Bromatologia Profa. Tatiana S. Fukuji

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1 Bromatologia Profa. Tatiana S. Fukuji
CARBOIDRATOS Bromatologia Profa. Tatiana S. Fukuji

2 CARBOIDRATOS A produção de carboidratos ocorre nas plantas verdes pelo processo denominado fotossíntese; 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 Definição: Carboidratos são os polihidroxialdeídos, polihidroxicetonas, polihidroxiácidos, polihidroxiálcoois, seus derivados e polímeros desses compostos unidos por ligações hemiacetálicas fotossíntese Metabolismo animal

3 Ex.: dissacarídeos, trissacarídeos...
CARBOIDRATOS CLASSIFICAÇÃO  Monossacarídeos : açúcares simples (1 unid de polihidroxialdeído, polihidroxicetona, polihidroxiácido ou polihidroxiálcool) * Qto ao n° C: trioses, tetroses, pentoses...  Oligossacarídeos: polímeros monossacarideos c/ 2 a 10 unid, unidos por ligações glicosídicas. Ex.: dissacarídeos, trissacarídeos...  Polissacarídeos: polímeros monossacarideos c/ + 10 unid.

4 Monossacarídeos CARBOIDRATOS
 São os menores e mais simple carboidratos, correspondem a menor unidade estrutural de um carboidrato.  D-glucose (+ abundante) tem 6 C e 5 OH(centros quirais) Gliceraldeído uma aldotriose Dihidroxicetonauma cetotriose D-Glicose uma aldohexose D-Frutose uma cetohexose

5 CARBOIDRATOS Monossacarídeos
D-Ribose uma aldopentose 2-desoxi-D-Ribose uma aldopentose Os monossacarídeos apresentam isomeria ótica

6 Os monossacarídeos têm centros assimétricos
CARBOIDRATOS Os monossacarídeos têm centros assimétricos  todos têm C quiral (assimétrico): exceto a dihidroxicetona  gliceraldeído contém um 1 centro quiral: enantiômeros (D- gliceraldeído e L-gliceraldeído)  moléculas com n centros quirais, terá 2 n estereoisômeros  a maioria das hexoses encontradas nos organismos vivos são D- isômeros  os átomos de C de um açúcar são numerados começando-se pela extremidade da cadeia mais próxima do grupo carbonila

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8 CARBOIDRATOS

9 CARBOIDRATOS CARBOIDRATOS

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12 Os monossacarídeos têm centros assimétricos
CARBOIDRATOS Os monossacarídeos têm centros assimétricos  Epímeros: quando dois açucares diferem na configuração ao redor de um único átomo de carbono. D-Manose (epímero no C 2) D-Glicose D-Galactose (epímero no C 4)

13 CARBOIDRATOS

14 Os monossacarídeos comuns ocorrem em formas cíclicas
CARBOIDRATOS Os monossacarídeos comuns ocorrem em formas cíclicas  Os açúcares, especialmente os de 5 C, existem como moléculas cíclicas  ciclização interação entre grupos funcionais em carbonos distantes (C1 e C5 ) para formar hemiacetal cíclico (aldohexoses) interação entre C2 e C5 para formar um hemicetal cíclico (nas cetohexoses)  carbono anomérico: átomo de carbono da carbonila (hemiacetal ou hemicetal) após ciclização.

15 Os monossacarídeos Ciclização D-Glicose α-D-glicopiranose
Mutarrotação α-D-glicopiranose β-D-glicopiranose

16 Os monossacarídeos comuns ocorrem em formas cíclicas
CARBOIDRATOS Os monossacarídeos comuns ocorrem em formas cíclicas  o açúcar cíclico pode assumir duas formas diferentes:   OH da carbonila p/ direita anômeros   OH da carbonila p/ esquerda  mutarrotação: propriedade das formas  e  interconverterem-se em solução aquosa. Ex: D-glicose: -D-glicose (1/3) + -D-glicose(2/3) + peq. qte. de estrutura linear

17 CARBOIDRATOS Os monossacarídeos comuns ocorrem em formas cíclicas  Aldohexoses podem formar: anéis piranosídicos: piranose (+ estável) anéis furanosídicos: furanose (- estável)  Cetohexoses: formam  e  e anéis furanosídicos

18 CARBOIDRATOS α-D-glicopiranose β-D-glicopiranose Pirano
α-D-frutofuranose β-D-frutofuranose Furano

19 Os monossacarídeos simples são agentes redutores
CARBOIDRATOS Os monossacarídeos simples são agentes redutores  Os monossacarídeos podem ser oxidados por agentes oxidantes como íons férrico (Fe+3) ou íons cúprico (Cu+2)  C da carbonila: oxidado a ác. carboxílico  Açúcares redutores: açúcares capazes de reduzir os íons férrico (Fe+3) a íons ferroso (Fe+2) ou os íons cúprico (Cu+2) a íons cuproso (Cu+); base da reação de fehling.  reações de óxido-redução: fornecem energia para que os organismos realizem seus processos vitais.

20 CARBOIDRATOS  Outros reagentes usados em laboratório:
Reagente de Tollen: usa o complexo iônico prata amônia (AgNH3)2, como agente oxidante. um espelho de prata será depositado na parede do tubo de ensaio se um açúcar redutor estiver presente, como resultado do íon Ag+ do complexo iônico ser reduzido ao metal prata livre.

21 Os dissacarídeos contêm uma ligação glicosídica
CARBOIDRATOS Os dissacarídeos contêm uma ligação glicosídica  Ligação O-glicosídica: formada quando um grupo OH de açúcar reage com o átomo de carbono anomérico de outra molécula de açúcar.  Carbono anomérico envolvido na ligação glicosídica: não pode mais ser oxidado por íons férrico ou cúprico (não é mais agente redutor)  Extremidade redutora: carbono anomérico livre.  Ligação glicosídica: sofrem hidrólise na presença de ácido ou base.

22 α-D-glicopiranosil-(1,4)-D-glicopiranose
CARBOIDRATOS α-D-glicose β-D-glicose Maltose α-D-glicopiranosil-(1,4)-D-glicopiranose Glc(α1→4β)Glc = Maltose (açúcar redutor)

23 Glc(α2→1β)Fru = Sacarose (açúcar não-redutor)
Gal(β1→2β)Glc = Lactose (açúcar redutor) Lactose (forma β) β-D-galactopiranosil-(1,4)-β-D-glicopiranose Glc(α2→1β)Fru = Sacarose (açúcar não-redutor) Sacarose α-D-glicopiranosil-(2,1) -β-D-frutofuranosídeo Glc(α1→1α)Glc = Trealose (açúcar não-redutor) Trealose α-D-glicopiranosil-(1,1)-α-D-glicopiranosídeo

24 Importância nos alimentos
CARBOIDRATOS Importância nos alimentos Sacarose: encontrada na cana-de-açúcar e na beterraba. É o açúcar mais comum, açúcar branco, formado por glicose e frutose. Tem rápida absorção e metabolização, eleva glicemia e fornece energia imediata para a atividade física, contribui para a formação das reservas de glicogênio. Lactose: principal açúcar presente no leite, sendo de 5 a 8% no leite humano e de 4 a 5% no leite de vaca. Possui saber menos doce, 15% do sabor adoçante da sacarose Maltose: formada por duas moléculas de glicose, é resultado da quebra do amido presente nos cereais em fase de germinação e nos derivados do malte

25 Trissacarídeos: também podem ser enconrados livres na natureza
Trissacarídeos: também podem ser enconrados livres na natureza. A rafinose por exemplo pode ser encontrada na casca de sementes de algodão. Ela é formada pela ligação glicosídica entre frutose, galactose e glicose. Tetrassacarídeos: a estaquiose é completamente distribuída no reino vegetal, principalmente nas leguminosas (feijão, ervilha e soja). É formada por 1 frutose, 1 glicose e 2 galactoses.

26 REAÇÃO DE HIDRÓLISE Inversão da sacarose: é a hidrólise da ligação glicosídica da sacarose que ocorre em condições fracamente ácidas a baixas temperaturas e presença de pequenos filmes de água. Acompanhamento da reação por polarímetro: Sacarose + H2O Frutose + Glicose [α]D=+ 66,5º [α]D=- 94,2º [α]D=+ 52,5º a rotação ótica inverte de positiva na sacarose, para negativa na forma hidrolisada. Produto conhecido como açúcar invertido H+ ou enzima

27 REAÇÃO DE ESCURECIMENTO
Promovem escurecimento dos alimentos e podem ser: Oxidativas ou enzimáticas → não envolve carboidratos Não-oxidativas caramelização reação de Maillard Reações de escurecimento não enzimático estão associadas com aquecimento e armazenamento e podem ser divididas em três mecanismos: Reação de maillard Carameliação Oxidação de ácido ascórbico

28 Mecanismos de reações de escurecimento não enzimático
Requerimento de O2 Requerimento de - NH2 pH ótimo Produto final Maillard Não Sim > 7,0 Melanoidinas Caramelização 3,0 a 9,0 Caramelo Oxidação de ácido ascórbico 3,0<pH<5,0

29 REAÇÃO DE CARAMELIZAÇÃO
Se dá pela degradação de açúcares em ausência de aminoácidos ou proteínas e pode ocorrer tanto em meio ácido quanto em meio básico. Envolve temperaturas elevadas acima de 120°C e tem como produtos finais compostos escuros de composição química complexa. Envolve várias reações: hidrólise, degradação, eliminação e condensação. Formação de polímeros insaturados. A velocidade de reação é maior em meio alcalino, sendo também facilitada pela adição de pequenas quantidades de ácidos e de certos sais (sais de amônio)

30 REAÇÃO DE MAILLARD Reação desejável em café, cacau, carne cozida, pão, bolos, pois confere aroma e cor característicos. Reação indesejável em leite em pó, ovos e derivados desidratados. A reação ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos com produção de melanoidinas, polímeros insaturados, cuja cor varia de marrom claro até preto. A reação de Maillard compreende três fases: Inicial, Intermediária e Final.

31 Fase inicial: A reação inicial ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos, na proporção de 1:1 e resulta em produtos incolores e sem aroma. Fase intermediária: inicia-se a percepção de aromas. A cor torna-se amarelada. Desenvolve-se o poder redutor em solução e o pH diminui. O produto final da fase inicial, um cetose amina, pode sofrer vários tipos de reações e seguir diferentes caminhos.

32 As redutonas são componentes com características de agentes redutores, sendo, portanto, facilmente oxidáveis. A degradação de Strecker ocorre em compostos dicarbonílicos por sua interação com aminoácidos.

33 Fase Final Desenvolvimento de cor, aroma e sabor. Diferentes sabores e aromas são produzidos nessa reação, em função de diferentes aminoácidos.