Bioquímica avanzada

1. Presentación de artículos
Papel de los polisacáridos en la alimentación, la digestión y la salud
Universidad de Guadalajara
Doctorado en Ciencias en Procesos Biotecnológicos
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías
BIOQUIMICA GENERAL AVANZADA
DR. Viveros Juan Manuel
Presenta
Mtra. Ginna Alejandra Villalobos Guzmán
Guadalajara, Jalisco. a 13 de septiembre del 2021

2. Se dividen en
dos grupos
Carbohidratos
Polisacáridos
de pared
celular
Almacenamiento
Almidón Oligosacáridos Azúcares
Plantas
Hongos
Algas
Comprender las relaciones entre las composiciones de materias primas alimentarias, los efectos del procesamiento en
sus estructuras e interacciones, y su comportamiento en el tracto gastrointestinal (GI) tracto son cruciales para
dilucidar las relaciones entre la dieta y salud.
Almidón
Propiedades biofisicas
Principal fuente de calorías
Se digieren fácilmente en el
intestino delgado, el almidón
resistente y células polisacáridos
de la pared (NSP)
Carbohidratos de
almacenamiento

3. • Que rodea las células
vegetales
• Y afectan la liberación y
digestion del contenido
celular.
Proporcionan
una
estructura
rigida
• Azúcares hexosa glucosa
• Galactosa y manosa
• Desoxihexosas ramnosa y
fucosa, entre otros.
Compuestos
(NSP)
POLISACÁRIDOS SIN
ALMIDÓN

4. 2)Amilosa
1)Amilopectina
Es una mezcla
de dos
polímeros de
glucosa
ALMIDÓN
ALIMENTOS
Cambiar
Por manipulaciones
intencionales o
mutaciones en la vía
biosintética
Transgénicos

5. La amilasa y la
amilopectina
Se depositan
dentro de los
plástidos
especializados
En gránulos
altamente
organizados
Varian en
abundancia,
tamaño y forma
entre diferentes
especies

6. Celulosa
Es una
cadena no
ramificada
Confiere
fuerza a la
pared celular
Es insoluble en
agua e indigesta
para las enzimas
humanas
Fermenta en
diversos grados
por microbios en
el intestino grueso
Esta presente:
hongos, algas y
plantas superiores
Hemicelulosa
Polisacáridos de
pared celular no
celulósico
Que solo se
solubilizan
Arabinosa
monosustituidas
Conducir a una
reticulación
oxidativa
Componentes de la
pared celular

7. Polisacáridos pépticos
Con la presencia
de ácido
galacturónico
En la columna
vertebral del
polisacárido
Tienen una estructura
extremadamente diversa
(HG) (RGI) (RGII)
Una característica importante es la presencia de esteres metílicos en los grupos carboxílicos del
ácido galacturónico así como los grupos hidroxilo acetilados

8. La solubilidad de los polímeros
depende de varios factores y
propiedades moleculares
diferentes
Como por
la
entropía
Por los números
de grados de
libertad de cada
enlace de
monómero-
monómero en la
cadena del
polímero
Cinética
Cumple un
papel
importante
La disolución
de los
polisacáridos

9. Fraccionamiento mecánico
Molienda Almidón dañado
Altera la estructura de la pared celular
Afecta el tamaño de las partículas
Capacidad de
absorción, es diez
veces mayor
Propenso a la
gelatinización

10. Calefacción o enfriamiento
Condiciones de humedad
variables
Accesibilidad al
almidón
Provocan cambios estructurales
Al nivel de los alimentos
granulares y molecular
Implicaciones para la
digestibilidad
Procesos
hidrotermal
Cambia la morfología
de los gránulos de
almidón

11. Estructura
quimica de
los alimentos
Se pueden alterar
drásticamente, mediante
tratamientos térmicos
Hornear,
tostar, asar y
freír
Pueden resultar en la
degradación
(descomposición)
Al romper los
enlaces
glicosídicos
dentro de las
cadenas de
polisacáridos
La pectina al ser un NSP es
sensible al proceso
Sufriendo una
despolimerización al calentarse
pH neutron a una temperatura de
calentamiento

12. Favorece una asociación más organizada
Moléculas de amilosa Geles mas fuertes
Recristalización
Aumentan a temperaturas bajas Con una tasa de enfriamiento lenta
Refrigeración y enfriamiento
Producen cambios estructurales de las
cadenas de polímeros de glucano
Proceso que se denomina
retrogradación

13. NSP
solubles
Contienen grupos
cargados (polisacáridos
peptídicos)
Afectan la viscosidad
de una solución
Interaccionan
favorablemente con
los disolventes
polares (agua)
Dependiendo de la
solubilidad
La [],
estructura,
masa molar y
la capacidad
de formar
agregados
Los
cambios
del pH
Pueden provocar una
despolimerización parcial o
total

14. Pueden alterar sus
propiedades
La hidrólisis parcial
por calentamiento en
presencia de un ácido
o alcalino
Modificaciones
químicas
Hidrólisis enzimatica,
pueden alterar la
susceptibilidad y/o
comportamientos de
gelatinización

15. Serie de
factores a
nivel
molecular
Proporción de
amilosa a
amilopéctina
En la digestibilidad
del almidón
Se someten a
enfriamiento y producen
retrogradación
Permanece
digerible durante
mas tiempo
debido a la
retrogradación
mas lenta
Alimentos
Pared celular
vegetal
Constituye a una
barrera difusora
Determinación de
la permeabilidad
Varias paredes
celulares a la
amilasa

16. Estructura de
los alimentos Afecta a las respuestas
metabólicas al almidón
Cualquier proceso que
altere esta estructura
La encapsulación del contenido
celular por las paredes de las células
vegetales
Afecta la velocidad y
grado de liberación de
nutrientes durante la
digestión
Alteran estas respuestas

17. Se descomponen al
masticar, mezclando la
saliva mediante las
enzimas
La digestión
del almidón
Enzimas (amilasa, lipasa,
ribonucleasasy proteasas)
La mejor
disponibilidad
de
carbohidratos
Permite que los nutrientes
intracelulares permanezcan
encapsulados en las paredes
celulares
No son
permeables
a las enzimas
digestivas
Ocurre cuando las
paredes celulares
individuales
Son mas fuertes y
produce una
ruptura celular

18. Los alimentos
masticados se
transforman en
partículas o en un bolo
alimenticio
pH ácido, degradación
enzimático, lípidos y
proteínas
Pueden ayudar la
estructura de los
alimentos
Protege la
amilasa salival
de las
condiciones
ácidas del
estómago
La mezcla
Secreciones
gástricas
Se digieren más
rápido
En la parte superior
del estómago puede
tomar 1 hora

19. Los monosacáridos
resultantes (glucosa,
galactosa y fructosa)
Se
absorben
luego de
la
mucosa
intestinal
A través de
transportadores
GLUT2 Y SGLT
Los productos de la
hidrólisis del almidón
Rs
RS1
RS2
RS3
RS4
RS5

20. Ingresan
al colon
AGCC
Es la principal
fuente de
energía
Los carbohidratos que no han sido
digeridos o absorbidos en el tracto
gastrointestinal superior
Rs
No solo el:
Butirato
Propionato
Acetato, entre
otros.
Células
epiteliales del
colon
Modera el
metabolismo de los
lípidos hepáticos
Es metabolizado por
tejidos periféricos
La celulosa se
fermenta muy
lentamente y se
considera el
componente
principal de la
fibra dietética
que contribuye a
la masa fecal

21. La
energía
Azúcar, almidón,
RS y NSP pueden
ejercer
diferentes
efectos
fisiológicos
Se obtiene de los
carbohidratos
3 posibles
mecanismos
Producción de
energía metabólica
de acuerdo al grado
de digestibilidad y
potencial metabólico
1) Efectos hormonales
2) Hormonas
gastrointestinales
3) Propiedades intrínsecas
de los carbohidratos

22.  Los componentes de carbohidratos de la dieta humana se derivan casi
exclusivamente de fuentes vegetales y juegan un papel crucial en procesamiento de
alimentos y en dieta y salud.
 Los carbohidratos principalmente son fuentes de energía, también tienen otras
impactos en la dieta y la salud, en particular el polisacárido de la pared celular, que
son los componentes principales de la fibra dietética.
 La fibra dietética como las formas resistentes del almidón juega un papel positivo
en la reducción de los factores de riesgo de enfermedades crónicas, enfermedades
cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer.
 Estos beneficios podrían ser explotados por la ciencia de cultivos y alimentos;
también, en la fermentación de RS resulta en la producción de niveles más altos de
compuestos de butirato comparado con los NSP.

23. Presentación de artículos
Aplicaciones actuales y potenciales de las celulasas en agricultura,
biotecnología y bioenergía
Universidad de Guadalajara
Doctorado en Ciencias en Procesos Biotecnológicos
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías
BIOQUIMICA GENERAL AVANZADA
DR. Viveros Juan Manuel
Presenta
Mtra. Ginna Alejandra Villalobos Guzmán
Guadalajara, Jalisco. a 13 de septiembre del 2021

24. Acelera la
descomposición
de residuos
vegetales
Suplementación
de CEL
Función de
diversos rangos
de utilización
Enzimas
industriales
Grupo
importante
La celulosa
 Resultado de una mejor fertilidad del suelo
 Fuente importante de azucares fermentables
 Aplicación de CEL/ hongos celulíticos antagonistas a los cultivos
 Promueve el rendimiento del crecimiento de las plantas
 Producción de bioetanol a base de celulosa

25. CEL
es un
homopolímero de
unidades repetitivas
B-celobiosa
Son proteínas
modulares
catalíticos discretos
Es un término
colectivo donde se
refiere a las enzimas
capaces de
hidrólizar la celulosa
3 categorías:
EG
CBH
BG

26. Hemicelulosa
Para formar
paredes celulares
complejas
Sintetizan los
polisacáridos Celulosa
Componentes
estructurales
dominantes
Los CEL de las
plantas,
hemicelulosa (HC)
y PT Asociados con el
crecimiento y
desarrollo de las
plantas
La fertilidad del suelo es una de las
características mas importantes:
• N, P y K, también los
oligoelementos

27. 1. Los cultivos de arroz, trigo y cebada son los mas importantes y económicos
2. El uso de prácticas no convenientes como lo son:
• Contaminantes por la quema de cultivos
• Perdida de nutrientes
• Perdida de materia orgánica
• Humus
• Microorganismos
3. Los desechos de las plantas crean un efecto positivo para los cultivos

28. La degradación de la paja
La suplementación con el CEL
probablemente conduce a:
Las EXP
Son pequeñas
proteínas vegetales
extracelulares
1. Un aumento en la disponibilidad de N
en el suelo
2. Un aumento en la actividad microbiana
3. Un aumento de materia orgánica y/o
humus y crecimiento vegetal
Las actividades del BI,3G y CH1
Son mecanismos de defensa
Degradan la pared celular de
Pynthium splendens

29. Impacto peligroso de los
pesticidas y productos
químicos que quedan en el
ecosistema
Enzimas hidrolíticas y
hongos no patógenos
La producción de
CEL y actividades
celulíticas
Biocontrol de
patógenos y
enfermedades de las
plantas
Desempeñar en la
penetración de la célula
huésped
Aposiciones agrandadas
de la pared

30. Extracción de
compuestos
bioactivos
Extranutritivos o no
nutritivos
También se
conocen como
metabolitos
secundarios
Compuestos fenólicos y
flavonoides tienen
actividades antioxidantes
Compuestos
fitoquímicos
como
alcaloídes,
antraquinonas
y péptidos
La extracción de solvents
orgánicos
Son utilizados para obtener
moléculas
Bajos costos y facilidad de control
de procesos de fabricación
Propiedades
farmacológicas

31. Producción de
protoplastos
vegetales
Ofrecen beneficios de
secreción de productos
en medio de cultivo
Son células vivas que
carecen de pared
celular
Para el aislamiento
se han utilizado
técnicas con enzimas
hidrolíticas, CEL, PT

32. Bioetanol: Energía limpia
y renovable
Etanol de primera generación a
base de almidón y azúcar
Procedimientos industrializados
con enzimas amilolíticas
Fermentación por cepas de
levaduras para producer etanol

33.  Los CEL están involucrados en diversas tecnologías agrícolas de plantas, así como en
el desarrollo de procesos.
 La demanda de estas enzimas está creciendo, particularmente en la industria del
etanol. Sin embargo, en la actualidad, el coste de las enzimas sigue siendo
relativamente alto en comparación con los propios productos agrícolas.
 El uso de degradaciones por paja o desechos de cultivos genera un buen impacto en
los suelos, producción de nutrientes y estar disponibles para el crecimiento de
plantas.
 La microbiota del suelo ayuda a mejorar la fertilidad y la estabilidad del suelo.
 El pH del suelo afecta directamente la solubilidad de varios nutrientes requeridos
para el correcto crecimiento y desarrollo de las plantas.

34. A. Lovegrove, C. H., I. De Noni, H. P., T. Grassby, C. Z., Nilsson, L., Butterworth, P. J.,
& Shewry, P. R. (2017). Role of polysaccharides in food, digestion, and. Critical
Reviews in Food Science and Nutrition, 237-253.
Phitsuwan, P., Laohakunjit, N., Kerdchoechuen, O., Kyu, K. L., & Ratanakhanokchai.,
K. (2013). Present and potential applications of cellulases in agriculture,. Folia
microbiologica, 163-176.