Carboidratos: Composição e Funções

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CARBOIDRATOS
Instrutora: Ana Paula Sampaio
Outras denominações:
 - Hidratos de carbono
 - Glicídios, glucídios ou glicídio
 - Açúcares.
Ocorrência e funções gerais:
 São amplamente distribuídos nas plantas e nos animais, onde desempenham funções estruturais e metabólicas.
 Conhecidos como açúcar ou sacarídeo, originária do Latim saccharum e do Grego sakcharon. 
É o combustível preferencial para a contração muscular esquelética, sua depleção repercute em queda do desempenho.
Introdução
Fonte primária de energia para o organismo, pois rapidamente fornecem “combustível” para o nosso organismo.
	Exemplo: pensar, falar, praticar exercícios, correr, estudar, lavar roupa.
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Composição
São formados por C, H, O.
O carboidrato é a única fonte de energia aceita pelo cérebro, importante para o bom funcionamento do sistema nervoso.
Carboidratos
Fonte primária de energia para o organismo, pois rapidamente fornecem “combustível” para o nosso organismo.
	Exemplo: pensar, falar, praticar exercícios, correr, estudar, lavar roupa.
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Carboidratos
Amido, GLICOGÊNIO
CARBOIDRATOS
Polissacarídos
Armazenamento dos carboidratos
 Vegetais AMIDO
 Animais GLICOGÊNIO
Fígado 
Músculos 
Monossacarídeos
Açúcares Fundamentais (não necessitam de qualquer alteração para serem absorvidos)
Propriedades:
solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos
brancos e cristalinos
maioria com saber doce
estão ligados à produção energética.
Classificação 
(quanto ao número de monômeros)
O nome genérico do monossacarídeo é dado baseado no número de carbonos mais a terminação “ose”.
03 carbonos – trioses
04 carbonos – tetroses
05 carbonos – pentoses
06 carbonos – hexoses
07 carbonos – heptoses 
Monossacarídeos
MONOSSACARÍDEO
FUNÇÃO
RIBOSE
(PENTOSE)
ESTRUTURAL (RNA)
DESOXIRRIBOSE (PENTOSE)
ESTRUTURAL (DNA)
GLICOSE
(HEXOSE)
ENERGIA
FRUTOSE
(HEXOSE)
ENERGIA
GALACTOSE
(HEXOSE)
ENERGIA
Funções dos carboidratos
Fonte de energia
Estrutural
Reserva de Energia
Matéria prima para biossíntese
de outras biomoléculas
Glicose ou dextrose: é a forma de açúcar que circula no sangue e se oxida para fornecer energia. No metabolismo humano, todos os tipos de açúcar se transformam em glicose. É encontrada no milho, na uva e em outras frutas e vegetais.
Frutose ou Levulose: é o açúcar das frutas.
Galactose: faz parte da lactose , o açúcar do leite.
Os mais importantes
Carboidratos
CARBOIDRATOS SIMPLES: 
Glicose: nos amimais a glicose é a principal forma de transporte de carboidratos na corrente sanguínea
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CARBOIDRATOS
Frutose: - É o mais doce de todos os monossacarídeos.
 - Conforme as frutas amadurecem, as enzimas clivam a sacarose em glicose e frutose, resultando em um paladar mais doce.
 
Carboidratos
: 
Frutose: a frutose livre é encontrada nas plantas. As fontes mais comuns são as frutas e o mel de abelhas. É um dos dois monossacarídeos que compões a sacarose .
Em termos calóricos, equivale á sacarose, porém, apresenta um poder adoçante cerca de duas vezes maior. Por este motivo, quando em substituição da sacarose, o consumo de frutose é menor.
São combinações de açúcares simples que, por hidrólise, formam duas moléculas de monossacarídeos, iguais ou diferentes.
Dissacarídeos
DISSACARÍDEO
COMPOSIÇÃO
FONTE
Maltose
Glicose + Glicose
Cereais
Sacarose
Glicose + Frutose
Cana-de-açúcar
Lactose
Glicose + Galactose
Leite
 - MALTOSE: Glicose + Glicose
(formada quando os grãos são maltados – 
mergulhados na água até germinarem, tal como 
na fabricação da cerveja e do uísque escocês 
a partir da cevada)
 	
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Ligação Glicosídica (maltose)
Carboidratos
CARBOIDRATOS SIMPLES: 
Sacarose : Dissacarídeo formado por glicose + frutose. Está amplamente distribuída em plantas , em especial na cana–de–açúcar e na beterraba açucareira.
É o dissacarídeo de maior importância, tanto pela quantidade como e freqüência quanto pela sua importância na alimentação humana 
 
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Carboidratos
→ Caramelização: caramelizar significa o douramento induzido pelo calor de um alimento que contenha açúcares. Carmelo é o produto escuro formado pelo aquecimento de açúcares .
Quando o açúcar de mesa ( sacarose ) é aquecido a cerca de 185º C, ele derrete em um líquido incolor. Se for aquecido ainda mais, fica amarelo, depois marrom-claro, e em uma rápida sucessão vai adquirindo tons cada vez mais escuros. Durante esse processo , ele ganha um sabor especial , suavemente amargo, cada vez mais acentuado.
 
Na preparação do caramelo, a temperatura não deve ser superior a 200ºC.
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Carboidratos Simples
Poder de Doçura dos Açúcares em relação àSacarose
AÇÚCAR DOÇURA
Frutose 140% a 180% tão doce
Lactose 20% a 30% tão doce
Glicose 70% tão doce
Maltose 30% a 60% tão doce
Açúcar invertido 130% tão doce
São açúcares complexos que têm mais de 10 moléculas de monossacarídeos
Os carboidratos deste grupo constituem-se de uma grande molécula formada por mais de dez, até milhares de unidades monossacarídeos 
 São conhecidos como açúcares complexos já que possuem lenta absorção pelo organismo e, portanto, não elevam a glicemia lentamente; essa propriedade faz com que esse carboidrato possa ser consumido por diabéticos, desde que não seja em doses excessivas.
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POLISSACARÍDEO
FUNÇÃO E FONTE
Glicogênio
Açúcar de reserva energética de animais e fungos
Amido
Açúcar de reserva energética de vegetais e algas
Celulose
Função estrutural. Compõe a parede celular das células vegetais e algas
Quitina
Função estrutural. Compõe a parede celular de fungos e o exoesqueleto de artrópodes
Ácido hialurônico
Função estrutural. Cimento celular em células animais
Amido: 
Principal fonte de reserva de carboidratos, encontra-se nos grãos dos cereais (milho, trigo, aveia, arroz etc), nas sementes das leguminosas, nas frutas, nas raízes e tubérculos (batatas, mandioca);
- O amido é constituído essencialmente por amilose e amilopectina
– Consiste na reserva glicídica dos vegetais.
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Carboidratos
CARBOIDRATOS COMPLEXOS.
 Maisena e araruta, são dois tipos de amidos considerados como puros.
A araruta é uma planta perene, cultivada por seus tubérculos subterrâneos.
O pó é usado para engrossar molhos, pudins, sobremesas. 
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 -Todo amido consiste em cadeias de moléculas individuais de açúcar chamado glicose.Porém, os grânulos contêm dois tipos de moléculas de amido , que se comportam de modo muito diferente umas das outras:
- o amido é essencialmente constituído por amilose a amilopectina.
A proporção destes polissacarídeos nas plantas é é controlada geneticamente,
As moléculas de AMILOSE são feitas cada qual de cerca de 500 a 2 mil unidades de glicose.Cada uma delas é essencialmente uma única cadeia extensa, com poucas ramificações também 
 longas.
CARBOIDRATOS COMPLEXOS
Carboidratos
 CARBOIDRATOS COMPLEXOS.
 
 Amilopectina: E um polímero formado por 
cadeias curtas de amilose, ligadas entre si de 
modo a formar uma estrutura ramificada.
Estas ramificações , conferem forma esférica à molécula.
 Estudos indicam que a amilose é melhor que a amilopectina para manter o nível sanguíneo normal de açúcar, através de uma mais baixo e contínua digestão e absorção ( importante para obesos e diabéticos)
Carboidratos
 CARBOIDRATOS COMPLEXOS.
 
 GELIFICAÇÃO: quando o amido é cozido em água seus grânulos absorvem moléculas de H2O, incham e em seguida amolecem à medida que a água vai separando as moléculas de amido umas das outras.
Esse amolecimento chama-se gelificação, ocorre numa faixa de temperatura que depende da semente e do amido, mas situa-se numa faixa entre 60 e 70º C. 
Obs: 
Celulose: Constitui a parede celular da célula vegetal. É resistente as enzimas digestiva do ser humano, podendo ser degradada pela ação das bactérias intestinais. Não sofre digestão e incorporando-se ao bolo fecal, estimula o peristaltismo intestinal;
É o principal componente estrutural das plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas. 
Consistem das chamadas fibras alimentares e ocorrem naturalmente nos produtos vegetais, alguns sendo fontes 
 delas, outros contendo apenas uma pequena quantidade;
Atualmente as fibras vem sendo adicionadas aos alimentos, mediante a comprovação de seu benefício para a saúde humana. 
-As fibras solúveis (pectina e gomas vegetais), vem sendo utilizadas como auxiliares em dietas para Diabetes Mellitus, com o intuito de reduzir a glicemia desses indivíduos
 
Apresenta cadeias individuais reunidas por pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica.
Os animais não possuem as enzimas celulases, que são encontradas em bactérias, incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins e animais de pasto, como gados e cavalos.
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Glicogênio: Chamado de amido animal, pois é a forma sob a qual a glicose se armazena no organismo humano, principalmente fígado e nos tecidos musculares;
O glicogênio é o principal polissacarídeo de reserva em animais, assim como o amido é o das plantas. Ele é um polímero formado por resíduos de glicose unidos por ligações glicosídicas. Estima-se que uma molécula de glicogênio contenha cerca de 60000 resíduos de glicose.
→ Onde o glicogênio é encontrado?
O glicogênio está presente em todas as células de um animal, sendo mais abundante em células do fígado e músculos estriados esqueléticos. No fígado, a quantidade de glicogênio após uma refeição rica em carboidrato chega a 6% do peso do órgão. Já nos músculos, essa reserva pode apresentar 0,7% do peso do tecido.
→ Quais são as funções do glicogênio?
O glicogênio atua como uma forma de armazenamento de açúcares. No fígado, a produção e a degradação do glicogênio são fundamentais para suprir as necessidades do organismo, garantindo a manutenção da glicemia entre as refeições. O glicogênio no fígado funciona como uma reserva de glicose, que, sempre que necessário, é utilizada e levada também para outros órgãos.
No músculo, os processos de síntese e degradação são realizados apenas para suprir as necessidades desse tecido. O músculo utiliza essa reserva quando é muito utilizado, como durante uma corrida.
→ Síntese e degradação de glicogênio
A glicogênese é o nome do processo no qual se forma uma molécula de glicogênio a partir de moléculas mais simples. Ela ocorre quando os níveis de energia e suprimentos de glicose estão elevados.
Na glicogênese, ocorre a transferência de resíduos de glicose, que se ligam em grupos hidroxila livres presentes nos resíduos de glicose que são encontrados nas porções mais periféricas. A regulação da glicogênese ocorre essencialmente pelo glicogênio sintase.
A glicogenólise é o processo em que ocorre a degradação do glicogênio e acontece quando os níveis de energia e suprimentos de glicose estão baixos. O processo consiste na remoção dos resíduos de glicose terminal. A regulação da glicogenólise ocorre essencialmente pelo glicogênio fosforilase.
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Carboidratos
Glicogênio:
 Ele é um importante elo no metabolismo energético , pois ajuda a manter níveis de açúcar normais durantes períodos de jejum como o período do sono, e provoca combustível imediato para ações musculares.
A quantidade de Glicogênio armazenada depende
Exercício DIETA
Observação:
Após uma noite de sono os estoques de glicogênio hepático podem até zerar, como podem alcançar valores de 500 mmol/Kg depois de uma refeição rica em carboidrato.
O estresse crônico (sofrido pelo animal mal manejado na propriedade)
DFD (dark, firm e dry) escura, dura e ressecada. 
O estresse prolongado vai exaurir as reservas de glicogênio e de ácido lático no músculo
 A carne resultante desse processo terá o pH elevado (pH > 5,8), será escura e com uma alta capacidade de retenção de água.
 Esse pH elevado diminui a vida útil de prateleira da carne. 
Carnes DFD (dark, firm e dry)
Carnes DFD (dark, firm e dry)
Já o estresse no pré-abate vai acelerar a glicólise e aumentar a produção de ácido lático.
O acúmulo de ácido lático e a consequente queda do pH no músculo causará a desnaturação das proteínas
Perda na capacidade de retenção de água da carne, com perda de líquido.
 A carne de um bovino mal manejado no pré-bate ficará pálida, mole e exsudativa (liberando água).
Carnes PSE (pale, soft, exsudatives)
Carnes PSE (pale, soft, exsudatives)
Polissacarídeos estruturais
Celulose e Quitina
As plantas possuem paredes celulares rígidas compostas por celulose;
Celulose polímero linear de até 15 mil resíduos de 
glicose ligados por ligações glicosídicas β(1" 4)
• Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose o monômero é ß-D-glicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- ß-D-glicosamina;
• Possui papel estrutural e apresenta boa resistência mecânica.
Quitina
Celulose
É o principal componente estrutural das plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas. 
 
Apresenta cadeias individuais reunidas por pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica.
Os animais não possuem as enzimas celulases, que são encontradas em bactérias, incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins e animais de pasto, como gados e cavalos.
Celulose
Funções Especiais dos Carboidratos no Tecido Corporal
1- Ação poupadora de energia: a presença de carboidratos suficientes para satisfazer a demanda energética impede que as proteínas sejam desviadas para essa proposta, permitindo que a maior proporção de proteína seja usada para função básica de construção de tecido. 
Funções Especiais dos Carboidratos no Tecido Corporal
Coração: o glicogênio é uma importante fonte emergencial de energia contrátil.
 Sistema Nervoso Central: O cérebro não armazena glicose e dessa maneira depende minuto a minuto de um suprimento de glicose sangüínea. Uma interrupção prolongada glicêmica pode causar danos irreversíveis ao cérebro.
A saliva contém uma enzima que hidrolisa o amido: a amilase salivar (ptialina), secretada pelas glândulas parótidas. 
A amilase salivar consegue hidrolisar apenas 3 a 5 % do total, pois age em um curto período de tempo, liberando dextrinas 
 (forma de maltose e isomaltose).
Digestão: boca
A amilase salivar é rapidamente inativada em pH 4,0 ou mais baixo, de modo que a digestão do amido iniciada na boca, cessa rapidamente no meio ácido do estômago.
Digestão: estômago
Duodeno: A amilase pancreática é capaz de realizar à digestão completa do amido, transformando-o em maltose e dextrina.
Intestino Delgado: Temos a ação das dissacaridases ( enzimas que hidrolisam os dissacarídeos), que estão na borda das células intestinais.
Digestão: intestino
Na rapadura encontramos 90% de carboidratos. Sendo 80% de sacarose. 
Os carboidratos da nossa dieta são oriundos de alimentos de origem vegetal. A exceção é a lactose, proveniente do leite e seus derivados.
Mais da metade do carbono orgânico do planeta está armazenado em apenas duas moléculas de carboidratos: amido e celulose.
Curiosidades
Necessidades de Carboidratos
50% a 60% das calorias totais devem ser derivadas dos carboidratos
1 g de carboidrato fornece 4 Kcal
1 g de glicose fornece 3,41 Kcal
Necessidade mínima de carboidrato: 1mg/Kg/dia
Necessidades de Carboidratos
Carboidratos 
Hiperglicemia
Glicosúria
Síntese e armazenamento de gordura, proteínas e glicogênio 
Carboidratos 
Consumo glicogênio da reserva
Consumo Triglicerídeos tecido adiposo
Consumo de proteínas
A falta de carboidratos
no organismo manifesta-se por sintomas de fraqueza, tremores, mãos frias, nervosismo e tonturas, o que pode levar até ao desmaio. É o que acontece no jejum prolongado. A carência leva o organismo a utilizar-se das gorduras e reservas do tecido adiposo para fornecimento de energia, o que provoca emagrecimento.
Carência
Fonte:www.infoescola.com/doencas/desnutricao/
Fonte:www.corposaun.com/taxa-de-desnutricao-infantil-reduz/9527/
Excesso
Carboidratos
Os carboidratos são as mais abundantes moléculas orgânicas na natureza e são primariamente moléculas que reservam energia na maioria dos organismos vivos.
?
Mais da metade de todo o carbono orgânico do planeta Terra está armazenado em somente duas moléculas de carboidratos – amido e celulose.
Curiosidade
Tipos de Carboidratos
Monossacarídeos: são açúcares simples como a ribose, a glicose e a frutose, consistem em apenas uma molécula de açúcar.
Dissacarídeos: são formados por dois açúcares, ou seja, contém duas “oses” interligadas covalentemente. Exemplos conhecidos são a lactose, a maltose e a sacarose. 
Polissacarídeos: são formados por muitos açúcares, contêm muitas subunidades ligadas entre si.
Celulose
Glicogênio
Amido
O Amido
O amido é o polissacarídeo primário de armazenamento das plantas e consiste em cadeias de moléculas de glicose.
Talvez devido a sua natureza espiralada, as moléculas de amido tendem a se agregar em grãos.
Amido numa celula de armazenamento da batata
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O amido ocorre em duas formas:
Amilose
Amilopectina
Uma única molécula de amilose pode conter 1.000 ou mais monômeros de glicose, numa longa cadeia, não ramificada, que se enrola, formando uma espiral uniforme.
Uma molécula de amilopectina pode conter de 1.000 a 6.000 ou mais monômeros de glicose. Cadeias curtas divergem da cadeia principal, formando ramificações.
Complexo Iodo-Amido
Amilose
Iodo
Amilopectina
Iodo
O aprisionamento do iodo dá-se no interior da hélice formada pela amilose. Como a amilopectina não apresenta estrutura helicoidal, devido às ramificações, a interação com o iodo será menor, e a coloração menos intensa. 
Diminuição do amido em bananas maduras: um experimento simples para discutir ligações químicas e forças intermoleculares. Gilmara Liliane Ferreira1* (FM), Valéria Cristina da Costa2 (PG), Maria Helena Araujo2 (PQ)
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Diminuição do amido em bananas maduras: um experimento simples para discutir ligações químicas e forças intermoleculares. Gilmara Liliane Ferreira1* (FM), Valéria Cristina da Costa2 (PG), Maria Helena Araujo2 (PQ)
Diminuição do amido em bananas maduras: um experimento simples para discutir ligações químicas e forças intermoleculares. Gilmara Liliane Ferreira1* (FM), Valéria Cristina da Costa2 (PG), Maria Helena Araujo2 (PQ)
(Unifor-CE) As fibras musculares estriadas armazenam um carboidrato a partir do qual se obtém energia para a contração. Essa substância de reserva se encontra na forma de:
a)      Amido;
b)      Glicose;
c)       Maltose;
d)      Sacarose;
e)      Glicogênio
(Uerj) O papel comum é formado, basicamente, pelo polissacarídeo mais abundante no planeta. Este carboidrato, nas células vegetais, tem a seguinte função:
a)      Revestir as organelas.
b)      Formar a membrana plasmática.
c)       Compor a estrutura da parede celular.
d)      Acumular reserva energética no hialoplasma
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Marque a alternativa que contém apenas monossacarídeos.
a)      Maltose e glicose.
b)      Sacarose e frutose.
c)       Glicose e galactose.
d)      Lactose e glicose.
e)      Frutose e lactose