CARBOIDRATOS

CARBOIDRATOS Amplamente distribuídos na natureza; Substâncias com estruturas e propriedades das mais diversas; Pertencem ao grupo dos carboidratos: glicose (sabor doce de vários alimentos) amido (principal fonte de reserva de vegetais) celulose (carboidrato mais abundante na natureza – parede celular de vegetais)

CARBOIDRATOS FONTE DE ENERGIA + abundante e econômica para o homem Alguns carboidratos são fontes de fibra alimentar, ex: celulose, hemicelulose e pectina

CARBOIDRATOS - funções 1. Nutricional; 2. Adoçantes naturais; 3. Matéria-prima para produtos fermentados; 4. Principal ingrediente dos cereais; 5.Propriedades reológicas da maioria dos alimentos de origem vegetal (polissacarídeos); 6. Responsáveis pela reação de escurecimento em muitos alimentos.

polímeros unidos por ligações hemiacetálicas Definição São carboidratos: polihidroxialdeídos polihidroxicetonas polihidroxiálcoois polihidroxiácidos Seus derivados polímeros unidos por ligações hemiacetálicas

Monossacarídeos

Em função do seu peso molecular: mono, oligo e polissacarídeos Classificação Em função do seu peso molecular: mono, oligo e polissacarídeos

Classificação - monossacarídeos Quanto ao número de carbonos: 5C – Pentose – ribose e desoxirribose 6C – Hexose – glicose e frutose É incompleto!

Classificação - monossacarídeos b) Quanto aos grupamentos: Aldose – grupo aldeído – glicose Cetose – grupo cetona - frutose

Classificação - monossacarídeos Preciso informar se o monossacarídeo é cetose, aldose ou se a sua configuração é D ou L.

Classificação - monossacarídeos c) Rotação óptica: Dextrógiras: (+) substâncias que rodam o plano no sentido horário Levógiras: (-) substâncias que rodam o plano no sentido anti-horário

Classificação - monossacarídeos Projeção de Fischer Projeção de Fischer-Tollens Projeções planares de Haworth

Monossacarídeos

Estrutura Monossacarídeos: os grupos funcionais se organizam na forma mais estável possível

Ligação hemiacetálica: o grupo carbonila adiciona água ou álcoois simples para formar hemiacetais

De forma semelhante, hidroxilas do monossacarídeo adicionam-se ao grupo carbonila para formar hemiacetais internos cíclicos. A formação do acetal converte o carbono da carbonila em um carbono assimétrico.

As projeções de Fischer representam a ligação hemiacetálica interna;  mas não representam a forma cíclica do monossacarídeo resultante dessa ligação

O grupo hidroxila formado devido à ligação hemiacetálica é denominado de GRUPO HIDROXILA anomérico. Esse grupo é extremamente reativo e confere ao monossacarídeo a propriedade de ser um AGENTE REDUTOR

Todos os monossacarídeos que possuem o grupo OH no carbono anomérico são açúcares redutores: glicose (C1) frutose (C2) ribose

Alfa glicose Beta glicose

Qual a diferença entre -glicose e -glicose? O anômero (carbono que participa da reação hemiacetálica intramolecular)  tem o grupo redutor (OH) na face oposta, no anel, ao carbono 6; O anômero  tem o grupo redutor no mesmo plano do carbono 6. Polímero de -glicose é amido – digerível e fornece energia ao nosso organismo Polímero de -glicose é celulose – é fibra alimentar e nosso organismo NÃO TEM ENZIMAS PARA REALIZAR DIGESTÃO!

Propriedades - monossacarídeos Propriedades: sólidos cristalinos, incolores e de sabor doce

Carboidratos - monossacarídeos Tabela de doçura Açúcar Doçura em solução (10%) -D-Frutose 130 Sacarose 100 -D-Glucose 67 -D-Lactose 50 -D-Lactose 27

Carboidratos - monossacarídeos Propriedades: Sólidos cristalinos, incolores e têm sabor doce Facilmente solúveis em água Reduzem íons metálicos em soluções alcalinas

Monossacarídeos mais frequentemente encontrados Ocorrência Propriedades D-glucose Milho, frutas, mel Cristais incolores, solúveis em água D-manose Mananas (polímeros) Não encontrada na forma livre D-galactose Cerebrosídeos (lipídeos) D-xilose Xilanas (madeira, palha) L-arabinose Arabinanas D-frutose Frutas, mel Cetose

D- glicose C6H12O6 Açúcar de milho Principal fonte de energia Frutas, mel D- galactose Encontra-se ligada a outros monossacarídeos Obtida através da hidrólise da lactose, rafinose e gomas Frutas, legumes e leite Faz parte da matéria branca do cérebro e mielina das células nervosas

D- frutose Açúcar da fruta Mais doce que a glicose Frutas, mel D- xilose Encontra-se ligada a outros monossacarídeos Palha, sabugo de milho Utilizado para produzir xilitol

Oligossacarídeos: monossacarídeos unidos por ligações hemiacetálicas = ligações glicosídicas Dissacarídeos: dois monossacarídeos Classificação dos dissacarídeos: redutor ou não redutor

Dissacarídeos mais frequentemente encontrados Maltose (glicose+glicose) Açúcar do malte Obtido pela digestão do amido Importante na fabricação de cervejas OVOMALTINE, cereais matinais

Dissacarídeos mais frequentemente encontrados Lactose (glicose+galactose) Açúcar do leite Menos doce que a sacarose hidrolisado pela lactase em humanos Importante tecnologicamente: produtos lácteos e de panificação (Maillard, absorve aromas e corantes)

Dissacarídeos mais frequentemente encontrados Sacarose (glicose+frutose) Açúcar da cana Todas as plantas (fotossíntese) não redutor Importante na produção de caramelo Hidrolisada pela invertase

Formação de 50% de D-glicose + 50% de D-frutose Dissacarídeos mais frequentemente encontrados Inversão da sacarose Hidrólise da sacarose Formação de 50% de D-glicose + 50% de D-frutose AÇÚCAR INVERTIDO

Dissacarídeos redutores

Dissacarídeo não redutor A sacarose não é redutor porque os grupos redutores da glicose e da frutose estão na ligação, ou seja, a sacarose não tem o grupo redutor livre.

Os açúcares redutores: Facilmente solúveis em água; Reduzem soluções alcalinas de Cu+2 a Cu+ (Reagente Fehling) e Ag+2 a Ag+ (Reagente Tollens)

Componentes majoritários do mel

Trissacarídeos: três monossacarídeos Rafinose: galactose+glicose+frutose Encontrada em grande quantidade no melaço de cana Pode ser hidrolisada pelas enzimas maltase e -glicosidase, dando galactose e sacarose

Tetrassacarídeos: quatro monossacarídeos Estaquiose: galactose+galactose+glicose+frutose São pouco frequentes em alimentos Encontrada em leguminosas como soja e tremoço Não é hidrolisada no aparelho digestivo

Reações químicas de carboidratos – Reações de escurecimento  As reações que provocam escurecimento dos alimentos podem ser oxidativas ou não oxidativas Escurecimento oxidativo (ou enzimático): reação entre o oxigênio e um substrato fenólico catalisado pela enzima polifenoloxidase e NÃO ENVOLVE CARBOIDRATOS

Reações químicas de carboidratos – Reações de escurecimento  As reações que provocam escurecimento dos alimentos podem ser oxidativas ou não oxidativas Escurecimento não oxidativo (ou não enzimático): envolve o fenômeno de caramelização e/ou a interação de proteínas ou aminas com carboidratos (reação de Maillard)

Requerimento de oxigênio Tabela. Mecanismos das reações de escurecimento Mecanismo Requerimento de oxigênio Requerimento de NH2 pH ótimo Produto final Maillard Não Sim >7,0 Melanoidinas Caramelização 3,0 a 9,0 Caramelo Oxidação de ácido ascórbico Entre 3,0 e 5,0

Caramelização e Reação de Maillard

Reação de caramelização Aquecimento de carboidratos O aquecimento provoca a quebra das ligações glicosídicas, abertura do anel hemiacetálico, formação de novas ligações glicosídicas; Resultado: polímeros insaturados – os caramelos - CORANTE

Reação de caramelização Essa reação é facilitada por quantias pequenas de ácidos e sais PORÉM: Sua velocidade é maior em meios ALCALINOS

Reação de caramelização A utilização de diferentes catalisadores permite a obtenção de corantes específicos de caramelo Na indústria de alimentos são empregados: xarope de glicose ou de sacarose sais de amônio – resulta em caramelos mais escuros H2SO4 com  grau de pureza e AQUECIMENTO

Reação de caramelização A sacarose é usada para produção de AROMA e CORANTES de caramelo via reação de caramelização Produtos usados em alimentos e bebidas, ex. refrigerante tipo “cola” e cervejas

Reação de caramelização Caramelo – corante marrom Agente flavorizante (limitações) Caramelização sem catalisador a 200-240ºC: caramelos com baixa intensidade de cor, + úteis como flavorizantes do que corantes Caramelização com uso de catalisadores necessita de Tº mais baixas (130-200ºC): caramelos com alta intensidade de cor, usados como corantes.

Cheiro e gosto de produtos isolados na formação de caramelo Composto Cheiro Gosto Aldeído fórmico Ardido ________ Ácido fórmico Ácido Furano Etéreo _______ HMF --------- Amargo 2-Furaldeído pão Doce

10g sacarose + 20 mL de água destilada Béquer 1 10g sacarose + 20 mL de água destilada Não aquecer Béquer 2 Aquecer. Béquer 3 10g sacarose + 20 mL de HCl Béquer 4 10g sacarose + 20 mL de NaOH

Reação de Maillard na maioria das vezes é DESEJÁVEL! indesejável em: leite em pó, ovos e derivados desidratados; pode resultar na perda de nutrientes - aminoácidos (lisina) A reação ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos e compreende 3 fases: inicial, intermediária e final. resultado da reação: melanoidinas (marrom claro até preto) PM, escuro

Reação de Maillard – fase inicial

Reação de Maillard – fase intermediária

Reação de Maillard – fase final

10 g de leite em pó+ 5 g de SACAROSE + água + aquecimento 10 g de leite em pó+ 5 g de GLICOSE + água + aquecimento