Carboidrati Solubili in Acqua: Scopri Esempi, Funzioni e Come Effettuare il Test

Il termine "carboidrati" o "idrati di carbonio" è, in realtà, un appellativo poco dettagliato. I carboidrati sono alla base della nostra alimentazione ma cosa sono esattamente e perché sono così importanti? I carboidrati o glucidi sono i costituenti principali delle piante, che li producono grazie al processo della fotosintesi utilizzando l’energia solare. In maniera generica queste sostanze sono chiamate carboidrati in quanto “idrati di carbonio” ma il termine corretto sarebbe glucidi, parola che deriva dal greco glucos, in riferimento al loro sapore dolce.

Sebbene i carboidrati godano di una cattiva reputazione, la realtà è che la giusta quantità di carboidrati non è affatto dannosa. Anzi, i carboidrati sono una parte importante del cibo che consumiamo quotidianamente, in quanto sono essenziali per il normale funzionamento degli organismi viventi. I carboidrati sono fondamentali per tutte le piante e gli animali, in quanto forniscono l'energia necessaria, soprattutto sotto forma di glucosio.

Struttura Chimica dei Carboidrati

I carboidrati sono composti organici, come la maggior parte delle molecole biologiche. Ciò significa che contengono carbonio e idrogeno. Inoltre, i carboidrati hanno un terzo elemento: l'ossigeno. I carboidrati sono costituiti da molecole di zuccheri semplici - saccaridi. Pertanto, un singolo monomero di carboidrati è chiamato monosaccaride. Mono- significa "uno" e -saccaride "zucchero".

In base alla complessità della loro struttura, i carboidrati possono essere divisi in carboidrati semplici e carboidrati complessi.

Carboidrati Semplici

I carboidrati semplici si suddividono in monosaccaridi e disaccaridi e costituiscono piccole molecole composte da una o due molecole di zuccheri. Una delle loro caratteristiche principali è quella di essere solubili in acqua.

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Monosaccaridi

I monosaccaridi sono sostanze cristalline, bianche, solubili in acqua e dal sapore dolce: fanno parte di questa categoria il glucosio, il fruttosio, il galattosio e il mannosio, zuccheri che possono legarsi tra loro formando oligo e polisaccaridi. I monosaccaridi sono composti da una sola molecola di zucchero, per questo sono i mattoni (monomeri) di molecole più grandi di carboidrati chiamate polisaccaridi (polimeri). Esempi di monosaccaridi sono: glucosio, galattosio, fruttosio, desossiribosio e ribosio.

Glucosio: è il substrato energetico primario dell'organismo, tanto che alcuni tessuti sono ad esso vincolati per la sopravvivenza. È un aldoesoso con anello a 6 atomi.
Fruttosio: tipico della frutta e della verdura, dev'essere prima convertito in glucosio; ha la caratteristica di stimolare meno l'insulina rispetto a quest'ultimo. È un chetoesoso con anello a 5 atomi.
Galattosio: dopo essere stato digerito ed assorbito, dev'essere convertito in glucosio. È un aldoesoso con anello a 6 atomi.
Mannosio: presente in alcuni polisaccaridi. È un aldoesoso con anello a 6 atomi.
Ribosio e desossiribosio: acidi nucleici - ATP - coenzimi. Chetopentoso - anello a 5 atomi.

Disaccaridi

I disaccaridi sono composti da due molecole di zucchero (di- sta per "due"). Esempi dei disaccaridi più comuni sono: saccarosio, lattosio e maltosio.

Saccarosio: composto da una molecola di glucosio e una di fruttosio. In natura si trova nelle piante, dove viene raffinato e utilizzato come zucchero da tavola.
Lattosio: composto da una molecola di glucosio e una di galattosio. È uno zucchero presente nel latte.
Maltosio: composto da due molecole di glucosio. È uno zucchero presente nella birra.
Cellobiosio: Glucosio + Glucosio - legame beta.

Carboidrati Complessi

I carboidrati complessi sono anche definiti polisaccaridi. Come suggerisce il nome, i carboidrati complessi sono costituiti da una catena di molecole di zucchero più lunga rispetto a quella dei carboidrati semplici. Come i carboidrati semplici, anche i carboidrati complessi sono solubili in acqua. I polisaccaridi (poli- significa "molti") sono grandi molecole composte da molte molecole di glucosio, cioè singoli monosaccaridi.

I polisaccaridi sono infine i glucidi o carboidrati più rappresentati nelle piante, in cui svolgono funzioni di riserva, sostegno o protezione. L'amido è contenuto soprattutto nei semi dei cereali, relative farine e derivati (pane, pasta, riso), in alcuni tuberi come le patate e in alcuni frutti come le castagne, il frutto dell'albero del pane ecc. Il glicogeno è invece contenuto nel fegato e nei muscoli degli animali appena macellati.

Tre polisaccaridi molto importanti sono l'amido, il glicogeno e la cellulosa.

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Fibre Solubili

Le fibre solubili (oligo- e polisaccaridi, a base di glucosio o fruttosio, solubili, non disponibili) sono sostanze chimiche composte da carbonio, idrogeno e ossigeno e possono essere definiti come derivati aldeidici e chetonici di alcoli polivalenti. Alcune sono gomme, altre mucillagini. La fibra alimentare è quindi un prebiotico perché favorisce la crescita dei ceppi batterici più salubri a discapito di quelli nocivi. Deve essere introdotta per circa 30g/die, ripartita in solubile e insolubile; quella solubile (in acqua) determina la gelificazione delle feci, modula l'assorbimento dei nutrienti ed è costituita da: pectine, gomme, mucillagini e polisaccaridi delle alghe.

Funzione dei Carboidrati

La funzione principale dei carboidrati è quella di fornire e immagazzinare energia. I carboidrati forniscono energia per importanti processi cellulari, tra cui la respirazione cellulare. Sono immagazzinati sotto forma di amido nelle piante e di glicogeno negli animali e vengono scomposti per produrre ATP (adenosina trifosfato), la molecola che trasporta energia. In aggiunta, i carboidrati hanno altre importanti funzioni:

Componenti strutturali delle cellule: la cellulosa, un polimero del glucosio, è essenziale per la struttura delle pareti cellulari.
Costituenti strutturali di macromolecole: i carboidrati sono componenti fondamentali delle macromolecole biologiche, in particolare degli acidi nucleici come il DNA e l'RNA. Gli acidi nucleici hanno come basi i carboidrati semplici desossiribosio e ribosio.
Riconoscimento cellulare: i carboidrati si attaccano alle proteine e ai lipidi, formando glicoproteine e glicolipidi. Il loro ruolo è quello di facilitare il riconoscimento cellulare, fondamentale quando le cellule si uniscono per formare tessuti e organi.

Test di Identificazione dei Carboidrati

Test di Benedict

Il test di Benedict viene utilizzato per i carboidrati semplici e serve a individuare la presenza di zuccheri riducenti. Gli zuccheri riducenti sono chiamati così perché possono trasferire elettroni ad altri composti mediante un processo chiamato riduzione. Tutti i monosaccaridi sono zuccheri riducenti, così come alcuni disaccaridi, tra cui il maltosio e il lattosio.

Per eseguire il test, sono necessari:

Campione da analizzare, in forma liquida o solida. Se il campione è solido, bisogna prima scioglierlo in acqua.
Provetta, che deve essere completamente pulita e asciutta.
Reagente di Benedict.

Procedimento:

Introduci 2 cm3 (2 ml) di campione in una provetta.
Aggiungi la stessa quantità di reagente di Benedict.
Metti la provetta in bagnomaria e riscalda per cinque minuti.
Osserva il cambiamento e registra la variazione di colore.

Interpretazione dei risultati:

Risultato	Interpretazione
Nessun cambiamento di colore: la soluzione rimane blu	Non sono presenti zuccheri riducenti
La soluzione diventa verde	Sono presenti tracce di zuccheri riducenti
La soluzione diventa gialla	Sono presenti quantità minime di zuccheri riducenti
La soluzione diventa arancio-marrone	Sono presenti zuccheri riducenti in quantità moderate
La soluzione diventa rossa	Sono presenti zuccheri riducenti in quantità elevate

Test Iodio-Amido

Il test allo iodio analizza l'amido, un carboidrato complesso (polisaccaride). La soluzione utilizzata è chiamata soluzione di ioduro di potassio ed è di colore giallo.