyen a las maltodextrinas  que proceden principalmente de la hidrólisis del almidón7. Estas son ampliamente utilizadas en la industria de alimentos para modificar la textura de los alimentos, edulcorantes y sustituto de las grasas. Las maltodextrinas son digeridas y absorbidas en el intestino delgado, considerándose un hidrato de carbono glucémico o digerible18. Los oligosacáridos que no son digeridos y absorbidos en el intestino delgado incluyen rafinosa, estaquiosa y verbascosa, y se encuentran en una variedad de semillas de plantas por ejemplo, guisantes, judías y lentejas. Otros oligosacáridos no digeribles son la inulina y fructo-oligosacáridos (fructanos). Las cebollas, la radicheta (raíz de achicoria) y el topinambur son las principales fuentes alimentarias de fructanos naturales. Los oligosacáridos no digeribles generalmente, son altamente fermentables y algunos tienen propiedades prebióticas. Estos se incluyen dentro de la definición de fibra dietaria19.

 

5.3. POLISACÁRIDOS

Los polisacáridos constituyen un grupo heterogéneo de polímeros, y son los hidratos de carbono más abundantes en casi todos los tejidos animales y vegetales6. Los polisacáridos o glicanos constan de más de 10 unidades de monosacáridos y pueden contener hasta varios miles, cientos de miles o incluso alrededor de un millón de unidades estructurales unidas entre sí por enlaces glucosídicos8.

Los polisacáridos no producen soluciones verdaderas, sino más bien dispersiones de tamaño coloidal; puros no tienen color, aroma ni sabor6.  Los más abundantes en la naturaleza, son el almidón y la celulosa5 (Figura 6).

celulosa almidon glucosa

Figura 6: Representación esquemática del almidón y la celulosa

 

Los polisacáridos se pueden clasificar según distintos criterios:

Según su función biológica 5,6:

  1. Estructurales: Dan rigidez al tejido vegetal y forman parte de la fibra dietética. Son resistentes a muchas enzimas y microorganismos. Incluyen la celulosa, la hemicelulosa, pectinas y gomas
  2. De reserva energética. Proporcionan glucosa para la generación de energía para animales (glucógeno) y vegetales (almidón e inulina). Son atacados por enzimas y microorganismos y son solubles en agua.

Según su composición 6:  

  1. Homopolisacáridos (homoglicanos): Están formados por un solo tipo de monosacárido (Ej. almidón, glucógeno, celulosa);
  2. Heteropolisacáridos (heteroglicanos): Están formados por más de un tipo de monosacáridos (Ej. . hemicelulosa, pectinas y gomas) 

Según su forma8:

  1. Polisacáridos lineales: A su vez las cadenas lineales pueden ser ramificadas (amilopectina), o no ramificadas (El amilosa, celulosa)
  2. Polisacáridos cíclicos

 

5.3.1. Almidón

El almidón es un polímero de alto peso molecular que consiste de varias unidades de glucosa (hasta varios miles)14. Es la principal reserva alimenticia en  las plantas y es el hidrato de carbono más importante  en la dieta humana7. Después de la celulosa, es probablemente el polisacárido más abundante e importante desde un punto de vista comercial6.

El almidón se compone de 2 tipos de polisacáridos de glucosa: la amilosa, de cadenas largas y rectas, y la amilopectina, de cadenas ramificadas como un arbusto y con un mayor peso molecular20,22 (figura 7).  La proporción de amilosa y amilopectina varía  entre las distintas especies y variedades de vegetales (tabla 4). Generalmente la amilosa y la amilopectina se producen en plantas en una relación en peso de 1: 38. Estas 2 moléculas poseen propiedades físicas y químicas muy diferentes, que influyen en las características de los alimentos21 (tabla 5). La proporción relativa de amilosa y amilopectina es importante en la determinación en las propiedades físicas (Ej. temperatura de gelatinización del almidón), funcionales y nutricionales de los almidones20.

amilosa amilopectina

 

Figura 7: Representación esquemática de la estructura de la amilosa y la amilopectina

 

Tabla 4:Contenido de almidón y su composición en importantes fuentes 

FUENTE ALMIDÓN (%) AMILOSAa
(%)
Amaranto 48-69 0-22
Arroz 70-80 8-37
Avena 40-56 25-29
Batata (Papa dulce) 10-30 19-25
Casava 28-35 17-19
Cebadab 52-62 38-44
Centeno 52-57 24-30
Judíasc 46-54 24-33
Maíz 65-75 24-26
Papad 17-24 20-23
Trigo 59-72 24-29

Fuente: VELÍŠEK, J. (2014)8

a El contenido de amilopectina corresponde a la diferencia de100% menos el contenido de amilosa.
b La cebada cérea contiene 2-8% de amilosa, el maíz cereo alrededor de1%, y el centeno y maíz rico en amilosa contiene 60-70% de amilosa.
c Las lentejas y semillas maduras de guisantes contienen niveles similares de almidón  y amilosa respecto a las alubias. Los guisantes verdes contienen alrededor de 4% de almidón, el poroto de soya contiene menos de 1% de almidón.
d El contenido de almidón de las variedades de papas desarrolladas se ubica en el límite más alto del rango.

 

Tabla 5: Características de los componentes del almidón

CARACTERÍSTICAS AMILOSA AMILOPECTINA
Forma Esencialmente lineal ramificado
Enlace o unión α - 1,4 (algunos α - 1,6) α - 1,4 y α - 1,6
peso molecular <0,5 millones 50-500000000
Formación de películas fuerte débil
Gelificación firme suave
Color con yodo azul marrón rojizo

Fuente: http://www.food-info.net/uk/carbs/starch.htm

 

El almidón se almacena en las plantas en forma de micelas insolubles, denominadas gránulos o granos de almidón8.  Los gránulos de las distintas especies varían en forma (Ej. esféricos, ovoides, discos alargados, etc.) y tamaño, según la especie de planta8,20 (Figura 8).

 formas granulos almidon

Figura 8: Gránulos de almidón provenientes de distintas fuentes observados bajo microscopio

Los gránulos de almidón están integrados por anillos concéntricos de almidón formados alrededor de un núcleo llamado hilum20. Los anillos de crecimiento concéntricos (visibles bajo microscopio) corresponden a regiones amorfas y semicristalinas alternadas24. En las regiones cristalinas, el almidón posee una estructura tridimensional ordenada (resultado del arreglo helicoidal entre las cadenas de glucosa vecinas de la amilopectina); mientras que en las zonas amorfas el almidón posee una estructura más desordenada8 (Figuras 9 y 10).

En las regiones semicristalinas se encuentran  secciones amorfas que corresponden a los puntos de ramificación de la amilopectina, las cuales pueden contener moléculas de amilosa. Además, se pueden observar bajo el microscopio regiones amorfas aún más grandes, correspondientes a los anillos de crecimiento amorfos (Figuras 7 y 8). El origen de estos anillos de crecimiento no está aclarada, aunque se ha demostrado que pueden provenir de las fluctuaciones durante el crecimiento del gránulo de almidón. Por ejemplo, se ha demostrado que cuando las plantas de trigo y cebada se cultivan bajo condiciones ambientales constantes, sus gránulos de almidón no muestran anillos de crecimiento24.

Los gránulos también contienen pequeñas cantidades de lípidos (grasas) y proteínas. Estas últimas se encuentran principalmente en la capa superficial de los gránulos, y su contenido varía entre las distintas especies de plantas8.

granulo almidon maiz

Figura 9: Corte transversal de gránulo de maíz observado bajo microscopio

granulos almidon

Figura 10: a y d: Representación esquemática de un corte transversal de un gránulo de almidón. Se observan las regiones semicristalinas y los anillos de crecimiento amorfos alternante; b: Zoom a  la región semicristalina y anillos de crecimiento amorfos; c: Zoom a la región semicristalina. Formada principalmente por amilopectina (altamente ramificada) y algo de amilosa; e: Arreglo helicoidal entre dos cadenas de glucosa vecinas de la amilopectina. Esta organización de las cadenas forma las zonas cristalinas dentro del gránulo.

 

5.3.1. Fuentes de almidón

El almidón se encuentra en los granos de cereales y legumbres, así como en tubérculos, raíces y bulbos, y en algunas frutas5,6. La concentración de almidón varía según el estado de madurez de la fuente6. La fruta madura no contiene almidón, con algunas excepciones (Ej. plátano)8.  Las principales fuentes de almidón en los alimentos y las fuentes industriales de almidón son las patatas y los cereales, especialmente el trigo, centeno,  cebada, avena, maíz y el arroz y también pseudocereales, como el amaranto8 (tabla 4). Existen algunas variedades de cereales (arroz, maíz, cebada) y otras plantas (patatas), cuyo almidón está constituido principalmente por amilopectina (denominadas “cereas”)8; mientras que existen otras variedades (maíz, cebada) en cuyo almidón predomina la amilosa (50-70%)1 (tabla 5).

Además los almidones son importantes componentes naturales de muchos productos alimenticios, afectando de manera significativa o determinando su textura y propiedades funcionales. Los almidones nativos y modificados se utilizan como aditivos en muchos productos. Los almidones nativos o naturales se utilizan como agentes de volumen y espesantes, agentes gelificantes, ligantes de agua, sustitutos de grasas, encapsuladores de aromas y estabilizantes de espumas o emulsiones de olor activo8.

5.3.2. Glucógeno

Es el polisacárido de reserva energética animal más importante6. Debido a que la función y estructura del glucógeno es similar al almidón, se le conoce como “almidón animal”. Al igual que el almidón y la celulosa es un homopolisacárido, que está formado  exclusivamente por moléculas de glucosa. Posee una estructura similar a la amilopectina, aunque es más ramificado y compacto. También contienen ácido fosfórico en pequeñas cantidades8.

Es de origen exclusivamente animal28. Se encuentra en muy pequeñas cantidades en los alimentos29. En los mamíferos se encuentra principalmente en el hígado y los músculos. La carne de caballo destaca por su contenido en glucógeno (0,9% de glucógeno). También se encuentra en hongos superiores (5-10% de glucógeno). Desde un punto de vista nutricional, el glucógeno tiene poca significancia8.

Su concentración en el momento de la matanza del animal (incluido pescados) influye en el pH definitivo de la carne y por lo tanto en su textura22.

5.3.3. Polisacáridos no amiláceos

Los polisacáridos no amiláceos (PNA) están presentes en la pared celular de las plantas y otros se encuentran en forma de gomas y mucílagos7 y comprenden todos los otros polisacáridos en la dieta25. Los PNA están compuestos de una mezcla de distintos polisacáridos que contienen pentosas (xilosa y arabinosa) o hexosas (ramnosa, manosa, glucosa, y galactosa) y ácidos urónico7.

Los polisacáridos no amiláceos son los más diversos de todos los grupos de hidratos de carbono y comprenden una mezcla de muchas formas moleculares, de los cuales la celulosa, es la más ampliamente distribuida25.

Estos no son digeridos o absorbidos en el intestino delgado, y forman parte de la fibra dietaria. Al igual que el almidón, la celulosa es un homopolisacárido de glucosa, pero la diferencia es el tipo de enlace glucosídico (enlace de unión entre las unidades de glucosa). Mientras que el almidón posee enlaces tipo α, la celulosa posee enlaces tipo β. Esta diferencia hace que la celulosa sea muy rígida, indigerible por el humano, resistente a la cocción e insoluble en agua, mientras que el almidón sea hidrosoluble, cocinable y metabolizable por el hombre5.

Los PNA que pertenecen al grupo de los hidrocoloides o gomas (Ej. pectinas, gomar guar, carrageninas,agar, etc), se caracterizan por su propiedad de formar dispersiones viscosas y/o geles cuando se mezclan con agua26. Se emplean en la tecnología de los alimentos, como espesantes, aglutinantes, estabilizantes, emulsionantes y agentes de suspensión y gelificación.

6. FUENTES Y CONTENIDO DE HIDRATOS DE CARBONO EN ALIMENTOS

Debido a que los hidratos de carbono tienen su origen en el proceso de fotosíntesis,  abundan en los productos de origen vegetal, tales como, cereales, leguminosas, tubérculos, frutas y verduras5. En los alimentos de origen animal, sólo se encuentran en la leche como lactosa, y en animales (incluido pescados y mariscos) y hongos superiores (Ej. setas) como glucógeno3,28.

Los azúcares (monosacáridos y disacáridos) se encuentran de forma natural principalmente en frutas, verduras, miel, leche y derivados naturales (sin azúcares agregados). Otras fuentes son los alimentos con azúcares agregados en sus diferentes formas durante el procesamiento y preparación (incluidos los adicionados en la mesa y cocina); que son agregados para cumplir un fin tecnológico (endulzante o edulcorante, conservante, conferir viscosidad y cuerpo, capacidad de pardeamiento, etc.).

Los hidratos de carbono complejos en la forma de almidón se encuentran en cereales (arroz, maíz, trigo, mijo, avena, quínoa), raíces y tubérculos (papas, batatas, casava o tapioca o mandioca o yuca), leguminosas (arvejas, garbanzos, lentejas y frijoles o porotos, habas y arvejas secas) y ciertas frutas (banano o plátano, castaña)30.

En la siguiente tabla se muestra el contenido  de hidratos de carbono disponibles (es decir excluye la fibra dietética) que incluyen principalmente a los azúcares totales y almidones; azúcares totales (es decir, todos los monosacáridos y disacáridos) y la fibra dietética. Y en la figura 11 se muestra el contenido de azúcares de diferentes bebidas.

 

Tabla 6: Contenido por porción de Hidratos de Carbono (HC) disponibles, azúcares totales y fibra dietaria en diferentes alimentos.

ALIMENTO PORCIÓN

HC
(g)

AZÚCARES TOTALES (g)

FIBRA
DIETÉTICA
(g)

CEREALES
Pan integral, envasado 1 rebanada (32 g) 14 1 2
Pan blanco, envasado 1 rebanada (22 g) 12 1 0,6
Pita 1 grande (60 g) 33   1
Bagel 1 unid. (98) 48 6 4
Pan marraqueta*, hallulla 1/2 unidad (50 g) 28   2
Pan amasado* ¼ rebanada (50 g) 27   1
Galletas soda* 8 unid /40 g 29    
Tortilla burrito 1 30    
Wrap 1 regular 75 g    
Wrap 1 grande 120 g    
Cereales envasados para el desayuno 1 taza 15-45 (Leer etiqueta)    
Amaranto 1 taza (cocinado) 45   5
Bulgur 1 taza (cocinado) 34 0,2 8
Cuscús 1 taza (cocinado) 36 0,2 2
Arroz integral, grano medio 1 taza (cocinado) 46   3,5
Arroz blanco, grano medio 1 taza (cocinado) 53   0,6
Espagueti integral 1 taza (cocinado) 37 1 6
Espagueti enriquecido 1 taza (cocinado) 43 1 2,5
Trigo, Kamut 1 taza (cocinado) 47 5 7
Quinoa 1 taza (cocinado) 39 2 5
Avena regular con agua 1 taza (cocinado) 28 0,6 4
Sémola con agua 1 taza (cocinado) 25 2 2
VERDURAS ALMIDONOSOS        
Guisantes verdes 1 taza (160) 25 9 9
Maíz (choclo) 1 taza 31 7 4
Alcachofa 1 unid. mediana 14 1 10
Zanahoria (rebanada) 1 taza 13 5 5
Repollitos de bruselas 1 taza (156 g) 11 3 4
Zapallo hervido (squash Winter) 1 taza (cubos) 30   9
FRUTAS        
Manzana 1 unid. mediana (182 g) con cáscara 25 19 4
Naranja 1 unid. mediana (131 g) 15 12 3
Jugo de naranja 1 taza (248 g) 26 21 0,5
Arándano 1 taza 21 15 4
Damasco 1 taza (rebanada) 18 15 3
Piña 1 taza (trozos) 22 16 2
Melón 1 taza(cubos) 13 12 1
Uvas 1 taza 27 23 1
Kiwi verde 1 taza (tajadas) 25 16 5
Frutillas 1 taza (tajadas) 13 8 3
Sandía 1 taza (cubos) 12 10 0,6
Pera 1 taza (cubos) 25 16 5
Ciruelas 1 taza (rebanadas) 19 16 2
Plátano 1 mediano (118 g) 27 14 3
Durazno 1 taza (tajada) 15 13 2
Pasas ¼ taza 47    
LEGUMBRES        
Lentejas 1 taza (cocida) 39 4 16
Garbanzos 1 taza (cocida) 45 8 13
Porotos(Navy) 1 taza (cocida) 47 1 19
Porotos negros 1 taza (cocida) 41   15
Porotos riñón 1 taza (cocida) 40 1 11
TUBÉRCULOS        
Papa sin piel (hervida) 1 unid. (136 g) 27 1 2
Papa, puré (leche entera + margarina) 1 taza 36 3 3
Papa dulce o camote (batata) hervido 1unid. (151 g) 27 9 4
LÁCTEOS        
Leche descremada 1 taza (244 g) 13 13  
Yogur batido bajo en grasa 1 pote (170 g) 12    
AZÚCARES        
Azúcar 1 cucharadita (4 g) 4 4 0
Miel 1 cucharada (21 g) 17 17 0
Mermelada 1 cucharada (20 g) 14 10 0
OTROS        
Ketchup 1 cucharada (17 g) 5 4 0

Fuentes: USDA National Nutrient Reference Database for Standar Reference. Release 27.
* Porciones de Intercambio y Composición Química de los Alimentos de la Pirámide Alimentaria Chilena, INTA. 1997

azucar calorías bebidas

 Figura 11: Calorías y contenido de azúcar (en cucharaditas) en 1 lata de diferentes bebidas

 

7. CONSUMO DE HIDRATOS DE CARBONO EN EL MUNDO

Los hidratos de carbono constituyen la principal fuente de energía para la mayoría de la población mundial7. Aportan entre 55-75% (promedio mundial igual a 63%) de la energía total consumida (Figura 12). Siendo mayor su contribución en países en desarrollo (67% de la energía total consumida), y menor en países desarrollados (53%  de la energía total consumida)3.

Contribution of Carbohydrates in Total Dietary Consumption

Figura 12: Contribución de los Hidratos de carbono a la ingesta energética total en distintos países.

Fuente: CHARTSBIN STATISTICS COLLECTOR TEAM (2011).Contribution of Carbohydrates in Total Dietary Consumption, 

Algunos alimentos ricos en hidratos de carbono forman la base de la alimentación de muchas personas en todo el mundo. Estos se denominan “alimentos básicos” y se consumen regularmente, casi en todos los tiempos de comida, proporcionando la principal fuente de energía en la alimentación30. En la figura 13 se muestran los alimentos básicos más representativos.

En países desarrollados, una gran proporción de hidratos de carbono provienen de fuentes menos saludables, como cereales refinados y alimentos con azúcares adicionados o libres. Por ejemplo, en Estados Unidos las tres principales fuentes de hidratos de carbono (representando el  31%) provienen de bebidas azucaradas; pan y roles (masa en forma de rollo); masas dulces (pasteles, galletas, pie) y caramelos, azúcares y alimentos azucarados.

El consumo de azúcares libres en el mundo varía según la edad y el país. En Europa, el consumo en adultos representa entre 7-8% de la energía total. Mientras que en España o Reino Unido, alcanza hasta un 16 a 17% de la energía total consumida. Además, el consumo es mucho mayor entre los niños: desde un 12% en países como Dinamarca, Eslovenia y Suecia, a casi el 25% en Portugal. También hay diferencias entre territorios rurales y urbanos. Así, en las comunidades rurales de Sudáfrica la ingesta es del 7,5%, mientras que en la población urbana es del 10,3%.

Otra gran parte de los azúcares que se consumen actualmente provienen de los de los azúcares “ocultos” que se encuentran en los alimentos procesados ​​que no se perciben como dulces, como el kétchup, salsas de tomate y aderezos31.

Las bebidas azucaradas son la principal fuente de azúcares libres o adicionados en la dieta de varias personas en el mundo. Por ejemplo, en Estados Unidos las bebidas gaseosas, bebidas energéticas y bebidas para deportistas, representan la principal contribución al consumo de azúcares adicionados (36% del consumo total de azúcares adicionados)32. En el Reino Unido, las bebidas azucaradas también representan la principal contribución al consumo de azúcares libres33

alimentos basicos ricos hidratos de carbono

 Figura 13: Alimentos básicos ricos en Hidratos de carbono  

 

8. REFERENCIAS

  1. FAO (1998). Carbohidratos en la nutrición humana. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation (FAO Food and Nutrition Paper 66). Food and Agriculture Organization: Rome.
  2. http://www.fao.org/nutrition/requisitos-nutricionales/carbohydrates/es/
  3. ChartsBin statistics collector team (2011).Contribution of Carbohydrates in Total Dietary Consumption , http://chartsbin.com/view/1154>.
  4. BELLO GUTIÉRREZ, J. (2000). Ciencia Bromatológica: Principios Generales de los Alimentos. Cap.5. Estudio Bromatológico de los Carbohidratos.  Ediciones Díaz de Santos, S.A.
  5. BADUI, S. (2012). La Ciencia de los Alimentos en la Práctica. 1aedición. Ed. Pearson Educación, México.
  6. VALDÉS, S. (2006). Hidratos de Carbono. En: Badui, S. Química de los Alimentos. 4aedición. Ed. Pearson Educación, México
  7. GRAY, J. (2005). Hidratos de carbono: Aspectos nutricionales y de salud. ILSI EUROPE CONCISE MONOGRAPH.
  8. VELÍŠEK, J. (2014). The Chemistry of Food. 1aedición.
  9. GRAY, J. (2005). Hidratos de carbono: Aspectos nutricionales y de salud. ILSI EUROPE CONCISE MONOGRAPH.
  10. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition, and Allergies (NDA); Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA Journal 2010; 8(3):1462[77 pp.]. doi:10.2903/j.efsa.2010.1462. Available online: www.efsa.europa.eu
  11. CISAN La Ciencia de los Azúcares. IFIC Review. Disponible en:http://cisan.org.ar/adjuntos/20101105161833_.pdf
  12. OMS (2003). Dieta, nutrición y prevención de enfermedades crónicas: Informe de una Consulta Mixta de Expertos OMS/FAO. OMS, Serie de Informes Técnicos, nº 916. Ginebra. Disponible en:
  13. COMMITTEE ON MEDICAL ASPECTS OF FOOD POLICY (1991). Dietary Reference Values for Food Energy and Nutrients for the United Kingdom. London: HMSO.
  14. INSTITUTE OF MEDICINE (2005). Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids.
  15. EFSA (2009). Review of labelling reference intake values for selected nutritional elements. EFSA Journal 1008, 1-14. Disponible en:http://www.efsa.europa.eu/de/scdocs/doc/nda_op_ej1008_labelling_reference_intake_values_en.pdf
  16. CODEX STAN 192 (1995).  Norma general para los Aditivos alimentarios. Disponible en:http://www.codexalimentarius.net/gsfaonline/docs/CXS_192s.pdf
  17. PULIDO M.; VECIANA M. y VIDAL M. (1999).   Las sustancias nutritivas: grupos y funciones. Clasificación de los Alimentos. En: Hernández M. y Sastre A. Tratado de Nutrición. Tomo IV: Bromatología. Ediciones Díaz de Santos, S.A.
  18. CUMMINGS, J. & STEPHEN A. (2007). Carbohydrate terminology and classification. European Journal of Clinical Nutrition 61 Suppl 1, S5-18.http://www.nature.com/ejcn/journal/v61/n1s/full/1602936a.html
  19. GRAY, J. (2007). Fibra dietética, definición, análisis, fisiología y salud. ILSI EUROPE CONCISE MONOGRAPH.
  20. http://www.cargillfoods.com/na/en/products/starches-derivatives/molecular-structure/index.jsp
  21. YÚFERA P. (1998). Química de los Alimentos. Editorial Síntesis S.A.
  22. McGEE H. (2010). La Cocina y los Alimentos. Enciclopedia de la Ciencia y Cultura de la Comida. Editorial Debate.
  23. [Internet]. Disponible en:http://braukaiser.com/wiki/index.php?title=Carbohydrates
  24. DONALD, A.M. (2004). Understanding Starch Stucture and Functionality. Cap. 5 enStarch in Food: Structure, Function and Applications. Por Ann-Charlotte Eliasson, CRC Press.
  25. McNAUGHT, A.D (1997). Nomenclature of carbohydrates (recommendations 1996). Adv Carbohydr Chem Biochem 52, 43-177.
  26. ALISTAIR, M.S., GLYN, O.P. & PETER, A.W. (2006). Food Polysaccharides and Their Applications.Food science and technology. 2aedición.Ed. CRC Press. Disponible en:https://ttngmai.files.wordpress.com/2012/10/foodpolysaccharidestheirapplications.pdf
  27. MATAIX, J. (2005). Nutrición para Educadores. 2° edición. Ed. Díaz de Santos, S.A., Madrid.
  28. HERNANDEZ, M. y SASTRE, A. (1999). Tratado de Nutrición. Tomo IV. Bromatología.
  29. FAO, 2013. Alimentarnos bien para estar sanos. Lecciones sobre nutrición y alimentación saludable. Disponible en:http://www.fao.org/docrep/019/i3261s/i3261s00.htm
  30. http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2015/sugar-guideline/en/#. WHO calls on countries to reduce sugars intake among adults and children. Media centre. OMS.
  31. O’NEIL, C. E., KEAST, D. R., FULGONI, V. L., & NICKLAS, T. A. (2012). Food Sources of Energy and Nutrients among Adults in the US: NHANES 2003–2006.Nutrients,4(12), 2097–2120. doi:10.3390/nu4122097
  32. SCIENTIFIC ADVISORY COMMITTEE ON NUTRITION (2014). Draft Carbohydrates and Health report Scientific consultation: 26 June to 1 September 2014

ARTÍCULOS HIDRATOS DE CARBONO

Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Olive Sienna Teal Dark_blue
Background Color
Text Color
Select menu
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Direction
Scroll to top