Revisão carboidratos

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Revisão - Carboidratos
Qual a importância dos carboidratos?
R: Fornecimento de energia .Depósito de energia vegetais). Componente estrutural de muitos organismos (parede celular: bactérias, exoesqueleto: insetos e celulose fibrosa das plantas ou de sustentação) . Componentes da membrana celular (glicolipídios e glicoproteínas.
Como se classificam os carboidratos?
R: Quanto ao número de unidades de poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas: - Monossacarídeos (carboidratos formados por uma única unidade) - glicose, galactose, frutose.
Oligossacarídeos (pequenas cadeias de até dez monossacarídeos) - sacarose, maltose, lactose 
 Polissacarídeos (Longas cadeia contendo até centenas ou milhares de monossacarídeos) - amido, glicogênio.
Conceitue a ligação hemiacetal e hemicetal. Em que situação ela acontece?
R: Na forma cíclica = Ligação entre o aldeído e o álcool (formação de hemiacetal) ou ligação entre a cetona e o aldeído (formação de um hemicetal)
Explique o processo de anômeria a e b que ocorre nos carboidratos.
R: Diferente arranjo do grupo hidroxila e do átomo de carbono 1 (C1) - carbono anomérico • Quando um dos anômeros é dissolvido em água, a outra forma logo aparece • Mutarrotação = conversão entre os anômeros alfa e beta através da forma aberta da molécula (↔) • Formas alfa e beta existem em equilíbrio 
Qual a diferença entre os isômeros enantiômeros e epímeros?
R: Isômeros: compostos diferentes com mesma fórmula molecular - Enantiômeros: isômeros ópticos: moléculas diferentes que se comportam como objeto e imagem uma da outra.
Epímeros: mesma formula estrutural, porém diferente configuração espacial
Explique sobre o poder redutor apresentado por alguns carboidratos. Cite exemplos.
R: É a capacidade que a hidroxila anomérica tem de ceder seu elétron. A hidroxila anomérica confere poder redutor aos monossacarídeos .Todos monossacarídeos são redutores.
Explique as seguintes reações químicas que ocorre nos carboidratos: hidrólise, mutarrotação, enolização, desidratação, reação de Maillard e caramelização. Explique as vantagens e desvantagens.
Hidrólise: nas quais oligossacarídeos e polissacarídeos são hidrolizados, ácida ou enzimaticamente, a monossacarídeos; por hidrólise também é possível obter açúcar invertido (glicose + frutose) pela inversão química ou enzimática da sacarose.
Mutarrotação: interconversão dos anômeros ( e (.
Enolização: Monossacarídeos dissolvidos em base aquosa sofrem isomerizarão para uma série de tautomerizações (reordenação da posição de átomos) • Uma solução de D-glucose contendo hidróxido de cálcio formará vários produtos, incluindo D-fructose e D-manose .
Desidratação: eliminação de moléculas de água.
Reação de Maillard: é uma reação de escurecimento não enzimático, caracterizada pela junção do grupo carbonila dos açúcares redutores com o grupo amínico dos aminoácidos de proteínas ou peptídios. 
Reação de caramelização: Conjunto de reações complexas provenientes do aquecimento e degradação da sacarose e de outros açúcares na ausência de compostos nitrogenados . O aquecimento (termólise) provoca reações de desidratação dos açúcares, introdução de ligações duplas e formação de anéis insaturados com cor de caramelo (melanoidinas) Velocidade de formação depende: pH (maior em pH alcalino), temperatura e da estrutura do polímero.
Vantagens;
Formação de aromas: glicose + (arginina: pipoca, valina: chocolate, lisina: pão) • Formação de flavour: glicose + (histidina: manteiga, ácido glutâmico+ácido cítrico: mel) • - Proporciona a cor: produtos de confeitaria, chocolate, assados 
Desvantagens:
• Perda do valor nutritivo (destruição dos aminoácidos essenciais, perda de ácido ascórbico e vitamina K) • Produção de substâncias tóxicas – premelanoidinas – que podem contribuir para a formação de nitrosaminas (caráter mutagênico) 
Quais fatores afetam a velocidade da reação de Maillard?
R: Temperatura: Reação lenta a baixas temperatura. Em altas temperaturas (40-70°C), a cada aumento de 10°C duplica-se a velocidade da reação.
 pH : Velocidade da reação é máxima em pH próximo da neutralidade (pH 6-7). Em pH ácido: retarda e em pH alcalino: degradação dos carboidratos independente da presença de aminoácidos.
Aw : Quando aw>0,9, há diminuição da velocidade de reação (reagentes diluídos) e quando abaixo de 0,20,25 (falta de solvente) 
 Natureza do carboidrato: maior velocidade da reação na seguinte ordem: monossacarídeos, dissacarídeos (pentoses e hexoses) - depende da quantidade de forma acíclica que cada açúcar possui em solução.
Catalisadores: Reação acelerada em presença de ânions fosfato e citrato (encontrado em todos os alimentos),acetato eÍons de cobre (Cu+2) .
 Inibição da reação: uso de açúcares não redutores como a sacarose, redução de aw ou aumento através de diluição, remoção do açúcar redutor por enzimas, adição de SO2 que bloqueia a reação da carbonila dos carboidratos com o grupo amina dos aminoácidos 
Explique as seguintes propriedades funcionais dos carboidratos nos alimentos: solubilidade, higroscopicidade, umectância, texturização e doçura.
R: Solubilidade: em água variável em função da estrutura do carboidrato e temperatura.
Higroscopicidade: Devido a capacidade de se ligarem a água por meio de suas hidroxilas, os carboidratos absorvem água do ar atmosférico - A alta higroscopicidade da frutose é responsável pela característica de pegajosidade em alimentos ricos nesse açúcar .Pode causar empedramento.
Umectância: Habilidade de ligar-se à água e assim controlar a atividade de água dos alimentos - Controle de contaminação microbiológica e aumento de vida de prateleira - Uso na produção de doces, geléias - Sacarose e o açúcar invertido.
Texturização: os efeitos estruturais dependem de seu estado físico e das suas interações com a água - Os açúcares podem formar soluções supersaturadas, conferindo consistência de sólido e transparência ou cristalizar.
Doçura: é uma das propriedades funcionais mais reconhecidas e mais agradáveis - O poder edulcorante do açúcar não se deve à sua concentração - a intensidade do sabor doce é mensurada mediante um substância de referência (sacarose) - Com o aumento da extensão da cadeia de polissacarídeos, a intensidade do sabor doce diminui.
Como podem ser classificados os polissacarídeos quanto a presença de monossacarídeos?
R: Homopolissacarídeo: amilose, amilopectina, glicogênio, celulose. Heterossacarídeo: ácido hialurônico, gomas, mucilagens e pectina.
Explique a constituição química do amido e dê exemplo de fontes alimentares.
R: Polissacarídeos Amido: É a fonte de reserva mais importante dos vegetais, podendo ser encontrado em várias fontes alimentares O amido é uma mistura de dois polissacarídeos: - Amilose: um polímero de glicose de cadeia não ramificada (10-20%) - Amilopectina: um polímero de glicose altamente ramificado (80-90%).
Oligossacarídeos Amido: Amilose: Formada por uma cadeia linear de unidades de α-D-glicopiranoses unidas por ligações glicosídicas α (1,4) - α -amilase • 350 a 1000 unidades de glicose
Amilopectina: Estrutura ramificada, constituída por cadeias de 20 a 25 unidades de α–D-glicose unidas por ligação α (1,4). Essas cadeias estão unidas entre si por ligações glicosídicas α-1,6. • 10 a 500 mil unidades de glicose.
Exemplo de fontes alimentares:
Batata, Milho, Batata-doce, Arroz, Milho e Trigo.
Explique detalhadamente o processo de gelatinização do amido, assim como o processo de retrogradação e sinerese.
Gelatinização do amido: Amido é insolúvel em água fria – absorve até 30% do seu peso, com pequeno aumento do volume dos grãos . Com o aquecimentos, as moléculas do amido começam a vibrar mais intensamente, quebram-se as pontes de hidrogênio intermoleculares, permitindo que a água penetre nas zonas cristalinas. Biorrefringência desaparece e o amido se torna transparente.
Durante a gelatinização, o grão incha muito, e a viscosidade da suspensão aumenta, formando uma pasta .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.
Aquecimento prolongado (>100°C, além da temperatura de gelatinização) = destruição dos grânulos, moléculas livres hidratadas • Fatores que afetam a formação e característica do gel: natureza do amido, concentração, pH e presença de sais, proteínas e açúcares.
Retrogradação e sinérese: Ao se formar o gel, as moléculas de amilose poderão se aproximar suficientemente para formar as zonas cristalinas – como as destruídas no processo de formação de gel. Ocorre diminuição de volume e expulsão da água ligada às moléculas = sinerese . O amido, retrogradando-se, torna-se insolúvel em água . Processo irreversível para a amilose. Usos: Filmes de amido para revestimento de alimentos
Qual o objetivo de se modificar o amido nativo? Explique diferentes tipos de amidos abordados em sala.
R: A produção de amidos modificados é uma alternativa que vem sendo desenvolvida há algum tempo com o objetivo de superar uma ou mais limitações dos amidos nativos, e assim, aumentar a utilidade deste polímero nas aplicações industriais. Processo genético (mais amilopectina), físico, químico ou enzimático. Usos: - Características de cozimento (gomificação) - Diminuir a retrogradação e a tendência das pastas em formarem géis - Aumentar a estabilidade das pastas ao resfriamento e descongelamento - Aumentar a transparência das pastas ou géis e a adesividade - Melhorar a textura e a formação de filmes - Adicionar grupamentos hidrofóbicos e introduzir poder emulsificante.
 Dextrinação: tratamento do amido com ácidos fortes (HCl) e/ou temperaturas para hidrólise e produção de amidos com reduzido peso molecular (dextrinas) - Pode ser realizado com tampão fosfato.
 Normalmente as dextrinas são secas para que sejam mais fáceis de manusear e transportar. Como são solúveis em água, é muito fácil transformá-las novamente em uma solução líquida. 
Produtos cárneos - Adesividade e melhora da coloração dos produtos empanados e fritos - uniformidade e crocância .Produtos de confeitaria - Espessantes, são solúveis a frio e não interferem no sabor do produto final. Uso em drageamento forma filme.
 Lácteos - Espessantes, substitutos de gordura, solúveis a frio e não interferem no sabor do produto final.
Amidos oxidados: baseia-se numa reação com aquecimento de suspensão aquosa de amido em uma solução oxidante. Essa oxidação origina uma pasta branca, fluida e adesiva, que não forma gel rígido após o resfriamento, conservando, para tanto, sua fluidez e natureza adesiva • hipoclorito de sódio e de cálcio, o persulfato de amônio, o permanganato de potássio etc .Usos em temperos para salada, cobertura e alimentos infantis.
Amidos com ligações cruzadas: Ligações cruzadas nos amidos podem ser consideradas como “pontos de solda” no grânulo em posições aleatórias, reforçando pontes de hidrogênio e inibindo o intumescimento do grânulo - Fosfato e o ácido adípico - Controle da textura, além de conferir tolerância ao aquecimento, acidez e agitação mecânica. Menor retrogradação e sinerese - Usos em molhos ácidos e alimentos infantis e esterilizados. Produtos de confeitaria - Consistência, crocância - Estável a sistemas ácidos, com aquecimento, com cisalhamento, com oscilação de temperatura - Estável a ciclos de congelamento-descongelamento e estocagem em baixas temperaturas • Produtos lácteos - Alta viscosidade, confere brilho, consistência - Sinérese reduzida - Textura cremosa e/ou suave - + funções dos produtos de confeitaria.
Amidos eterificados e esterificados: São os amidos que sofrem reações típicas de alcoóis, como esterificação e eterificação - Estes amidos apresentam resistência a ciclos de congelamento/descongelamento e também propriedades sensoriais diferenciadas, como textura macia, cremosidade e uma pasta mais clara - Usos em bolos, pudins instantâneos, recheios, coberturas e em alimentos congelados.
Amido pré-gelatinizado: O amido após gelatinizado (pasta de amido) é seco e pulverizado, resultando em um produto altamente dispersável em água fria e formar géis sem aquecimento - Estes amidos conferem viscosidade aos produtos sem a necessidade de cozimento ou altas temperaturas, o que significa que o fabricante do alimento não precisa pré-cozinhar o amido - Vantagens: solúvel em água fria e fácil e rápida reidratação. Bebidas, Lactéos e produtos de confeitaria - Conferem consistência , estabilidade para produtos que são armazenados em temperaturas baixas 
Cárneos - Promovem corpo ao produto final sem a necessidade de cozimento. 
Qual a diferença entre a estrutura do amido e do glicogênio?
R: Glicogênio possui estrutura semelhante à da amilopectina do amido. As moléculas de glicogênio são maiores, de maior peso molecular e mais compactas que as do amido. Encontrado no fígado (ate 7% do peso úmido) e tecido muscular energético.
Qual a importância da celulose? Porque este homopolissacarídeo não é digerido?
R: É o principal componente de sustentação das estruturas vegetais.É um homopolissacarídeo formado por cadeias retilíneas de anidro D-glicose unidas em β-1,4, ou seja, contém unidades do dissacarídeos celobiose • Não é digerida pelo homem – estimula o peristaltismo normal do trato intestinal e formação do bolo fecal.
Qual a vantagem de se utilizar os derivados sintéticos na celulose?
R: Produz afastamento das cadeias e permite mais facilmente a penetração de 
água conferindo solubilidade em água fria - Viscosidade, variavelmente, estável em pH entre 3-11.
Qual o principal uso de pectina? Quais os dois tipos que existem? 
R: É o polissacarídeo que, junto com a celulose e hemicelulose formam a protopectina = material estrutural das paredes celulares dos vegetais.Com o envelhecimento = pectina liberada enzimaticamente. Pectina = formada por cadeias lineares de ácido Dgalacturônico unidas em α-1,4.
Pectina de alto teor de grupos metoxílicos (ATM) - > 50% dos grupos carboxílicos esterificados – pH 2-3,8 • Pectina com baixo teor de grupos metoxílicos (BTM).
As gomas podem ser obtidas de que fontes? E quais as principais funções destes carboidratos nos alimentos? 
R: Polissacarídeo de cadeia longa, solúveis, ou seus derivados que obtidos de plantas ou por microorganismos, ao dispersar-se em água fria ou quente, produzem soluções ou misturas viscosas • gomas extraídas de sementes, gomas extraídas de exudados de árvores, extratos de alga marinha, gomas produzidas por micro-organismos • Funções no processamento de alimentos: emulsificantes, estabilizantes e espessantes.