Aula 3 Carboidratos

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CARBOIDRATOS 
Msc. Denise Andrade da Silva 
Janeiro - 2015 
Aracaju - SE 
1 
INTRODUÇÃO 
 Biomoléculas orgânicas mais abundantes na 
natureza; 
 Também chamados hidratos de carbono, glicídios, 
ou mais comumente, açúcares. Os nomes 
carboidratos e hidratos de carbono explicam-se 
pelo fato de serem substâncias constituídas, 
basicamente de carbono e água. Em alguns casos, 
podem também apresentar nitrogênio (N) ou 
enxofre (S) na sua composição. 
 Quimicamente são definidos como aldeídos ou 
cetonas poliidroxilados ou substâncias que se 
hidrolisam para produzir aldeídos ou cetonas 
pollidroxilados. 
 
 
AQUINO (2008) 
2 
INTRODUÇÃO 
 
 São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou substâncias 
que por hidrólise liberam um desses dois compostos; 
 
3 
poli = 
vários 
Idroxi = hidroxila 
(OH) 
Aldeído 
Idroxi = hidroxila 
(OH) 
poli = 
vários 
Cetona 
A carbonila (C=O) se 
encontra na 
extremidade da 
cadeia 
A carbonila (C=O) se 
encontra em qualquer 
posição que não na 
extremidade da 
cadeia 
Aldose Cetose 
INTRODUÇÃO 
 Determinados pela fórmula Cx (H2O)y, que 
contém C, H, e O. 
 
 A produção ocorre nas plantas verdes pelo 
processo de fotossíntese. A planta contém o 
pigmento verde clorofila, que catalisa a 
biossíntese de carboidratos, a partir de dióxido de 
carbono e água. A energia necessária é fornecida 
pela luz solar. 
 
6 CO2 + 6 H2O C6(H2O)6 + 6 O2 
 
4 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
Luz, clorofila 
Metabolismo 
animal 
INTRODUÇÃO 
 As plantas sintetizam carboidratos a partir de 
CO2 e água. Os organismos animais degradam 
carboidratos a CO2 e água. 
 
 Os animais consomem as plantas e combinam os 
carboidratos com o oxigênio do ar e, executam a 
reação inversa à fotossíntese, a respiração. 
 
 A oxidação de carboidratos oferece ao animal a 
energia necessária para manter os processos 
vitais e regenera o CO2 que a planta utilizará na 
fotossíntese. 
5 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
INTRODUÇÃO 
 São fonte de energia, reserva de energia, 
estrutural e matéria-prima para biossíntese de 
outras moléculas. 
 
 Os alimentos ricos em carboidratos: cereais, pães, 
farinhas, mandioca, batata, doces, frutas etc. 
Tanto pelo paladar, como pela facilidade de 
absorção, mais da metade da dieta de todos nós é 
composta de carboidratos. 
 
6 
AQUINO (2008) 
CLASSIFICAÇÃO 
 Em função de seu peso molecular os carboidratos 
são classificados em monossacarídeos, 
oligossacarídeo (2 a 10 unidades de 
monossacarídeos) e polissacarídeos (acima de 10 
unidades). 
7 
• Monossacarídeos; 
 
•Oligossacarídeos; 
 
•Polissacarídeos. 
Subdivisão de 
acordo com o 
peso molecular 
 
Glicose, frutose, galactose 
Sacarose, lactose, 
maltose 
Amido, celulose, pectinas, 
glicogênio 
MONOSSACARÍDEOS 
 São os menores e mais simples carboidratos, que 
se hidrolisados não serão mais carboidratos. 
Esses compostos apresentam um dos seguintes 
grupos funcionais: polihidroxialdeído (aldose), 
polihidroxicetona (cetose), polihidroxiálcool e 
polihidroxiácido. 
8 
Figura 01. Exemplos de representação dos grupos funcionais de monossacarídeos. 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
MONOSSACARÍDEOS 
 Os principais monossacarídeos para os 
organismos vivos são: 
 Pentoses: (ribose – função estrutural – RNA; 
desoxirribose – função estrutural - DNA) 
 Hexoses (glicose - encontrada em vegetais, frutas e 
hortaliças e é rapidamente absorvida; frutose - 
encontrada principalmente nas frutas e no mel. É o 
mais doce dos açúcares simples; galactose - da 
lactose de leite e derivados ). 
 O menor monossacarídeo apresenta 3 carbonos 
na sua molécula, em alimentos normalmente 6 
carbonos e menos frequentemente 5 carbonos. 
 
9 
AQUINO (2008) 
MONOSSACARÍDEOS 
 Em geral, eles obedecem à fórmula básica dos 
carboidratos: (CnH2nOn). Assim, de acordo com o 
valor de "n" que varia de 3 a 7, temos os 
seguintes tipos de monossacarídeos: 
 Terminação ose – cadeia de poliidroxialdeído 
(aldose); terminação ulose – cadeia de 
poliidroxicetona (cetose). 
 Triose: C3H6O3 Triulose 
 Tetrose: C4H8O4 Tetrulose 
 Pentose: C5H10O5 Pentulose 
 Hexoses: C6H12O6 Hexulose 
 Heptoses: C7H14O7 
 
10 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
MONOSSACARÍDEOS 
 Os monossacarídeos apresentam isomeria 
(Compostos diferentes com a mesma fórmula 
molecular) óptica (Os isômeros são opticamente 
ativos e diferem pelo sentido do desvio do plano 
de vibração da luz polarizada). 
 O mais simples de todos, de menor peso 
molecular é o gliceraldeído, possui apenas um 
carbono assimétrico (ou quiral - tem os quatro 
átomos ou radicais a ele ligados diferentes entre 
si). 
11 
Figura 02. Carbono assimétrico. 
Carbono com 
quatro 
substituintes 
diferentes 
ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL OU 
ESTEREOQUÍMICA 
12 
Levógiro 
(do latim laevus, esquerda): 
giro da luz para esquerda 
indicado por ( - ) 
 
Dextrógiro 
(do latim dexter, direita): 
 giro da luz para direita 
indicado por ( + ) 
 
LIRA (2011) 
ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL OU 
ESTEREOQUÍMICA 
 D-gliceraldeído: desvia a luz 
polarizada para a direita. 
 L-gliceraldeído: desvia a luz 
polarizada para a esquerda. 
 
13 
Figura 04. Representação tridimensional das 
estruturas isômeras do gliceraldeído. 
Figura 03. Representação das estruturas isômeras do 
 gliceraldeído. 
Nº máximo de isômeros = 2n , sendo n = 
nº de carbonos assimétricos. 
ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL OU 
ESTEREOQUÍMICA 
 Compostos distintos que apresentam mesma 
fórmula molecular, mas estruturas diferentes. 
 Ex.: Glicose (C6H12O6) e Galactose (C6H12O6); 
 D-Glicose (C6H12O6) e L-Glicose (C6H12O6). 
 
14 
Figura 06. Representação das estruturas isômeras 
da glicose. 
Figura 05. Representação das estruturas da glicose 
e galactose. 
LIRA (2011) 
DERIVADOS DOS MONOSSACARÍDEOS 
 Os grupos funcionais dos monossacarídeos como a hidroxila 
(OH) e a carbonila (C=O) podem sofrer reações, produzindo 
derivados como ésteres fosfóricos, monossacarídeos ácidos 
(urônicos e aldônicos), desoxi-açúcares e açúcares 
aminados. 
 
15 
Ésteres fosfóricos são obtidos por fosforilação 
(adição de fosfato) a OH dos monossacarídeos como 
glicose e frutose. 
Ácidos aldônicos são os derivados de de aldoses, nos quais o 
grupo aldeído de C-1 foi convertido em um ácido carboxílico 
(COOH). Os ácidos aldônicos são nomeados por adição do sufixo 
“ônico” à raiz do nome da aldose; 
Ácidos urônicos apresentam um grupo COOH em vez de um álcool 
(-OH) no último carbono. Os ácidos urônicos são nomeados 
por adição do sufixo “urônico” à raiz do nome da aldose 
LIRA (2011) 
DERIVADOS DOS MONOSSACARÍDEOS 
 Os grupos funcionais dos monossacarídeos como a hidroxila 
(OH) e a carbonila (C=O) podem sofrer reações, produzindo 
derivados como ésteres fosfóricos, monossacarídeos ácidos 
(urônicos e aldônicos), desoxi-açúcares e açúcares 
aminados. 
 
16 
Desoxi-açúcares são monossacarídeos derivados, nos quais um 
grupo de OH é substituído por um hidrogênio (H). O desoxi-
açúcar de maior importância biológica é a β-D-2-desoxirribose, 
componente dos nucleotídeos do DNA 
Amino açúcares são obtidos por substituição de um ou mais grupo de 
OH do monossacarídeo por um grupo amino (NH2). Esse grupo amino é 
freqüentemente acetilado (ou seja, o grupoacetil-CH3CO, se liga ao 
NH2), como ocorre nos glicosaminoglicanos. Os monossacarídeos N-
acetilglicosamina e N-acetilgalactosamina são os mais comuns 
LIRA (2011) 
OLIGOSSACARÍDEOS 
 Dissacarídeos – são formados a partir da união de 2 
monossacarídeos. 
 Eles não são imediatamente aproveitáveis como fonte de 
energia, para isso precisam ser quebrados por hidrólise 
dando origem a dois monossacarídeos. 
 Os principais dissacarídeos são: 
 Sacarose (glicose + frutose, encontrada na cana-de-
açúcar e beterraba); 
 Maltose (glicose + glicose, em cereais e derivados de 
malte); 
 Lactose (glicose + galactose, principal açúcar presente 
no leite, sendo de 5 a 8% no leite humano e de 4 a 5% no 
leite de vaca, sendo o açúcar menos doce). 
17 
AQUINO (2008) 
OLIGOSSACARÍDEOS 
 São polímeros contendo de 2 a 10 unidades de 
monossacarídeos unidos por ligação hemiacetálicas, 
denominadas de ligações glicosídicas. 
 Na polimerização de n moléculas de monossacarídeos 
é liberado n-1 moléculas de água, obtidas da 
condensação do grupo hidroxila anomérico de um 
monossacarídeo com uma das hidroxilas da unidade 
adjacente. 
 O radical produzido pela perda do grupo hidroxila 
anomérico denomina-se de glicosil. 
 
18 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
OLIGOSSACARÍDEOS 
19 
LIRA (2011) 
 Os oligossacarídeos mais comuns são: sacarose, 
lactose, maltose, trealose (dissacarídeo), rafinose 
(trissacaríedo e estaquiose (tetrassacarídeo). 
Figura 10. Estrutura da sacarose (não redutora), e da lactose (redutora). 
ORDÓÑEZ PEREDA et al. (2005) 
POLISSACARÍDEOS 
 São formados por vários monossacarídeos e podem ser 
desdobrados em açúcares simples por processo de hidrólise. 
São insolúveis em água e essa propriedade é vantajosa para 
os seres vivos por 2 motivos: 
 permite que eles participem como componentes 
estruturais da célula. 
 permite que funcionem como armazenadores de energia 
(AQUINO, 2008). 
 São classificados em: 
 Homopolissacarídeo: contêm um único tipo de 
monossacarídeo. Ex.: amilose, amilopectina, glicogênio, 
celulose 
 Heteropolissacarídeo: contém dois ou mais tipos de 
monossacarídeos. Ex.: Ácido hialurônico, 
peptidioglicano, gomas , mucilagens, pectina (ORDÓÑEZ 
PEREDA et al., 2005; LIRA, 2011). 
 
 
20 
POLISSACARÍDEOS 
 Propriedades: 
moléculas de alto peso molecular; 
dissolvem-se com mais dificuldade que os 
monossacarídeos que as constituem; 
têm pouco sabor doce; 
suas reações são mais lentas. 
 
 Encontram-se distribuídos na natureza: 
 no reino vegetal – amido, celulose, pectinas; 
 no reino animal – glicogênio (ORDÓÑEZ PEREDA et al., 
2005). 
 
 
 
21 
POLISSACARÍDEOS 
 Os principais polissacarídeos são: 
a) energéticos (função de reserva) – amido em vegetais e 
glicogênio em animais. 
OBS: o amido qd quebrado por hidrólise produz mais de 10 
moléculas de glicose. 
 
b) estruturais – celulose na parede celular de vegetais e 
quitina na parede celular de fungos e carapaça de 
artrópodes. 
 
 Pectina: é um polissacarídeo indigerível, absorve água 
formando gel, está presente na casca de frutas. Utilizada em 
geléias, marmelada, e como estabilizante em bebidas e 
sorvetes. 
22 
AQUINO (2008) 
POLISSACARÍDEOS 
 OBS: Os carboidratos simples, como o açúcar e o 
mel, têm um teor maior teor de glicose e são 
digeridos mais rapidamente. Resultado: você 
sente fome pouco depois de comer. Já os 
nutrientes considerados complexos têm digestão 
mais lenta, mantendo uma saciedade prolongada 
- pães, biscoitos, cereais, massas, arroz, grãos, 
vegetais e frutas são alguns exemplos. 
23 
AQUINO (2008) 
AMIDO 
 Contém dois tipos de polímeros de glicose. 
 
24 
Cadeias longas não ramificadas, de unidades 
D-glicose unidas por ligações (α1→4) 
Cadeias longas e ramificado e não solúvel em água, 
contendo resíduos de glicose unidos por ligação 
(α1→4) e nos pontos em que há ramificação, os 
residuos de glicose são unidos por ligação (α1→6). 
As ligações (α1→4) são dobráveis, o que 
permite que a molécula do amido se dobre 
sobre si mesma, facilitando o enovelamento 
desse polímero na célula, formando grânulos 
densos. 
A ligação (α1→4) é hidrolisada pela enzima 
α-amilase, liberando glicose 
AMIDO 
 Amilose: 
 Formada por uma cadeia linear de unidades de α–D-
glicopiranoses unidas por ligações glicosídicas α1,4. 
 Pode conter 350 a 1000 unidades de glicose em sua 
estrutura. 
 Formando assim unidades de maltose. 
 Amilopectina: 
 Apresenta estrutura ramificada, constituída por 
cadeias lineares de 20 a 25 unidades de α–D-glicoses 
unidas em α-1,4. Essas cadeias estão unidas entre si, 
por ligações glicosídicas α-1,6. 
 Constituída de 10 a 500 mil unidades de glicose. 
 Apresenta estrutura esférica. 
 
 
25 
BOBBIO & BOBBIO (1992); RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
AMIDO 
 Propriedades: 
 Espessante - dispersa facilmente na água, 
provocando um grande aumento da viscosidade e 
produzindo deste modo em efeito gelificante 
 Umectante 
 Estabilizante 
 
 Aplicação: 
Patês, pudins, geléias, gelatina, iogurte, confeitaria, 
panificação, agente ligante etc. 
 
26 
GLICOGÊNIO 
 Polímero de subunidades de glicose mais 
ramificado (~1 ramificação a cada 8 ou 12 
subunidades) é mais compacto que o amido; 
 É insolúvel em água e possui as subunidades de 
glicose unidas por ligações (α1→4) e as 
ramificações por ligações (α1→6); 
 É encontrado no fígado (7% da massa úmida) e 
músculo esquelético. 
 
27 
CELULOSE 
 Substância fibrosa, resistente e insolúvel em 
água, é encontrada na parede celular do vegetais, 
principalmente na parte lenhosa (tronco, galho); 
 
 É a maior parte da madeira e principalmente do 
algodão; 
 
 Polímero com 10 mil ou mais subunidades de D-
glicose não ramificado com ligações (β1→4); 
 
 É quebrada pela enzima celulase, produzida por 
alguns microorganismos. 
 
28 
29 
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 exoesqueleto de artrópodes 
Ácido hialurônico Função estrutural. Cimento celular em células 
animais 
30 
Tabela 1. Origem, propriedades e 
usos mais comuns das principais 
gomas empregadas em alimentos. 
Fonte: BOBBIO & BOBBIO (1992) 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
 Os carboidratos conferem aos alimentos, nos 
quais estão naturalmente presentes ou são 
adicionados, diferentes características, em função 
de sua estrutura e concentração, e das condições 
do alimento, como: teor de água, pH etc. 
 
 Os carboidratos contribuem para o valor 
nutricional do alimento, fornecem calorias, 
podem ser umectantes, plastificantes, 
texturizantes, fortalecedores de sabor e 
adoçantes. 
31 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
1. Ligação com água; 
2. Higroscopicidade; 
3. Umectante; 
4. Agente de textura; 
5. Ligação com flavorizantes; 
6. Doçura. 
 
32 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
LIGAÇÃO COM ÁGUA 
 A capacidade de ligarem a água, ocorre devido a 
presença de várias hidroxilas capazes de fazer pontes 
de hidrogênio com a água. 
 Essa propriedade é variável em função da estrutura 
do carboidrato. 
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. 
33 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
UMECTANTE 
 
 É a habilidade de ligar água e controlar a Aw do 
alimento. 
 Dependendo do produto, pode ser desejável 
limitar a entrada de água no alimento ou 
controlar a saída. Esse método é utilizado na 
produção de doces, geléias etc., para reduzir a Aw 
e aumentar a vida de prateleira desses produtos. 
 A sacarose e o açúcar invertido – são os mais 
utilizados na produção desses alimentos. 
34 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
AGENTE DE TEXTURA 
Decorre da elevada solubilidade dos açúcares em 
água. 
A diferença de solubilidade é função da forma 
anomérica (α ou β). 
Os efeitos estruturais dos açúcares nos alimentos 
dependem de seu estado físico e de suas interações 
com a água. Os açúcares podem formar soluções 
supersaturadas, conferindo consistência de sólido e 
transparência (estado vítreo) – caramelo duro, ou 
podem se cristalizar – caramelo mole. 
35 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
LIGAÇÃO COM FLAVORIZANTES 
 Capacidade de reter compostos voláteis aromáticos e 
pigmentos naturais, principalmente em processos de 
secagem convencional e liofilização. 
 Dissacarídeos retêm mais compostos voláteis (aldeídos, 
cetonas,ésteres, ácidos carboxílicos) nos alimentos que os 
monossacarídeos. 
Ex.: 
 Dextrina – capazes de formar sistemas que prendem o 
composto flavorizante e o protegem. 
 Goma arábica (polissacarídeo) – forma película em torno 
dos compostos flavorizantes e os protege de absorção de 
umidade, perda por evaporação ou oxidação química. 
 Misturas de goma arábica e gelatina – são utilizadas na 
técnica de microencapsulação. 
36 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS 
DOÇURA 
 Os mono- e oligossacarídeos possuem sabor doce e diferenciam-se 
por seu poder edulcorante. Os mais importantes são: sacarose, 
frutose e xaropes de amido. 
 O poder edulcorante do açúcar não se deve à sua concentração. 
Dessa forma é difícil assegurar que um açúcar é n vezes mais doce 
que outro. Assim, a intensidade do sabor doce é mensurada 
mediante um substância de referência – a sacarose, ao qual se 
atribui arbitrariamente um valor relativo de 100. 
 A intensidade e qualidade do sabor doce de um alimento varia: 
com a estrutura do açúcar (a intensidade do sabor diminui nos 
oligossacarídeos com o aumento da extensão da cadeia), 
temperatura, pH, presença de outras substâncias que possam 
interferir no sabor, concentração no alimento, apreciação de 
substâncias aromáticas presentes de forma simultânea, cor do 
alimento. 
37 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
38 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
Tabela 2. Doçura relativa de alguns carboidratos. 
APLICAÇÕES INDUSTRIAIS DOS AÇÚCARES 
1. xaropes para caldas de frutas e frutas cristalizadas; 
2. redução da atividade de água; 
3. modificação de textura e sabor (açúcar provoca na fruta – 
redução da Aw - evita crescimento de mos. – muda 
textura – interage com a casca – maior rigidez da fruta e 
menor sabor ácido – ex: figo em calda); 
4. em sorvetes, a lactose pode sofrer cristalização devido as 
baixas temperaturas e juntamente com a formação de 
grandes cristais de H2O pode prejudicar a qualidade do 
produto final. Para minimizar estes problemas pode-se 
submeter o produto a uma agitação durante o 
congelamento para diminuir o tamanho dos cristais e 
também adicionar polissacarídeos para evitar a 
cristalização da lactose. 
 
 
39 
AQUINO (2008) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
1. Hidrólise 
2. Mutarrotação 
3. Enolização 
4. Reação de desidratação 
5. Reações de escurecimento não-enzimático ou 
químico 
1. Caramelização 
2. Reação de Maillard 
3. Oxidação da vitamina C 
40 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Hidrólise 
 É influenciada por vários fatores como pH, T, 
configuração anomérica (α é mais susceptível que 
β), forma e tamanho do anel (piranosídicas são 
mais estáveis que as furanosídicas). 
 As ligações glicosídicas são + facilmente 
quebradas em meio ácido que em meio alcalino. A 
ligação glicosídica ocorre entre o carbono 
anomérico de um monossacarídeo e qualquer 
outro carbono do monossacarídeo seguinte, 
através de suas hidroxilas e com a saída de uma 
molécula de água. 
 
41 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Hidrólise 
 Pode ser realizada tb pela enzima invertase. Está 
reação é comercialmente importante porque os 2 
monossacarídeos misturados apresentam um 
sabor mais doce que a sacarose e são mais úteis 
na preparação de balas, sorvetes e refrigerantes. 
 
Sacarose + H2O → Frutose + Glicose 
 
 OBS: Comercialmente a glicose é denominada de 
dextrose e a frutose de levulose. 
 
42 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Mutarrotação 
 É a primeira e mais simples alteração que ocorre 
nos açúcares e que consiste na abertura do anel 
hemiacetálico, que depois se fecha. 
 Consiste na mudança gradativa da rotação óptica 
até alcançar um ângulo de equilíbrio. Esse 
comportamento se deve ao fato de que esses 
compostos apresentam duas estruturas espaciais 
possíveis, uma das quais se transforma na outra 
durante a dissolução, até que um estado de 
equilíbrio, onde ambas as estruturas coexistem, 
seja alcançado. 43 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007); AQUINO (2008) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Mutarrotação 
Reação catalisada por ácidos e bases. Todos os 
mono e oligossacarídeos redutores sofrem esse 
fenômeno. 
A proporção de α e β no ponto de equilíbrio varia 
de uma substância para a outra. 
A sacarose (dissacarídeo), quando hidrolisada, 
apresenta inversão da rotação óptica, passando de 
dextro para levógira. A mistura assim formada 
denomina-se açúcar invertido. 
 
44 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007); AQUINO (2008) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Enolização 
 O anel heterocíclico do açúcar se abre e produz 
um enol (instável). 
 Catalisado por base. 
 Na faixa de pH de 3 – 4, a maioria dos açúcares 
redutores são estáveis. 
 Pode ocorrer em condições ácidas, mas em 
condições básica é muito mais rápida. 
 
 
45 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007); LEITE & STEFANI (2013) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
46 
Figura 11. Reação da enolização da D-
glicose. 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Reação de desidratação 
 Eliminam 3 H2O e formam: 
 Pentoses: 2-furaldeído (furfural), 
 Hexoses: 5-hidroximetil-2-furaldeído (HMF). 
 Reação ocorre em meio ácido, sob aquecimento. 
 
47 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) Figura 12. Representação da conversão de D-glicose em HMF. 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Reação de desidratação 
O principal mecanismo ocorre a β eliminação e a 
enolização. 
O furaldeído é volátil, enquanto o HMF não. 
O HMF é menos estável que o furaldeído e se 
decompõe em ácido levulínico e ácido fórmico. 
Ácidos produzidos em maior qtd. quando as 
soluções são fortemente ácidas. 
Produz ácido levulínico, ácido fórmico, acetoína, 
diacetil, ácido láctico, ácido pirúvico e acético. 
Alguns desses produtos apresentam aromas 
pronunciadose sabores desejáveis e indesejáveis. 
48 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Reações de escurecimento 
Reação oxidativa ou enzimática: 
 
O2 + substrato fenólico → enzima polifenoloxidase 
(não envolve carboidratos) 
 
Reação não oxidativa ou não enzimática envolve: 
 Caramelização, 
 Reação de Maillard: interação de proteínas ou aminas 
com carboidratos. 
49 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Reações de escurecimento 
A intensidade das reações de escurecimento não 
enzimático depende da qtd. e do tipo de carboidrato 
presente no alimento. 
Ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos. 
A degradação do açúcar, a degradação oxidativa 
do ácido ascórbico, e a condensação de compostos 
carbonílicos formados com grupos amina presentes, 
resulta na formação de pigmentos escuros. 
As reações de escurecimento não enzimático → 
aquecimento e armazenamento. 
 
 
50 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Reações de escurecimento 
 3 Mecanismos de escurecimento não enzimático: 
 
51 
Mecanismo Requerimento 
de oxigênio 
Requeriment
o de NH2 
pH 
ótimo 
Produto 
final 
Maillard Não Sim >7,0 Melanoidinas 
Caramelização Não Não 3,0 a 9,0 Caramelo 
Oxidação de 
ácido 
ascórbico 
Sim Não 3,0<pH<
5,0 
Melanoidinas 
Fonte: Araújo, J. M.A., Química de Alimentos– Teoria e Pratica (2004). 
Tabela 3. Mecanismos das reações de escurecimento não-enzimático 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
 Essas reações são indesejáveis do ponto de vista 
nutricional e visual, como em leite e derivados 
(destruição da lisina durante tratamento 
térmico), sucos, vegetais, produtos desidratados e 
concentrados, cereais e derivados (destruição da 
lisina durante a secagem). 
 
 No entanto em alguns produtos a reação é 
desejável quando permite a melhoria da 
aparência e do flavor, como: crosta de pão 
(destruição de 70% da lisina), café torrado, 
chocolate, cerveja, carne de peixe assado, outros. 
 
52 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Caramelização 
 É a reação induzida, que envolve a 
degradação do açúcar na ausência de 
aminoácidos ou proteínas. 
 Os açúcares no estado sólido são relativamente 
estáveis ao aquecimento moderado, mas quando 
submetidos a temperaturas acima de 120°C são 
pirolisados para diversos produtos de degradação 
de alto PM e escuros, denominados caramelos. 
 Frações de baixo PM presente na mistura 
caramelizada possui, além do açúcar que não 
reagiu, ácido pirúvico, aldeídos e derivados 
de furano. 
 
53 
ARAÚJO (1999); RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de caramelização 
 Mecanismo da reação ainda desconhecido – o 
aquecimento provoca quebra de ligações 
glicosídicas, abertura do anel hemiacetálico, 
formação de novas ligações glicosídicas e como 
resultado ocorre a formação de polímeros 
insaturados, os caramelos. 
 
 
54 
Figura 13. Reação de 
caramelização. 
ARAÚJO (1999); 
RIBEIRO & SERAVALLI 
(2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Caramelização – fatores que afetam a 
reação 
 A reação é facilitada por pequenas qtd. ácidos e certos 
sais, porém, a velocidade é maior em meio 
alcalinos. 
 A utilização de diferentes catalisadores permite a 
obtenção de corantes específicos de caramelo. 
 Sem catalisador a 200-240°C – caramelos de baixa 
intensidade de cor – mais úteis como flavorizantes 
do que corantes. 
 Com catalisador – Temp. mais baixas (130-200°C) - 
alta intensidade de cor - úteis como corantes 
alimentícios. 
 
 
55 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reações de Caramelização 
Sacarose → produção de aromas e corantes → 
aquecida em sol. com ácido ou sais de amônio → 
caramelos mais escuros, ex. refrigerante tipo “cola” 
e cervejas. 
 
56 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
Diferentes tonalidades do 
caramelo em função da 
temperatura. 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reações de Caramelização – Aplicação na 
Indústria 
 3 cores são mais produzidas: 
 Caramelo ácido feito com bissulfito de amônio – 
refrigerantes “Cola”; 
 Cor característica de cerveja – aquecimento da 
sacarose com íon amônio; 
 Cor de panificado ou assado – pirólise direta da 
sacarose; 
 Cajuína – Nordeste do Piauí - bebida não-
alcoólica clarificada e esterilizada, a partir do 
suco de caju, coloração amarelo-âmbar. 
 
 
57 
AQUINO (2008) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard 
 É a principal causa do escurecimento 
desenvolvido durante o aquecimento e 
armazenamento prolongados do produto. 
 
 Foi descoberta em 1912, por Louis-Camille 
Maillard durante a tentativa de síntese de 
peptídeos em condições fisiológicas, esta 
descoberta abriu as portas ao que mais tarde 
viria a ser o mercado da cor e do sabor dos 
alimentos. 
58 
ARAÚJO (1999); AQUINO (2008) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard 
 É a reação entre o grupo carbonila de açúcares 
redutores (reduz o agente oxidante, ex: glicose) 
e o grupo amina de aminoácidos, peptídeos e 
proteínas resultando na formação de um 
pigmento escuro denominado melanoidina, cuja 
cor é mais intensa quanto maior for seu peso 
molecular e pode variar de marrom claro até 
preto. 
59 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
 Reação de Maillard 
 No alimento essa reação vai depender da 
presença do açúcar redutor que dará o 
grupamento C=O, vindo de um aldeído ou de uma 
cetona. 
 
 Não só um açúcar fornece a carbonila, mas 
também as gorduras que tem esse grupo livre 
em cada 1 dos 3 ácidos graxos ligados à glicerina. 
60 
AQUINO (2008) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard 
 Os aminoácidos irão colaborar com os 
grupamentos (NH2) essenciais para a reação. O 
grupamento ácido do aminoácido COOH ou C=O 
também pode fornecer a carbonila como no caso 
do ácido graxo ou do açúcar redutor. 
 Os aminoácidos básicos como a lisina, a 
hidroxilisina, que têm grupamentos NH2 extras à 
ligação peptídica, quando presentes nos 
alimentos tornam mais provável a reação. É 
importante classificar os aminoácidos também 
quanto à reatividade. O ácido glutâmico é o mais 
reativo. 
 
 
61 
AQUINO (2008) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard 
 Além do escurecimento, a reação provoca outras alterações 
indesejáveis como: 
 redução da digestibilidade da proteína; 
 inibição de enzimas digestivas; 
 destruição de nutrientes como aminoácidos 
essenciais (arginina, histidina, principalmente 
a lisina que é mais sensível) e ácido ascórbico; 
 interferência no metabolismo de minerais 
(devido à complexação de metais) 
 Em alguns produtos a reação é desejável quando permite a 
melhoria da aparência e do flavor, como: crosta de pão, 
café torrado, chocolate. 
 
62 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard 
 A reação de Maillard compreende 3 fases: inicial, 
intermediária e final. 
Fase inicial 
 Ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos, na 
proporção de 1:1 e resulta em produtos incolores e 
sem sabor e aroma. 
 Os complexos amino-açúcar que se produzem nas 
primeiras fases da reação têm propriedades físico-
químicas, como ausência de cor, alta solubilidade e 
estabilidadeao calor, diferentes das exibidas pelos 
produtos finais da reação que têm fraca solubilidade e 
são de cor castanha. 
63 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007); AQUINO (2008) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard - Fase intermediária 
 
 Nesta fase inicia-se a percepção de aromas e a cor 
torna-se amarelada. 
 
 O produto final da fase inicial (cetose amina) 
pode sofrer vários tipos de reações e seguir 
caminhos diferentes. 
 
 
 
 
64 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007); AQUINO (2008) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard - Fase final 
 É a etapa em que ocorre o desenvolvimento de cor 
(vermelho castanho e marrom escuro), aroma e sabor. Os 
aminoácidos definem o sabor e o aroma, independente do 
tipo de açúcar redutor. 
 
 
 A cor aparece devido à formação de compostos poliméricos 
de alto peso molecular - (>12.000 Daltons) - melanoidinas; 
 
65 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007); AQUINO (2008) 
66 
REAÇÃO DE MAILLARD 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard – Fatores que afetam a 
reação 
 Temperatura 
 Inicialmente ocorre em temperaturas maiores que 
70°C. 
 Continua em Temp. da ordem de 20°C e durante o 
processamento e/ou armazenamento. 
 Qto maior a elevação da T, maior a velocidade do 
escurecimento. 
 A cada aumento de 10°C, a velocidade aumenta de 2 
a 3 vezes. 
 
 
67 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard – Fatores que afetam a reação 
 pH 
 A velocidade da reação é máxima em pH próximo a 
neutralidade (6-7). 
 Alimentos com pH < 6 (ácidos) geralmente não formam 
pigmentos escuros, pois a amina estará protonada 
(NH3+), retardando a reação com o grupo carbonila do 
açúcar. Podemos citar como exemplos destes produtos, 
sucos, frutas e vegetais. 
 Em meio alcalino, ocorre a rápida degradação 
independente da presença de aminoácidos. 
 Valores de pH abaixo de 5,00, e na presença de ácido 
ascórbico, a reação de escurecimento é provocada pela 
oxidação da Vitamina C. 
 
68 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard – Fatores que afetam a 
reação 
 Tipo de açúcar 
 Açúcar redutor (glicose, frutose, galactose, maltose e 
lactose) é essencial para a interação da carbonila com 
os grupos amina livres. 
 A natureza do açúcar determina a reatividade: 
Pentoses > hexoses > dissacarídeos 
 Dissacarídeos não redutores são utilizados na reação 
após a hidrólise da ligação glicosídica. 
 
69 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Reação de Maillard – Fatores que afetam a 
reação 
 Atividade de água 
 Ocorre um maior escurecimento em valores de aw 
intermediários (0,5 a 0,8). 
 Em aw > 0,9 – menor velocidade, maior a diluição dos 
reagentes. 
 Em aw < 0,2-025 – a velocidade tende a zero, 
ausência de solvente. 
70 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Inibição da reação de Maillard 
 Uso de açúcares não-redutores, como a sacarose, 
em condições nas quais não possa ser hidrolisada. 
 Redução da aw ou aumento por diluição. 
 Remoção de açúcares redutores por enzimas – O 
tratamento com a enzima glicose oxidase em ovos 
produzindo ácido glucônico a partir da glicose. 
 Adição de SO2 (sulfito) – inibe o escurecimento 
enzimático, mas dependendo da concentração 
utilizada, pode provocar o aparecimento de 
odores indesejáveis, e destruir as vitaminas B1 
(tiamina) e C. 
71 
RIBEIRO & SERAVALLI (2007) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C 
 A vitamina C oxida rapidamente em solução 
aquosa por processos enzimático e não-
enzimático. Especialmente qd expostos ao ar, 
calor e à luz. 
 A reação é acelerada por íons metálicos (Cu2+ e 
Fe3+), e em meio de baixa umidade, a destruição é 
função de Aw. 
 Na ausência de catalisadores o ac. ascórbico 
reage lentamente com o oxigênio. 
72 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C 
 A contaminação com íons metálicos (ferro e cobre) 
durante o processamento resulta no aumento da 
oxidação do ac. ascórbico para deidroácido 
ascórbico (DAA). 
 O deidroácido ascórbico é convertido 
irreversivelmente em ácido dicetogulônico e 
posteriormente pela desidratação seguida da 
descarboxilação, ocorre a formação de furfural. A 
reação de polimerização subseqüente forma 
pigmentos escuros (melanoidinas) (Equação 78). 
 73 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C 
 
74 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C 
 Certas enzimas (peroxidase e ácido ascórbico 
oxidase) presentes nos alimentos aceleram a 
oxidação do ác. ascórbico. Essas enzimas devem 
ser inativadas para prevenir essas perdas 
oxidativas. 
75 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C 
 A velocidade da oxidação aeróbica é dependente 
do pH, em meio alcalino ocorre de maneira mais 
rápida e a degradação é maior. 
 As perdas mais significativas no processamento 
de alimentos são resultados da degradação 
química. Em alimentos ricos em ác. ascórbico a 
perda está relacionada com as reações de 
escurecimento não-enzimático. 
 No processamento e no armazenamento de frutas 
a utilização de SO2 reduz as perdas de ác. 
Ascórbico. 
 
76 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C - Mecanismo de ação: 
 O sulfito adicionado reduz o peróxido de hidrogênio 
formado pela oxidação do AA na presença de Cu++, 
protegendo indiretamente, desta maneira, a oxidação 
do AA. 
 
 
 
 
 Com a adição de SO2, o deidroácido ascórbico (DAA) 
forma produto de adição (DAA-SO2), evitando sua 
participação nas reações de escurecimento não-
enzimático. 
 
 
 
77 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C - Mecanismo de ação: 
 Outra forma de ação é através da interrupção 
das reações de formação de compostos 
carbonílicos. 
 
 O armazenamento de sucos concentrados por 
longos períodos de tempo deve ser feito em 
condições de congelamento para se evitar perdas. 
 Qto maior o nível de ác. ascórbico (suco 
concentrado de laranja) mais rápido se dá o 
processo de escurecimento. 
 
78 
ARAÚJO (1999) 
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO NÃO 
ENZIMÁTICO 
Oxidação da Vitamina C - Mecanismo de ação: 
 A concentração de AA em frutas e hortaliças varia com as 
condições de crescimento, maturação e tratamento pós-
colheita. 
 A origem do suco de fruta por si só determina a 
estabilidade do AA. Por exemplo, a estabilidade (maior 
estabilidade, maior acidez) do: 
 Suco de laranja > suco de maçã 
 Suco de abacaxi > suco de limão 
 Suco de laranja >suco de limão 
A razão disso, no entanto não está bem esclarecida, mas 
acredita-se na participação de flavonóides atuando na 
inibição da oxidação enzimática (bloqueando a formação 
de radicais livres) e da não-enzimática (complexando 
metais), como tb o ácido cítrico atuando na complexação de 
metais. 
 
79 
ARAÚJO (1999) 
80 
ARAÚJO (1999) 
Alterações 
Alimentos Considerações Desejáveis Indesejáveis 
leite e derivados 
São muito sensíveis 
às reações de 
escurecimento não-
enzimático, em razão 
do elevado teor de 
lactose e da presença 
de proteínastermossensíveis, 
especialmente 
proteínas do soro. 
Não informado 
 
Durante o tratamento 
térmico ocorre a 
alteração da cor, além 
da destruição da lisina. 
Em leite pasteurizado 
a perda é em torno de 
3% e, no esterilizado, 
de 8 a 12%; 
dependendo do 
processo de secagem 
do leite, pode ocorrer 
perda de até 30%. 
carne e derivados 
São relativamente 
resistentes às reações 
de escurecimento 
não-enzimático, em 
razão da acidez 
natural e do baixo teor 
de açúcares reativos. 
Não informado Não informado 
Tabela 4. Alterações por reações de escurecimento em alguns 
alimentos. 
81 
Alterações 
Alimentos Considerações Desejáveis Indesejáveis 
cereais e derivados 
Os grãos são estáveis 
quando intactos, mas 
com a moagem 
iniciam-se as reações. 
Ocorre a 
formação de 
“flavor” e de 
coloração 
desejáveis. 
Destruição da 
lisina. 
vegetais e derivados 
As reações de 
deterioração 
resultantes são 
importantes em 
produtos concentrados 
e desidratados, 
principalmente em 
vegetais não-ácidos ou 
com baixa acidez e 
ricos em açúcares e 
aminoácidos. 
Não informado Não informado 
ARAÚJO (1999) 
Tabela 4. Alterações por reações de escurecimento em alguns 
alimentos.