Aula 2 CARBOIDRATOS

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CARBOIDRATOS
Profª. Luciana Dias Bezerra
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Conceito
 Os carboidratos são as biomoléculas orgânicas mais
abundantes na natureza.
 O termo carboidratos denota:
 Sua fórmula geral é (CH2O)n
CARBO CARBONO
HIDRATO HIDRATAÇÃO
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Funções
 Fornecimento e reserva de energia na dieta da maioria
dos organismos - principais produtores de energia sob a
forma de ATP;
 Atuação como componente de membrana celular - dos
vegetais é a celulose; a carapaça dos insetos contém quitina,
que dá resistência extrema ao exoesqueleto;
 Agentes de sabor
 Agentes de escurecimento
 Controladores de atividade de água
 Fixadores de aromas
 Agentes modificadores de textura dos alimentos
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 Podem ser divididos em três classes principais de
acordo com o número de monômeros (moléculas
fundamentais) e ligações glicosídicas.
Classificação
Monossacarídeos
Oligossacarídeos 
Polissacarídeos
2-10 unid de mono
> 10 unid de mono
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MONOSSACARÍDEOS
 São as menores unidades estruturais dos carboidratos;
 Consistem somente de uma unidade de poliidroxialdeídos ou
cetonas, as quais podem ter de três a sete átomos de carbono.
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Galactose
MONOSSACARÍDEOS
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MONOSSACARÍDEOS
 É um cristal sólido em temperatura ambiente;
 Fórmula molecular: C6H12O6
 Encontrado na natureza na forma livre ou combinada
(resultado da hidrólise de polissacarídeos);
 Absorção rápida;
Promove energia imediata para as células e tecidos
corporais;
 É o açúcar mais amplamente distribuído na natureza;
encontrado em todos os dissacarídeos.
GLICOSE OU GLUCOSE OU DEXTROSE
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MONOSSACARÍDEOS
GLICOSE OU GLUCOSE OU DEXTROSE
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MONOSSACARÍDEOS
 Também conhecida como açúcar das
frutas,
 Fórmula molecular: C6H12O6
 É mais doce que a sacarose, que é o
açúcar refinado comum;
 É comumente utilizada em alimentos
sob a forma de xarope, o qual é obtido
comercialmente pela hidrólise do amido.
 Seu principal uso é na indústria de
refrigerantes.
FRUTOSE OU LEVULOSE
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MONOSSACARÍDEOS
 Não é tão doce como a glicose;
 Não tem boa solubilidade em
água;
 É obtido por hidrólise da lactose e
não é encontrada de forma livre nos
alimentos;
 A galactose é convertida em
glicose para ser utilizada como fonte
de energia.
GALACTOSE
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 São poucos os oligossacarídeos de ocorrência natural;
 A maioria é produzida por hidrólise de polissacarídeos em
unidades menores;
 Os oligossacarídeos mais importantes são os
DISSACARÍDEOS;
OLIGOSSACARÍDEOS
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 Formada por duas unidades de glicose ligadas por uma ligação
glicosídica α(1→4);
 Pode ser hidrolisada com ácido ou enzimaticamente (enzima
maltase);
 É resultado da quebra do amido presente nos cereais, como a
cevada, durante o processo de maltagem;
DISSACARÍDEOS
MALTOSE
Molha Germinação Ativação de enzimas
Malte Fermentação (leveduras)
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 É encontrada no leite/derivados, sendo principalmente livre,
mas, em pequena quantidade como um componente de
oligossacarídeos superiores;
 A concentração e lactose no leite varia conforme a espécie de
mamífero, de 2 a 8,5%;
 Leite de vaca e de cabra – 4,5 – 4,8%;
 Leite humano – cerca de 7% ;
 É a fonte primária de carboidratos para o desenvolvimento de
mamíferos;
 Constitui 40% da energia consumida durante a
amamentação;
DISSACARÍDEOS
LACTOSE
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DISSACARÍDEOS
LACTOSE
Intestino delgado
A deficiência de lactase INTOLERÂNCIA À LACTOSE
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• É o dissacarídeo mais comumente encontrado na composição
de nossa dieta.
• Principais fontes de sacarose comercial: cana de açúcar e
beterraba.
DISSACARÍDEOS
SACAROSE
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SACAROSE
demerara cristal
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Polissacarídeos 
 Os polissacarídeos (ou glicanos) são formados por longas
cadeias de unidades de monossacarídeos unidas entre si por
ligações glicosídicas.
 O número de unidades de monossacarídeos de um
polissacarídeos é denominado de GRAU DE POLIMERIZAÇÃO
(DP);
 A maioria dos polissacarídeos apresenta DP de cerca de 200 a
3000.
Celulose – DP de 7 a 15.000 
Amido – DP > 60.000
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• Possuem duas funções biológicas principais:
Reserva energética:
Polissacarídeo Função
Celulose
Participa da composição da parede celular dos vegetais. É o 
carboidrato mais abundante na natureza.
Quitina
Está presente na parede celular de fungos e no exoesqueleto dos 
artrópodes. Possuem grupos amina(NH2) em sua cadeia.
Estrutural:
Polissacarídeo Função
Amido
Apresenta função de reserva. É encontrado em raízes, caules e 
folhas.
Glicogênio
É o carboidrato de reserva dos animais e dos fungos. É 
armazenado nos músculos e no fígado.
Polissacarídeos 
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• Digeríveis: Amido (grãos, vegetais, tubérculos, leguminosas);
• Não digeríveis: celulose, hemicelulose e pectina (fibras)
 Podem ser classificados ainda de acordo com a sua
característica de digestão.
Polissacarídeos 
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AMIDO
Polissacarídeos 
 Nas folhas, desenvolve-se nos cloroplastos,
acumulando-se durante o dia.
 À noite é degradado em açúcares e
transportado para outras partes da planta.
 Nos órgãos de reserva da planta o amido se
acumula durante o período de maturação
nos amiloplastos.
 É degradado durante a germinação,
fornecendo energia para o desenvolvimento
das raízes e das partes aéreas da planta.
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 O amido ocorre em partículas características denominadas grânulos.
 Os grânulos são insolúveis em água fria, porém interagem com a água
encharcando a molécula.
 O amido é constituído por uma mistura de dois polissacarídeos,
a amilose e a amilopectina, em proporções que variam com a espécie e
o grau de maturação.
 Mas no geral a relação é de 17 a 28% de amilose e de 72 a 83% de
amilopectina.
 O grânulo também contém: compostos nitrogenados, lipídios e
minerais em pequenas proporções.
AMIDO
Polissacarídeos 
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NOME DO(A) PROFESSOR(A)Amilose
 Formada por uma cadeia linear de
unidades de D-glicoses unidas por ligações
α-1,4.
 Forma uma hélice, com os grupos
hidroxilas orientados para fora da hélice e
os hidrogênios voltados para o interior da
molécula, conferindo caráter hidrofóbico
àquela região.
 Pode conter de 500 a 2000 unidades de
glicose em sua estrutura.
AMIDO
Polissacarídeos 
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AMIDO
 A estrutura do grânulo é estabelecida pela formação de ligações pontes
de hidrogênio entre as hidroxilas das moléculas de glicose;
 A maioria dos amidos contém de 20 a 25% de AMILOSE, contudo há
exceções, como na ervilha onde o amido contém 60% de amilose, além
das variedades de milho e outros cereais denominados cerosos, que
possuem pouca ou nenhuma amilose.
FONTE DE AMIDO % DE AMILOSE
MILHO 28
MANDIOCA 17
TRIGO 26
BATATA DOCE 18
BATATA 20
ARROZ 16
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Amilopectina 
 Está presente em todos os amidos.
 É uma molécula grande e ramificada
(ligações α-1,6) , sendo constituída por 10
a 500 mil unidades de glicose.
 Tem estrutura esférica.
AMIDO
Polissacarídeos 
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 Aumento da viscosidade quando a suspensão de
grânulos é cozida acima de 80°C.
INTERAÇÃO AMIDO-ÁGUA
 Absorve até 30% do seu peso –
pequeno aumento de volume dos grãos
 Maior quantidade de água absorvida
AMIDO
Polissacarídeos 
Água fria
Água quente
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 O aquecimento provoca o rompimento das pontes de hidrogênio
que mantêm a estrutura;
 Os grânulos não mudam de aparência até que uma temperatura
crítica seja alcançada;
 Com o rompimento das ligações pontes de hidrogênio entre a
amilose e a amilopectina ocorre a entrada de água no grão
(intumescimento);
AMIDO - GELATINIZAÇÃO
Polissacarídeos 
• Solubilidade do amido;
• Claridade;
• Viscosidade da solução
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 A água forma pontes de hidrogênio com as moléculas de amilose e de
amilopectina aumentando o tamanho do grânulo;
Grânulos menores gelatinizam primeiro;
 O aquecimento além da temperatura de gelatinização faz com que o
grânulo de amido se degrade;
AMIDO - GELATINIZAÇÃO
Polissacarídeos 
Amido Temperatura (°C)
Milho 61 - 72
Batata 62 – 68
Batata doce 82 – 83
Mandioca 59 – 70
Trigo 53 – 64
Arroz 65 - 73
Faixa de temperatura de 
gelatinização de alguns amidos
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AMIDO - GELATINIZAÇÃO
Polissacarídeos 
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Polissacarídeos 
Fatores que interferem na Gelatinização 
Presença de 
açúcar
• Os açúcares simples competem com o amido pela
água, deixando menos água livre para o processo de
gelatinização.
• Também promovem aumento da sinérese.
pH
• Em pH ácido ocorre a hidrólise do amido, podendo
impedir a formação de gel (< viscosidade);
• O açúcar minimiza essa hidrólise.
Lipídios
• Se associam com a amilose, enrijecendo a estrutura
da hélice e retardando a absorção de água (aumenta
a temperatura de gelatinização); reduz a força do gel.
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Polissacarídeos 
AMIDO - RETROGRADAÇÃO
 Refere-se às transformações que ocorrem durante o
resfriamento e o armazenamento de soluções de amido
gelatinizado.
 Soluções mais concentradas formam géis mais firmes e
opacos.
 Moléculas lineares (amilose) tem maior suscetibilidade à
retrogradação.
 É o fenômeno responsável pelo endurecimento de pães, bolos,
pudins e outros produtos à base de amido.
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RESFRIAMENTO
Reaproximação das moléculas de amilose formando novas pontes de 
hidrogênio e expulsando a água (sinérese)
• Redução do volume; 
• Aumento da firmeza do gel; 
• Baixa solubilidade em água;
• Resistente à enzimas.
Polissacarídeos 
AMIDO - RETROGRADAÇÃO
 O processo de retrogradação é potencializado em temperatura de 
refrigeração.
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Polissacarídeos 
AMIDO - RETROGRADAÇÃO
 Tecnologicamente:
 A retrogradação é responsável pelo encolhimento,
pela sinérese e pelo endurecimento de géis de
amido conservados sob temperatura de refrigeração.
 A retrogradação é uma alteração importante na
superfície de batatas prá-preparadas (congeladas),
pois no processo de fritura ocorrerá menor absorção
de óleo dando textura crocante ao produto.
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Propriedades funcionais dos 
carboidratos em alimentos
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Doçura
 O padrão de doçura é a sacarose, ao qual se atribui valor de doçura
relativa igual a 100.
AÇÚCAR PODER EDULCORANTE RELATIVO
SACAROSE 100
FRUTOSE 173
AÇÚCAR INVERTIDO 130
GLICOSE 74
MALTOSE 32
GALACTOSE 32
LACTOSE 16
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Higroscopicidade 
 É a capacidade do açúcar na forma cristalina de absorver umidade da
atmosfera com facilidade e formar torrões, às vezes tão duros que
prejudicam sua utilização.
 É indesejável e ocorre devido armazenamento inadequado.
 Os açúcares são mais higroscópicos quanto menor for o tamanho do
cristal, devido maior superfície de contato (açúcar refinado açúcar
cristal).
Frutose
Mais 
higroscópico
Aspecto 
pegajoso dos 
alimentos
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Solubilidade
 Todos os açúcares são solúveis em água fria.
 A solubilidade de mono e dissacarídeos em água aumenta com o
aumento de temperatura.
 A frutose é o açúcar mais solúvel e a lactose o menos solúvel.
Umectância 
 É a capacidade de retenção de umidade – maciez
 Ex: essa propriedade permite um tempo de armazenamento maior ao
bolo, que demora mais para endurecer (retém umidade).
 Presença de açúcar diminui a água livre
 Ao se adicionar açúcar ao bolo, convém aumentar o teor de líquidos
(leite e ovos).
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Texturização
 Propriedade de afetar a textura do alimento.
 A viscosidade depende da temperatura e da concentração.
 Reduzindo a temperatura e aumentando a concentração de açúcar a
viscosidade aumenta. Acima de 40% de concentração, a viscosidade se
eleva mais rapidamente.
 Exemplos: leite condensado, doce de leite, doces em massa, mel,
melado, xarope, caramelo.
Ligação com flavorizantes
 Capacidade de reter compostos voláteis aromáticos e pigmentos
naturais.
 Entre os compostos voláteis estão incluídos vários aldeídos, cetonas,
ésteres, ácidos carboxílicos.
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CARBOIDRATOS
Profª. Luciana Dias Bezerra
REAÇÕES DE 
ESCURECIMENTO
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
o As reações que provocam escurecimento dos alimentos
podem ser oxidativas ou não oxidativas;
Escurecimento oxidativo 
ou enzimático
Escurecimento não 
enzimáticoNão envolve 
carboidratos
Envolve a caramelização 
e/ou a interação de ptns ou 
aminas com carboidratos
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Vegetal cortado, triturado, amassado
Rompimento de compartimentos celulares
Liberação de Polifenol oxidase
Oxidação de compostos fenólicos
Formação de QUINONAS
MELANINAS
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Controle ou Inibição da reação:
EXCLUSÃO DE OXIGÊNIO
TEMPERATURA
 Temperaturas de 70 a 90°C destroem 
a atividade catalítica da enzima
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Controle ou Inibição da reação:
REDUÇÃO DE pH
SULFITOS
 Uso excessivo pode causar reações adversas
(asmáticos);
 Forma um complexo com as quinonas (sulfoquinonas)
impedindo a formação de pigmentos;
 Ácidos cítrico, málico, fosfórico e ascórbico;
 pH ótimo entre 4 e 7;
 Inibem a atividade da enzima;
 Podem ser usados isoladamente ou em combinação.
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 A intensidade das reações de escurecimento não enzimático
em alimentos depende da quantidade e do tipo de carboidrato
presente.
Caramelização
Reação de Maillard
Oxidação de ácido ascórbico
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
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Caramelização
 O caramelo é produzido comercialmente tanto como corante
quanto como aromatizante;
carboidrato
Com ou sem catalisador e água
caramelo
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Temperaturas > 120°C
Ruptura de ligações e 
perda de água 
(desidratação)
Ruptura de ligações 
glicosídicas 
(hidrólise)
Formação de 
compostos 
escurecidos
Ao final – produtos ácidos 
(acético, fórmico) 
formaldeído, hidroximetil
furfural, etc
 Meio ácido (+ cor e sabor)
 Meio alcalino (mais rápido) – menos cor
COR, AROMA 
E SABOR
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 Existem quatro classes de caramelo reconhecidas:
Classe I – aquecendo carboidrato sem amônia ou sem íons
sulfitos. Caramelo claro ou cáustico; Usado em bebidas destiladas.
Classe II – aquecimento em presença de sulfito. Caramelo
marrom avermelhado – cervejas e outras bebidas alcoólicas;
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Caramelização
Classe III - aquecimento em presença de íons amônia. Usado em
produtos de panificação, xaropes, pudins, cervejas;
Classe IV - aquecimento em presença tanto de íons amônia
quanto de sulfitos. Usado em refrigerantes à base de cola, outras
bebidas ácidas, xaropes, temperos secos, assados, doces e
rações.
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Reação de Maillard
 Foi observada pela primeira vez pelo químico francês Louis
Camille Maillard, em 1912, ao acompanhar o aquecimento de
uma solução de glicose e lisina.
 Abrange todas as reações que envolvem compostos de grupos
aminos e carbonilas (C=O) presentes em alimentos.
 Incluem também produtos de oxidação lipídica.
O mecanismo geral de escurecimento foi proposto por Hodge,
em 1953, e ainda permanece válida.
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Reação de Maillard – 1ª etapa
GLICOSE + AMINOÁCIDO condensação
- H2O
Cadeia aberta
Cadeia fechada
GLICOSILAMINA OU ALDOSILAMINA
 Produtos incolores,
sem sabor e sem aroma;
Água e calor aceleram a 
reação
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Reação de Maillard – 2ª etapa
GLICOSILAMINA OU 
ALDOSILAMINA
CÁTION DA BASE 
DE SCHIFF
REARRANJO DE AMADORI
Entrada e saída de um H+
DESOXIOSONAS
CETOSEAMINA
 inicia-se a percepção 
de aromas e a cor 
torna-se amarelada;
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
Reação de Maillard – 3ª etapa
Compostos formados AMINOÁCIDOS
DESOXIOSONAS
MELANOIDINAS
 Ocorre o desenvolvimento de cor, aroma e sabor.
 Nesta 3ª etapa há também liberação de CO2 que aparece devido a degradação
dos aminoácidos a aldeídos.
NOME DA MATÉRIA
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NOME DA MATÉRIA
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 Diferentes sabores e aromas são produzidos em função de
diferentes aminoácidos, independente do tipo de açúcar.
Arginina na presença de glicose a 60°C
Valina escurece a 80ºC e a 180ºC desprende aroma
Lisina só escurece a 130ºC e a 180ºC desprende aroma
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
Reação de Maillard
NOME DA MATÉRIA
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NOME DA MATÉRIA
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Variáveis que podem ser controladas para aumento ou diminuição da
reação de Maillard:
Temperatura Atividade de água
Ótimo – entre 0,5 e 0,8
Neutro a alcalino
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
Reação de Maillard
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REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Reação de Maillard - DESEJÁVEL 
NOME DA MATÉRIA
NOME DO(A) PROFESSOR(A)
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NOME DO(A) PROFESSOR(A)
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Reação de Maillard - INDESEJÁVEL