Carboidratos: Estrutura e Classificação

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CARBOIDRATOS 
 
 
Química dos Alimentos (SDE 0411) 
Docente: Lídia Tiggemann Prando 
liditiggemann@gmail.com 
 
 
 
 
São José, 06 de março de 2018 
 
 Os carboidratos constituem mais de 90% da matéria seca das plantas. Logo, são 
abundantes, amplamente disponíveis e de baixo custo. 
 Apresentam muitas estruturas moleculares, tamanhos e configurações diferentes, 
com variadas propriedades físicas e químicas. 
 Eles são passíveis de modificações químicas e bioquímicas, sendo que essas 
características são empregadas comercialmente na melhoria de suas propriedades e 
aplicações. 
CARBOIDRATOS 
CARBOIDRATOS 
 O termo carboidrato sugere uma composição elementar geral Cx(H2O)y, a qual 
representa moléculas que tem átomos de carbono, junto a átomos de hidrogênio e 
oxigênio, na mesma proporção em que ocorrem na água. 
 No entanto, a maioria dos compostos de carboidratos naturais produzidos por 
organismos vivos não apresenta essa fórmula empírica simples. 
 Em vez disso, a maioria deles é formado por oligômeros ou polímeros de açúcares 
simples e modificado. 
CARBOIDRATOS 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
1 Introdução 
2 Classificação 
 2.1 Monossacarídeos 
 2.2 Oligossacarídeos 
 2.3 Polissacarídeos 
3. Propriedades funcionais de mono e oligossacarídeos em alimentos 
4. Propriedades funcionais de polissacarídeos em alimentos 
5. Transformações químicas dos carboidratos por ação do calor 
6. Principais polissacarídeos 
 
Componentes sólidos nos alimentos; 
 Aproximadamente 90% da matéria seca das plantas 
 Amplamente distribuídos na natureza e de baixo custo; 
 Componentes naturais ou adicionados como ingredientes; 
1. Introdução 
Encontrados em diversos produtos 
Consumidos em grandes quantidades 
Apresentam estruturas moleculares, tamanhos e configurações 
diferentes 
Diferem ainda nas propriedades físicas e químicas, efeito 
fisiológico no corpo humano 
1. Introdução 
 Passíveis de modificações físicas e químicas 
 Emprego comercial  melhoramento das propriedades, 
ampliação da aplicação 
 Termo carboidrato  composição elementar 
Cx(H2O)y 
 Moléculas que contém átomos de carbono junto à moléculas de 
Hidrogênio e Oxigênio, na mesma proporção que ocorrem na 
água 
 
1. Introdução 
 Compostos produzidos na natureza 
 Oligômeros (oligossacarídeos) 
 Polímeros (polissacarídeos) 
 Carboidratos de baixa massa molecular  despolimerização 
 Valor nutritivo e sabor nos alimentos 
 
1. Introdução 
 Principais carboidratos distribuídos na natureza; 
 Glicose, frutose, sacarose – sabor doce nos alimentos; 
 Amido, glicogênio – reserva energética 
 Celulose, hemicelulose – fontes de fibras dietéticas, estrutura vegetal 
 Amido, lactose, sacarose, D-glicose e D-frutose são fontes de 
energia – 70 a 80% das calorias da dieta humana. 
1. Introdução 
amido 
 
Fibras não 
digeríveis 
 
sacarose 
 
lactose 
 
1. Introdução 
 Açúcares: sabor doce 
 Glicose, frutose, sacarose, lactose 
 
Oligossacarídeos 
Polissacarídeos 
Hidrólise 
Glicose 
1. Introdução 
 Fonte de energia mais abundante e econômica para o homem. 
 Produção de carboidratos em plantas verdes 
 Fotossíntese 
 
C 
O 
O 
 H 
O 
 H 
Luz + Clorofila 6 6 
6 
O 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
O H
 
O 
O H
 
O H
 
O H
 
 H 
 H 
 H 
 H 
 H 
 H 
 H 
O H 
O 
Metab. animal 
1. Introdução 
1. Introdução 
 São compostos por C, O e H; 
 São conhecidos como: 
 Hidratos de carbono; 
 Glucídeos; 
 Glicídeos; 
 Açúcares 
1. Introdução 
 Apresentam um dos seguintes grupos funcionais: 
 Aldoses (ald – aldeído; ose - açúcar) 
 Cetoses (cet – cetona; ulose -açúcar) 
 
2. Classificação 
 Carboidratos subdivididos em função do peso molecular em: 
 Monossacarídeos 
 Oligossacarídeos 
 Polissacarídeos 
 Menores e mais simples carboidratos; 
 Menor unidade estrutural de um carboidratos; 
 Se hidrolisados não serão mais carboidratos 
2.1 Monossacarídeos 
 Os monossacarídeos apresentam isomeria óptica (eniantiomeria) 
 Caracterizada pelo carbono quiral 
 Isômero L e D – cadeia aberta 
 Isômeros α e β – cadeia fechada 
2.1 Monossacarídeos 
2.1 Monossacarídeos 
 Cadeia aberta 
 Todos os açúcares que possuem –OH no carbono quiral* de número 
mais alto (C5 – glicose) posicionados do 
 Lado direito – açúcares D 
 Lado esquerdo – açúcares L 
2.1 Monossacarídeos 
 Carbono quiral*: possuem quatro grupos diferentes ligados ao 
átomo de carbono 
2.1 Monossacarídeos 
2.1 Monossacarídeos 
 
2.1 Monossacarídeos 
 Isômeros L são menos abundantes na natureza que as formas D 
 D-glicose – única aldose livre presente em alimentos naturais; 
pequenas quantidades 
 D-frutose – única cetose comercial e livre em alimentos 
naturais; pequenas qtidades. 
2.1 Monossacarídeos 
 Cadeia fechada ou cíclica 
 Grupo – OH posicionado 
 Abaixo do plano do anel – α 
 Acima do plano do anel – β 
 Anel com 5 Carbonos – furano 
 Anel com 6 Carbonos – pirano 
2.1 Monossacarídeos 
 Cadeia fechada ou cíclica 
 Permite que carboidratos simples de unam formando carboidratos 
mais complexos (oligo ou polissacarídeos) 
 Ligações glicosídicas 
2.1 Monossacarídeos 
2.1.1 Nomenclatura 
Número de carbonos + ‘ose’ ou ‘ulose’ 
-Triose; triulose 
-Tetrose; tetrulose 
-Pentose; ... 
-Hexose; ... 
 
C C C 
C C C 
C C C 
C C C 
C C C 
C C 
C 
Classificação dos monossacarídeos 
Tipo de grupo carbonila 
Nº de átomos de Carbono Aldeído Cetona 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
Triose 
Tetrose 
Pentose 
Hexose 
Heptose 
Octose 
Nonose 
Triulose 
Tetrulose 
Pentulose 
Hexulose 
Heptulose 
Octulose 
Nonulose 
2.1.1 Nomenclatura 
Pentoses 
 RNA DNA ATP 
2.1.2 Importância biológica 
 Hexoses – produção de energia 
 
 
2.1.2 Importância biológica 
 Hexoses – produção de energia 
 Glicose: maior fonte de energia para seres vivos 
 Galactose: presente no leite, membrana de hemácias e 
cerebrais 
 Frutose: açúcar das frutas, mais hidrossolúvel, mais doce 
 
2.1.2 Importância biológica 
 União de 2 a 20 monossacarídeos 
 Dissacarídeos – união de dois monossacarídeos específicos 
 Sacarose: glicose + frutose 
 Lactose: glicose + galactose 
 Trissacarídeos – união de três monossacarídeos específicos 
2.2 Oligossacarídeos 
Sacarose: glicose + frutose 
Lactose: glicose + galactose 
 
2.2 Oligossacarídeos 
 Poucos oligossacarídeos de ocorrência natural 
 Hidrólise de polissacarídeos 
 Hidrólise ácida e temperatura elevada 
2.2 Oligossacarídeos 
 Maltose 
 Hidrólise do amido – enzima β-amilase 
 Malteação dos grãos  cevada 
 Glicose + glicose 
2.2.1 Principais oligossacarídeos 
 Lactose 
 Glicose + galactose 
 Encontrado no leite e produtos lácteos não -fermentados 
 Produtos fermentados lactose  ác. lático 
 4,5-4,8%: leite de vaca e cabra 
 7%: leite humano 
 
2.2.1 Principais oligossacarídeos 
 Lactose 
 40% da energia fornecida durante a amamentação 
 Estimula a absorção intestinal e retenção do cálcio 
 Absorção no intestino delgado  lactase 
Lactose lactase D-glicose + D-galactose 
 
2.2.1 Principais oligossacarídeos 
 Lactose 
 Intolerância à lactose 
 
2.2.1 Principais oligossacarídeos Sacarose 
 Glicose + frutose 
 Açúcar de mesa  cana de açúcar e beterraba açucareira 
 Rafinose 
 Estaquiose 
 
2.2.1 Principais oligossacarídeos 
Referências 
DEMORADAN, S.; PARKIN, K. L.; FENNEMA, O. R. Química de Alimentos de Fennema. Tradução: 
Adriano Brandelli et al. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 900p. 
RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI E. A. G. Química de Alimentos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2007. 184p. 
KATTAH, L. R.; BORGES, M. H.; ALMEIDA, F. de M. As bases do conhecimento bioquímico. São Paulo: 
Iátria, 2007. 206p. 
KOBLITZ, M.G.B; Bioquímica de Alimentos: Teoria e Aplicações Práticas. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2010. 
SAAD, S.M.I; da CRUZ, A.G.; FARIA, J. de A. F. Probióticos e Prebióticos em Alimentos – fundamentos e 
aplicações tecnológicas. São Pulo: Varela, 2011. 669p.