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Entre otras aplicaciones, la química orgánica ha tenido un enorme impacto en el desarrollo de los modernos materiales llamados polímeros. Muchos objetos de la vida cotidiana están compuestos por polímeros; curiosamente, también lo están varios materiales biológicos importantes.
Esta molécula larga y casi sin fin se llama polímero (del griego, que significa “muchas partes”). La parte original -el etileno- se llama monómero (que significa “una parte”). El proceso de fabricación de un polímero se llama polimerización. Un polímero es un ejemplo de macromolécula, nombre que recibe una molécula de gran tamaño.
Los polímeros simples reciben el nombre de sus monómeros; el polímero de etileno se denomina formalmente poli(etileno), aunque en el uso común, los nombres se utilizan sin paréntesis: polietileno. Como la adición de un monómero a otro forma este polímero, el polietileno es un ejemplo de un tipo de polímero llamado polímeros de adición. La Tabla 16.4 “Algunos monómeros y sus polímeros de adición” enumera algunos monómeros y sus polímeros de adición.
Otro tipo de polímero es el polímero de condensación, que es un polímero hecho cuando dos monómeros diferentes reaccionan juntos y liberan alguna otra molécula pequeña como producto. Ya hemos visto un ejemplo de esto en la formación de un enlace amida:
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Los polisacáridos son los hidratos de carbono más abundantes en la naturaleza y cumplen diversas funciones, como el almacenamiento de energía o como componentes de las paredes celulares de las plantas. Los polisacáridos son polímeros muy grandes compuestos por decenas o miles de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Los tres polisacáridos más abundantes son el almidón, el glucógeno y la celulosa. Estos tres se denominan homopolímeros porque cada uno de ellos produce un solo tipo de monosacárido (glucosa) después de la hidrólisis completa. Los heteropolímeros pueden contener, además de monosacáridos, ácidos de azúcar, aminoazúcares o sustancias no carbohidratadas. Los heteropolímeros son comunes en la naturaleza (gomas, pectinas y otras sustancias) pero no se tratarán más en este libro de texto. Los polisacáridos son hidratos de carbono no reductores, no tienen un sabor dulce y no experimentan una mutación.
El almidón es la fuente más importante de hidratos de carbono en la dieta humana y representa más del 50% de nuestra ingesta de hidratos de carbono. Se presenta en las plantas en forma de gránulos, y éstos son particularmente abundantes en las semillas (especialmente en los granos de cereales) y en los tubérculos, donde sirven como forma de almacenamiento de carbohidratos. La descomposición del almidón en glucosa nutre a la planta durante los periodos de menor actividad fotosintética. A menudo pensamos en las patatas como un alimento “amiláceo”, aunque otras plantas contienen un porcentaje mucho mayor de almidón (patatas 15%, trigo 55%, maíz 65% y arroz 75%). El almidón comercial es un polvo blanco.
Digestión
Un polímero es una sustancia compuesta por macromoléculas[2]. Una macromolécula es una molécula de alta masa molecular relativa, cuya estructura comprende esencialmente la repetición múltiple de unidades derivadas, real o conceptualmente, de moléculas de baja masa molecular relativa[3].
es una sustancia o material formado por moléculas muy grandes, o macromoléculas, compuestas por muchas subunidades repetidas[6]. Debido a su amplio espectro de propiedades,[7] tanto los polímeros sintéticos como los naturales desempeñan papeles esenciales y ubicuos en la vida cotidiana[8] Los polímeros van desde los conocidos plásticos sintéticos, como el poliestireno, hasta los biopolímeros naturales, como el ADN y las proteínas, que son fundamentales para la estructura y la función biológicas. Los polímeros, tanto naturales como sintéticos, se crean mediante la polimerización de muchas moléculas pequeñas, conocidas como monómeros. Su masa molecular consecuentemente grande, en relación con los compuestos de moléculas pequeñas, produce unas propiedades físicas únicas que incluyen dureza, alta elasticidad, viscoelasticidad y una tendencia a formar estructuras amorfas y semicristalinas en lugar de cristales.
Capacidad de retener temporalmente los materiales digeridos antes de la defecación
Los polisacáridos, sobre todo los de origen vegetal, son componentes destacados en las dietas de herbívoros y omnívoros. Este complejo conjunto de moléculas se ha clasificado de varias maneras, dependiendo de si el enfoque es la química o la nutrición. Desde el punto de vista de la fisiología digestiva y la nutrición, quizá la clasificación más relevante se basa en si los animales sintetizan o no enzimas que permiten digerir el polisacárido en cuestión en monosacáridos absorbibles. Desde este punto de vista, tenemos el almidón, que puede ser digerido por las enzimas de los vertebrados, frente a la fibra, que no puede.
El almidón es el principal carbohidrato que se encuentra en las semillas y tubérculos de las plantas; entre las fuentes importantes de almidón se encuentran el maíz, la patata y el arroz. El almidón existe en forma de gránulos, cada uno de los cuales consta de varios millones de moléculas de amilopectina junto con un número aún mayor de moléculas de amilosa. Como la amilopectina es una molécula mucho más grande que la amilosa, la masa de la amilopectina suele ser de 4 a 5 veces la de la amilosa en el almidón.