Carboidratos UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS Carboidratos Profa. Valéria Terra Crexi

1- Amido # Amilose Constituído por uma mistura de polissacarídeos: Amilose e Amilopectina # Amilose Cadeia linear de unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas α 1,4. Pode conter de 350 a 1000 unidade de glicose em sua estrutura.

Amilose Apresenta estrutura helicoidal, α helice, formadas por pontes de hidrogênio entre os radicais hidroxilas das moléculas de glicose. Esta estrutura acomoda átomos de iodo, formando compostos de inclusão de cor azul intensa.

# Amilopectina Apresenta uma estrutura ramificada Constituída por cadeias lineares de 20 a 25 unidades de glicose unidas em α 1,4 Essas cadeias estão unidas entre si, através de ligações glicosídicas α 1,6 A amilopectina é constituída por 10 a 500 mil de unidades de glicose e apresenta uma estrutura esférica.

Amilopectina

Grânulo do amido De todos os polissacarídeos, o amido é o único presente nos tecidos vegetais em unidades individuais pequenas denominadas de GRÂNULOS A mistura de moléculas lineares (amilose) e ramificadas (amilopectina) estão associadas em paralelo, existem associações entre as cadeias lineares e ramificadas , e elas são mantidas juntas por pontes de hidrogênio, resultando em regiões CRISTALINAS OU MICELAS. Sob luz polarizada os grãos são BIORREFRINGENTES, que é um indicativo do arranjo cristalino

1.2 GELATINIZAÇÃO DO AMIDO Aquecimento do amido na presença de água Moléculas do amido começam a vibrar mais intensamente, quebram-se as pontes de hidrogênio intermoleculares, permitindo que a água penetre nas micelas (zonas cristalinas) Aquecimento contínuo na presença de uma quantidade abundante de água resulta em perda total das zonas cristalinas Biorrefringência desaparece e o amido se torna transparente

Ponto de gelatinização ou temperatura de gelatinização Temperatura na qual a biorrefringência desaparece Durante a gelatinização, o grão incha muito, e a viscosidade da suspensão aumenta,formando uma pasta. Posterior aquecimento, além da temperatura de gelatinização quando a viscosidade é máxima, resulta em degradação da estrutura do amido

A viscosidade da pasta decorre da alta resistência ao fluxo de água por parte dos grânulos inchados, que agora ocupam quase que todo o volume da dispersão. Esses grânulos inchados podem ser facilmente quebrados e desintegrados pela moagem ou agitação da pasta e, neste caso, a viscosidade diminuirá. A medida que o amido gelatiniza, aumenta sua suscetibilidade ao ataque por amilases. Quando a pasta de amido é resfriada, a viscosidade vai aumentar com o decréscimo de temperatura, pontes de hidrogênio intermoleculares serão formadas e será formado o gel.

Grânulo do amido A 70°C, os grânulos de amido tornam-se excessivamente inchados; cerca de 70% dos grânulos são rompidos (Figura 3a). Esta temperatura pode ser considerada como a temperatura de gelatinização do amido de milho. A temperaturas superiores a 75°C, a observação deste material sob luz polarizada mostra a ausência de birrefringência (Figura 3b), resultante da perda da ordenação molecular previamente existente.

Ocorre a reaproximação das moléculas 1.3 RETROGRADAÇÃO DO AMIDO Ocorre a reaproximação das moléculas Redução da temperatura durante resfriamento do gel, com formação de pontes de hidrogênio intermoleculares e com consequente formação das zonas cristalinas SINÉRESE - Expulsão da água existente entre as moléculas Redução do volume e aumento da firmeza do gel

Adição de tensoativos ou de lipídios neutros dificulta a associação entre as moléculas de amilose porque esses compostos se associam com as amiloses. Os efeitos da retrogradação podem ser parcialmente revertidos pelo aquecimento. A energia térmica e a movimentação das moléculas de amido restauram o estado amorfo, estrutura aberta que confere uma textura macia.

1.4 FATORES QUE AFETAM O GEL DE AMIDO Atividade de água Influenciada por sais, açúcares e outros agentes capazes de ligar fortemente a água Competem pela água que iria se ligar ao amido Redução da gelatinização do amido b) Lipídios e alguns emulsificantes Gorduras se complexam com a amilose retardam a absorção de água pelos grãos Emulsificantes Aumento da temperatura de gelatinização, redução da temperatura de formação do gel e redução da força do gel de amidos

1.4 FATORES QUE AFETAM O GEL DE AMIDO Emulsificantes Aumento da temperatura de gelatinização, redução da temperatura de formação do gel e redução da força do gel de amidos Esses compostos formam complexos de inclusão com a amilose helicoidal e resistem à entrada de água no grânulo, mas por outro lado dificultam a retrogradação.

2. GLICOGÊNIO O glicogênio é outro polissacarídeo muito importante é encontrado nas células animais em forma de grãos ou grânulos.

2. GLICOGÊNIO Polissacarídeo que ocorre somente nos animais, é armazenado no fígado ( 2- 8% do total) e no músculo em baixas concentrações (0,5 – 1%) É hidrolisado à glicose, a qual por sua vez, é utilizada como fonte de energia imediata para a contração no músculo ou então para a manutenção da concentração de glicose sanguínea no fígado.

Principal constituinte da parede celular de vegetais superiores 3. CELULOSE Principal constituinte da parede celular de vegetais superiores A celulose, é formada por β-glicose também unidas por ligações do tipo 1-4, o que lhes confere estrutura tridimensional e propriedades físicas diferentes. Celulose

3. CELULOSE A celulose apresenta as unidades monossacarídicas a 180° em relação às vizinhas, o que lhe confere um rede estabilizadora de pontes de hidrogênio Formando regiões de ordem cristalina elevada, contribuindo para insolubilidade e pouca reatividade da celulose

4. PECTINAS São polímeros compostos principalmente por unidades de α-D- ácidos galacturônicos ligados por ligações glicosídicas α- 1,4, encontrados na lamela média das células vegetais

O grupo de substâncias pécticas abrange substâncias com diferentes propriedades e difíceis de serem separadas umas das outras. O aspecto que as diferencia é o seu grau de metoxilação – grupos metilas esterificados ao grupo carboxílico da molécula Grupo de substâncias pécticas PROTOPECTINA, ÁCIDOS PÉCTICOS , ÁCIDOS PECTÍNICOS

Protopectina É uma substância péctica encontrada em frutas e vegetais não maduros (verdes). Insolúvel em água e confere às frutas e vegetais não maduros uma textura rígida b) Ácidos pécticos Os ácidos pécticos não possuem metoxilas e são solúveis em água. A atuação intensa da enzima pectina metil esterase sobre a protopectina leva à formação dos ácidos pécticos. pectina metil esterase PROTOPECTINA ÁCIDOS PÉCTICOS

Os ácidos pectínicos são metoxilados e, dependendo do grau de metoxilação, formam soluções coloidais ou são solúveis em água. São obtidos a partir da protopectina por ação das enzimas protopectinase e pectina metil esterase. protopectinase PROTOPECTINA ÁCIDOS PECTÍNICOS pectina metil esterase # Estas enzimas contribuem para o desenvolvimento da textura adequada em frutos e vegetais durante a maturação Durante a maturação de frutos e vegetais, o teor de protopectina diminui e o de pectina aumenta, diminuindo consequentemente a firmeza dos frutos e vegetais.

A pectina, ácidos pectínicos com número de metoxilas e grau de metoxilação variáveis é capaz de formar géis na presença de sacarose em meio ácido. Formação de Géis Essa propriedade da pectina é muito utilizada em alimentos para a produção de geléias e doces de frutas.

Estrutura Alguns dos grupos carboxila da pectina estão metilados, alguns estão na foram livre Classificação em função do grau de metoxilação: Pectinas com GM > 50% - pectinas com alto teor de metoxilas (ATM) Pectinas com GM< 50% - pectinas com baixo teor de metoxilas (BTM)

Mecanismos de Gelificação PECTINA ATM pH ajustado a 2,8 -3,5 , Açúcar , Resfriamento FORMAÇÃO DO GEL A medida que o pH da solução diminui, os grupos carboxílicos altamente hidratados e carregados são convertidos em grupos não carregados e levemente hidratados . Como resultado da perda de algumas de suas cargas e hidratação, as moléculas poliméricas podem então associar-se, em porções ao longo de seu comprimento, formando junções e uma rede de cadeias poliméricas que aprisionam a solução aquosa.

Açúcar Favorece a formação das zonas de junção Concentração (65%, pelo menos 55%) Compete com as moléculas de pectina pelas moléculas de água, reduzindo a hidratação das cadeias e permitindo que elas interajam umas com as outras. Quanto maior o grau de metoxilas de uma pectina , maior é a temperatura na qual ela forma gel, sendo formado mais rapidamente ( o gel se forma no resfriamento).

PECTINA BTM Podem formar géis estáveis, na ausência de açúcares, mas requerem a presença de íons bivalentes, como cálcio, o qual provoca a formação de ligações cruzadas entre as moléculas. Esse tipo de gel é adequado em produtos de baixa caloria ou dietéticos sem açúcar.

Grau de metoxilação (%) Tabela 1: Efeitos do grau de metoxilação da pectina na formação do gel Grau de metoxilação (%) pH Açúcar (%) Íon bivalente Formação do gel Maior que 70 2,8-3,5 65 Não Rápida 50 -70 Lenta Menor que 50 (BTM) 2,5-6,5 Nenhum Sim