Aula_04 _Carboidratos

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Profa. Isabelle Paes Leme 
Composição de Alimentos
Carboidratos: 
Estrutura e reações
químicas
• Carboidratos ou hidratos de carbono (fórmula geral CH2O)
• Fonte energia - 4kcal/g
• Moléculas complexas de grupos funcionais de aldeídos ou cetonas
• Sacarídeo = do grego, sakcharon (açúcar)
• Classes principais (determinadas pelo número de ligações glicosídicas):
Estrutura dos carboidratos
Monossacarídeos Dissacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos
• Unidades básicas formadoras 
de carboidratos (não podem 
ser hidrolisados a outros 
menores)
• Podem ser assim absorvidos 
pelos nossos enterócitos
• Frutose, glicose e galactose
Monossacarídeos
(Penha, 2017)
• Moléculas que apresentam dois monossacarídeos unidos pela ligação glicosídica
• Ex.: Sacarose, lactose, maltose
Dissacarídeos (2 moléculas)
(Penha, 2017)
• Monossacarídeos e dissacarídeos - propriedades importantes para o preparo de 
alimentos
• Modificações estruturais - armazenamento e frente a mudanças de temperaturas
Monossacarídeos e dissacarídeos:
Sacarose - dissacarídeo 
(glicose + frutose) -
frutas, vegetais, cana-de-
açúcar, beterraba e no 
mel
Glicose - obtida pela 
hidrólise do amido 
(menos doce e menos 
solúvel em água)
Maltose - dissacarídeo 
(glicose + glicose): Milho 
e cevada (germinação 
natural da cevada)
Lactose - dissacarídeo 
(glicose + galactose): 
menos solúvel que os 
outros açúcares e menos 
doce que a glicose
• Moléculas formadas por 3 a 10 moléculas de monossacarídeos unidas por 
ligações glicosídicas
• Geralmente são carboidratos não digeríveis (fermentados pela microbiota 
intestinal, produzindo gases)
• Exemplos: Rafinose, verbascose, estaquiose
Oligossacarídeos (3 a 10 moléculas)
(Penha, 2017)
• Derivados da sacarose - galactose em sua composição: a rafinose e a estaquiose
• Presentes em sementes de leguminosas
• Microorganismos - fermentação dos oligossacarídeos (produção de hidrogênio e
• gás carbônico)
Oligossacarídeos (3 a 10 moléculas)
(Penha, 2017)
Moléculas mais complexas, formadas por mais de 10 monossacarídeos
• Ex.: Amido, glicogênio, celulose e quitina
• Funções principais: Armazenar energia e estruturação de tecidos
•Amido (amilose + amilopectina) – Reserva energética de vegetais, cereais e 
leguminosas
• Glicogênio – Reserva energética das células animais
• Em grande parte das vezes – Moléculas estruturais não digeríveis
•Amido glicogênio - Ambos são formados exclusivamente por moléculas de 
glicose unidas por ligações α-1,4 e ramificadas por ligações α-1,6
(Penha, 2017)
Polissacarídeos (Mais de 10 moléculas)
• Amido - molécula de polissacarídeo que tem função de reserva energética em 
tecidos vegetais
• É formado por dois polímeros de glicose: amilose (essencialmente linear) e a 
amilopectina (ramificada)
• Insolúvel em temperatura ambiente (força coletiva das interações: ponte de 
hidrogênio que mantém unidas as cadeias de amilose e amilopectina)
(Penha, 2017)
Polissacarídeos – Amido
• Se a temperatura aumenta: Moléculas começam a assimilar a água
• Ponto de gelatinização (55 °C a 70 °C) mas pode variar (origem do amido)
• Gelatinização - grânulo de amido vai perdendo a cristalinidade, tornando-se 
amorfo (grânulos inchados e desorganizados)
• Aumento da viscosidade da solução
• Moléculas de amilose saem dos grânulos (contribuindo para a viscosidade)
• Formação de gel
(Penha, 2017)
Polissacarídeos –Amido
• Aquecimento mantido (com a agitação do meio):
• Viscosidade começa a decair devido à deformação dos grânulos
• Resfriamento:
• Viscosidade aumenta novamente (interações do tipo pontes de hidrogênio são 
restabelecidas entre a amilose e amilopectina)
• Consistência de gel
• Ao contrário da gelatinização (ao passar do tempo)...
• Moléculas de amilose se associam e cristalizam eficazmente, fenômeno esse 
conhecido como retrogradação
(Penha, 2017)
Polissacarídeos –Amido
• Retrogradação - faz as soluções diluídas de amido perderem a viscosidade e pastas 
concentradas e géis ficam "borrachentas”
• Exsudação de água - SINERESE
• Amido - agente espessante de molhos alimentícios, recheios
• Congelamento - amilose sofre retrogradação rápida
• Formação de fase aquosa e desagregação do gel
(Penha, 2017)
Polissacarídeos –Amido
• Dextrinização do amido - Amido submetido ao calor seco
• Quebra das partículas de amido tornando-o mais solúvel, dificultando a formação 
de grumos, melhorando sua digestibilidade
• Ex.: alimentos infantis, farináceos, mingaus
• Amido modificado - passa por alterações de natureza química, física e enzimática, 
melhorando a viscosidade, textura e vida útil
• Melhor estabilidade durante o resfriamento e congelamento
• Utilizado como espessantes
• Amido resistente - Resistentes à digestão no intestino delgado (não são absorvidos)
• Considerados prebióticos
Polissacarídeos –Amido
• Alto peso molecular
• Mais de 10 monossacarídeos (ligações glicosídicas)
• Moléculas diversas classificadas de acordo com a estrutura química de suas cadeias
• Lineares ou ramificados
• Se há mais de um tipo de resíduo de monossacarídeo presente - homopolissacarídeos (resíduos 
iguais de monossacarídeos) ou heteropolissacarídeos (resíduos diferentes)
• Funções importantes nas plantas: estrutural e de reserva energética
• Função no tecido animal (carboidratos de alto peso molecular) – reserva energética (tecido 
hepático e muscular) e estrutura de esqueleto dos artrópodes e crustáceos (quitina)
Polissacarídeos (Mais de 10 moléculas)
(Penha, 2017)
• Monossacarídeos - classificados de acordo com o número de átomos de 
carbono que contêm:
• Se o grupo funcional for um aldeído - aldose
• Se o grupo funcional for uma cetona - cetose
• Podem se ligar por ligações glicosídicas, formando estruturas maiores 
(dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos)
• Ligações glicosídicas entre os monossacarídeos - denominadas pelo número dos
C que estabelecem essa ligação e segundo a posição do grupo hidroxila no 
carbono anômero do monossacarídeo envolvido na ligação, podendo ser do 
tipo alfa e beta
• Carbono anômero - se forma quando ocorre a cicilização dos 
monossacarídeos
Carboidratos
• Pouquíssimos (menos de 1%) dos monossacarídeos presentes na natureza 
encontram-se na forma de cadeia acíclica
• Predominantemente na forma cíclica - grupo aldeído ou cetona reagiu com o 
grupo álcool da mesma molécula
• Carbono anômero - molécula apresenta configurações alfa e beta
• Enzimas - capazes de distinguir entre essas estruturas e de utilizar uma 
delas preferencialmente
• Anômeros cíclicos alfa e beta de um monossacarídeo quando estão em 
equilíbrio numa solução podem ser espontaneamente interconvertidos,
processo esse chamado de mutarrotação
Carboidratos
• Moléculas de carboidratos - hidroxilas livres para reagir
• Monossacarídeos simples (e outras moléculas de carboidratos de baixo peso 
molecular) – grupos carbonilas disponíveis para reação
• Aldoses - facilmente oxidáveis
• Processo de oxidação do grupo aldeído de uma aldose ao sal do grupo 
carboxílico:
• Agente oxidante é reduzido - o açúcar reduz o agente oxidante
• Aldoses e cetoses (isomerizadas a aldoses) - açúcares redutores
• Exemplos: glicose e frutose
Carboidratos
Propriedades dos carboidratos
PODER EDULCORANTE
• Sacarose - açúcar padrão de 
poder edulcorante 100
• Açúcar invertido e frutose têm 
poder edulcorante superior a 
sacarose
• Glicose, lactose, galactose, 
maltose e xilose apresentam 
baixo poder edulcorante
SOLUBILIDADE
• Proporcional ao aumento da 
temperatura
• Classificação - mesma para 
poder edulcorante
• Frutose e açúcar invertido -
mais solúveis
• Lactose, galactose, maltose e 
glicose – menos solúveis
• Sacarose - carboidrato padrão
Propriedades dos carboidratos
ÁÇÚCAR INVERTIDO
• Aquecimento - na 
presença de ácidos ou de 
invertase, a sacarose pode 
sofrer o processo de 
inversão
• Produzindo quantidades 
equivalentes de frutose e 
glicose
CRISTALIZAÇÃO
• Mudança do estado físico 
das substâncias e aformação de cristais
• Textura, viscosidade e 
maciez às preparações
• Cristalização da sacarose -
soluções supersaturadas
• Inversamente 
proporcional à 
solubilidade (quanto mais 
solúvel, menos cristais 
serão formados)
PONTO DE FUSÃO
• A 160 °C a sacarose se 
funde, formando um 
líquido claro
• Temperatura aumenta -
caramelização 
(temperaturas próximas 
de 170 °C)
Reações importantes!!
Reação de Maillard (escurecimento não enzimático)
• "Sob determinadas condições, os açúcares redutores produzem 
pigmentos marrons que são desejáveis ou indesejáveis, mas 
importantes em alimentos."
• Aquecimento ou armazenamento - reações químicas entre os
açúcares redutores, principalmente glicose, e os grupamentos
aminas de aminoácidos
• Escurecimento não enzimático - diferente de um escurecimento
catalisado por enzimas
(DAMODARAN;PARKIN; FENNEMA, 2010).
Reações importantes!!
Reação de Maillard (escurecimento não enzimático)
• Importante para produtos de panificação, durante a fritura e grelha 
de alimentos (aldoses ou cetoses são aquecidas com aminas)
• Compostos de aroma e pigmentos que conferem sabores e 
coloração diferenciada (desejável ou indesejáveis)
• Desejável - panificação (crosta do pão), biscoitos e carnes 
grelhadas, leite, chocolate, doce de leite
• Café - substâncias de interesse pela reação de Maillard, que confere 
sabor amargo à bebida
(DAMODARAN;PARKIN; FENNEMA, 2010).
(PENHA, 2017)
Reações importantes!!
Caramelização
• "O aquecimento de carboidratos, em particular, de açúcares redutores e de 
sacarose, na ausência de compostos nitrogenados, promove um complexo grupo 
de reações envolvidas na caramelização"
• Caramelização - o carboidrato é aquecido isoladamente ou na presença de uma 
base, um ácido ou um sal, todos de grau alimentício (desidratação da molécula de 
açúcar com a formação de compostos de coloração marrom (melanoidinas))
• Caramelo produzido comercialmente - corante e aromatizante
• Carboidrato mais utilizado - sacarose
• Podem ser também utilizados: melados, xaropes de glicose, açúcar invertido e 
dextroses
(DAMODARAN;PARKIN; FENNEMA, 2010).
(PENHA, 2017)
(PENHA, 2017)
Fibras
dietéticas
• Componentes das fibras:
• Materiais de parede celular de plantas – Celulose, pectina, hemicelulose e 
etc.
• Bem como outros polissacarídeos não amiláceos e a lignina
• Fibras são moléculas não digeríveis pelas enzimas digestivas
• Podem ser metabolizadas pela microbiota intestinal
• Produção de ácidos graxos e cadeia curta - AGCC (acetato, butirato, 
proprionato) que são absorvidos pelos colonócitos e utilizados como 
fonte de energia e renovação celular – produção de gases
(Penha, 2017)
Fibras dietéticas
• Grupos – polissacarídeos não amido, oligossacarídeos, carboidratos análagos 
(amido e maltodextrina resistente), lignina, compostos associados à fibra 
alimentar (fenólicos, ptns de parede celular, oxalatos, fitatos, ceras)
• São classificadas em:
(Penha, 2017)
Fibras dietéticas
Fibras 
solúveis
Fibras 
insolúveis
• Facilmente fermentáveis no cólon
• Fermentação - Impactos sobre a velocidade do trânsito intestinal, pH do cólon 
e produção de subprodutos de importância fisiológica
• Absorvem água e formam géis viscosos
• Não digeridas – mas facilmente fermentadas pela microbiota do intestino 
grosso
• Ex. pectinas, gomas, betaglucanas, inulina e algumas hemiceluloses
Fibras solúveis
• Ação no aumento do volume do bolo fecal
• Limitada fermentação no cólon
• Não são solúveis em água – Não formam géis
• Ex.: lignina, celulose, e algumas hemiceluloses
Fibras insolúveis
• Maioria dos alimentos contêm fibras – constituídas de um terço de fibra solúvel 
e dois terços de fibra insolúvel
• Diferenças quanto a capacidade de retenção de água, viscosidade, fermentação, 
adsorção
• Responsáveis por implicações metabólicas (efeitos sistêmicos), bem como 
no trato gastrointestinal (efeito local)
• Fermentação – produção de gases e AGCC
• ↓ do pH intracelular e colônico – meio mais ácido ocasiona uma 
inibição do crescimento de micro-organismos patogênicos e a formação 
de produtos de degradação tóxicos
• Reduz a solubilidade dos ácidos biliares e facilita a absorção de Ca
Importância das fibras
• Recomendações atuais de ingestão – varia de acordo com gênero,
idade, consumo energético
• Ingestão de fibras diariamente – redução significativa dos níveis de
glicose, pressão arterial, lipídeos séricos, redução de doenças crônicas 
não transmissíveis – DCNT(diabetes, doença cardiovascular, câncer)
• Bernaud e Rodrigues (2013) – 30g/dia (variedade de alimentos fonte)
Importância das fibras
(Penha, 2017)
(Penha, 2017)
(Penha, 2017)