Carboidratos

Prévia do material em texto

CURSO TÉCNICO EM AGROINDÚSTRIA
NUTRIÇÃO E ANALISE SENSORIAL
Prof. Genilson
CARBOIDRATOS: Estruturas e Funções
    Os carboidratos (também chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares), são definidos, quimicamente, como poli-hidroxicetonas (cetoses) ou poli-hidroxialdeídos (aldoses), ou seja, compostos orgânicos com, pelo menos três carbonos onde todos os carbonos possuem uma hidroxila, com exceção de um, que possui a carbonila primária (grupamento aldeído) ou a carbonila secundária (grupamento cetônico).
	
	
	Figura 1. Monossacarídeos com três carbonos.
	Figura 2. Estrutura química da glicose
    Possuem fórmula empírica Cn(H2O)m desde os mais simples (os monossacarídeos, onde n = m) até os maiores (com peso molecular de até milhões de daltons). 
A grande informação associada à fórmula geral é a origem fotossintéticca dos carboidratos nos vegetais, podendo-se dizer que os carboidratos são sintetizados por moléculas de água, CO2 e a energia luminosa (Figura 3).  
    	
Figura 3. Respiração celular
A conversão da energia luminosa em energia química faz com que esses compostos fotossintetizados funcionem como um verdadeiro combustível celular, liberando uma grande quantidade de energia térmica quando as ligações dos carbonos de suas moléculas são hidrolisadas ou quebradas, liberando, também, a água e o CO2 que lá se encontravam ligados.
A relação entre a fotossíntese e a função energética dos carboidratos é indiscutível. De fato, a clorofila presente nas células vegetais é a única molécula da natureza que não emite energia em forma de calor após ter tido seus elétrons excitados pela luz: ela utiliza esta energia para unir átomos de carbono do CO2 absorvido, "armazenando-a" nas moléculas de glicose sintetizadas neste processo fotossintético. 
Os vegetais são auto-suficientes na produção de carboidratos. Os animais precisam alimentar-se de células vegetais para obter glicose e O2 para produzir energia para suas reações metabólicas (Figura3).
Os animais não são capazes de sintetizar carboidratos a partir de substratos simples não energéticos, precisando obtê-los através da alimentação, produzindo CO2 (excretado para a atmosfera), água e energia (utilizados nas reações intracelulares).
Nos animais, há um processo chamado neoglicogênese que corresponde a uma síntese de glicose a partir de percursores não glicídicos (aminoácidos e lipídios). Um outro processo de síntese endógena de glicose se dá através da glicogenólise ou hidrólise do glicogênio, sintetizado no fígado e músculos (glicogênese ou síntese do glicogênio). Esses processos, entretanto, só são possíveis a partir de substratos provenientes de um prévio metabolismo glicídico, o que obriga a obtenção de carboidratos pela alimentação, fato que torna os animais dependentes dos vegetais em termos de obtenção de energia.
    	A energia térmica contida na molécula de glicose é liberada nas mitocôndrias e, por fim, convertida em ligações altamente energéticas de fosfato na molécula de ATP (adenosina tri-fosfato) durante o processo de respiração celular (fosforilação oxidativa). As duas primeiras ligações liberam alta energia (± 10 Kcal) quando quebradas, ao contrário da primeira que possui baixa energia de ligação em relação às primeiras (± 6 Kcal). Note que o ATP corresponde, então, a um verdadeiro armazém da energia solar que foi conservada durante todo esse fantástico processo biológico.
 
FUNÇÕES DOS CARBOIDRATOS
ENERGÉTICA: são os principais produtores de energia sob a forma de ATP, cujas ligações ricas em energia (±10 Kcal) são quebradas sempre que as células precisam desta para as reações bioquímicas. É a principal função dos carboidratos, como todos os seres vivos (com exceção dos vírus), possuindo metabolismo adaptado ao consumo de glicose como substrato energético. 
ESTRUTURAL: a parede celular dos vegetais é constituída por um carboidrato polimerizado - a celulose; a carapaça dos insetos contém quitina, um polímero que dá resistência extrema ao exo-esqueleto; as células animais possuem uma série de carboidratos circundando a membrana plasmática que dão especificidade celular, estimulando a permanência agregada das células de um tecido, o glicocálix. 
RESERVA ENERGÉTICA: nos vegetais, há o amido, polímero de glicose; nos animais, há o glicogênio, também polímero de glicose, porém com uma estrutura mais compacta e ramificada. 
 
CLASSIFICAÇÃO
    	Os carboidratos mais simples são denominados monossacarídeos, possuindo pelo menos um átomo de carbono assimétrico que caracteriza a região denominada centro quiral, pois fornece isômeros ópticos. Possuem de 3 a 8 carbonos, sendo denominado, respectivamente, trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses e octoses.
Os monossacarídeos de ocorrência natural mais comum, como a ribose (5C), glicose (6C), frutose (6C) e manose (6C), existem como hemiacetais de cadeia cíclica (e não na forma linear), quer na formas de furanose (um anel de 5 elementos, menos estável) ou de piranose (um anel de 6 elementos, mais estável).
Esta forma cíclica (hemiacetal), resulta da reação intramolecular entre o grupamento funcional (C1 nas aldoses ou C2 nas cetoses) e um dos carbonos hidroxilados do restante da molécula (C4 na furanose e C5 na piranose), ocorrendo nas formas isoméricas alfa e beta (cis ou trans), conforme a posição da hidroxila do C2 em relação à hidroxila do C1.
A glicose é o monossacarídeo mais comum. É produzida pelas plantas clorofiladas, durante a fotossíntese. Nesse processo a energia solar faz com que o gás carbônico e a água se combinem. A equação química que representa este processo é:
6CO2 + 6H2O C6H12O6
No organismo humano, a glicose pode ser metabolizada durante a respiração, resultando na produção de CO2 e H2O, com liberação da energia necessária para várias atividades metabólicas. A equação química que representa este processo é:
C6H12O6 6CO2 + 6H2O
Os carboidratos formam compostos pela união de duas ou mais moléculas de monossacarídeos, sendo classificados como DISSACARÍDEOS, OLIGOSSACARÍDEOS e POLISSACARÍDEOS. 
	
	Figura 3. Estrutura química do ATP
	
A glicose é o principal carboidrato existente na corrente sanguínea e sua taxa normal varia de 70 a 110 mg para cada 100 mL de sangue. Uma pessoa hipoglicêmica apresenta uma concentração menor que 70 mg de glicose por 100 mL de sangue, enquanto a hiperglicêmica tem valores superiores a 110 mg de glicose para cada 100 mL de sangue. 
	A glicose e a frutose estão presentes nas frutas e no mel de abelhas. A frutose apresenta uma doçura maior que a glicose; logo, para obtermos a mesma doçura, é necessária uma quantidade menor de frutose.
	A galactose é encontrada combinada com a glicose, formando a lactose, um dissacarídeo, presente no leite e seus derivados.
	O dissacarídeo mais conhecido é a sacarose da cana-de-açúcar e da beterraba, de onde se obtém o açúcar comum.
	
	
	
 frutose
	
	
 Sacarose (glicose + frutose)
 (glicose + glicose)
	
Estrutura química de monossacarídeos e dissacarídeos.
	
A lactose é um dissacarídeo de ocorrência quase que exclusivamente no leite. A maltose não ocorre em abundância na natureza, presente nos grãos da cevada germinada é conhecido como malte, e empregado como reforço alimentar em alguns produtos infantis e na produção de algumas bebidas, como o uísque.
Os dissacarídeos, ao serem hidrolisados, por enzimas digestivas, formam os dois monossacarídeos correspondentes.
A mistura de glicose e frutose, obtida da hidrólise de sacarose é conhecida como açúcar invertido, e é muito comum na formulação de produtos industrializados, que tem como função prevenir a cristalização de açúcares em sobremesas como doce de leite, entre outros.
Os polissacarídeos são formados pela combinação de centenas de moléculas de monossacarídeos. Formados porunidades repetidas de glicose, os mais importantes na natureza são a amilose, amilopectina, o glicogênio e a celulose.
A amilose e amilopectina são os polissacarídeos que formam o amido, sendo que a amilose é um polímero linear de glicose e a amilopectina é ramificada. Estes constituem a principal reserva energética dos vegetais e encontra-se na forma de grânulos de amido, presentes em sementes e raízes de diversos vegetais (batata, trigo, milho, arroz, mandioca, inhame) que são empregadas como de alimento (energia) para o nosso organismo.
AMIDO: formado por dois tipos de polissacarídeos
Amilose: cadeia linear de glicose α-1,4
Amilopectina: cadeia ramificada de glicose α-1,4 e α-1,6
Trissacarídeos: 3 monossacarídeos
Maltotriose ou Isomaltose (produto da digestão do amido)
Rafinose: galactose + glicose + frutose (beterraba) 
	
	
	Figura 5. Estrutura química do amido e do glicogênio
O glicogênio é um polissacarídeo ramificado de glicose com estrutura muito semelhante à da amilopectina e constitui a principal forma de armazenamento de energia pelos animas, que se encontram em maior concentração nas células do fígado e dos músculos.
A celuose é formada por uma cadeia linear de glicose -1,4
Principais diferenças entre polissacarídeos
Natureza das unidades ou monômeros
Tamanho da cadeia
Grau de ramificação
 
DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS
�
A digestão dos carboidratos ocorre pela hidrólise das ligações glicosídicas por enizmas glicosidases específicas para as ligações glicosídicas. 
A hidrólise do amido inicia-se na boca através da -amilase salivar e produz dextrinas, isomaltose e maltose. Sua hidrólise	 final ocorre no intestino delgado pela -amilase pancreática, glicoamilase e isomaltase.
As alfa-amilases salivar e pancreática) hidrolisam apenas as ligações alfa – 1,4 do amido.
Porém, não possuímos enzimas celulases para hidrolizar as ligações beta-1,4 das moléculas de celulose.
Celulose é denominada fibra alimentar, assim como outros polissacarídeos que não são digeridos.
Os dissacarídeos, lactose, sacarose e maltose são digeridos no intestino delgado por lactase, sacarase ou invertase e maltase, respetivamente.
 �
�
	
-D-glicose
-D-glicose
Frutose
Maltose 
celibiose
Celulose (cadeia linear)
Ligação β -1, 4
Isomaltose
Maltose
Lactose
Sacarose
Dextrinas do amido
Isomaltose
Maltose
Sacarose
Celulose
Amido
Lactose
Sacarose
Celulose
Glicose
Celulose
Galactose
Celulose
Digestão da lactose
Intolerância à lactose
_1123660480/ole-[42, 4D, E2, C5, 03, 00, 00, 00]