Carboidratos: Conceito, Estrutura e Funções

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ESCOLA ESTADUAL JORGE AMADO
ANTHONI GABRIEL MARCHI DE AMARAL
CARBOIDRATOS
CHAPADÃO DO SUL 
2018
ANTHONI GABRIEL MARCHI DE AMARAL
CARBOIDRATOS
Trabalho apresentado para a Escola Estadual Jorge Amado, para obtenção de nota parcial na disciplina de Química, sob orientação do Professor Cássio.
CHAPADÃO DO SUL 
2018
SUMÁRIO
Introdução_______________________________________________________04
Conceito________________________________________________________ 05
Significado______________________________________________________ 05
Estrutura______________________________________________ 05
Alimentação______________________________________________ 06
Funções______________________________________________ 07
Nomenclatura______________________________________________ 07
Classificação______________________________________________ 08
Monossacarídeos_____________________________________________ _09
Oligossacarídeos______________________________________________ 10
Polissacarídeos______________________________________________ 11
Conclusão______________________________________________ 12
Bibliografia_____________________________________________ _13
INTRODUÇÃO
 O açúcar que as pessoas utilizam para adoçar sucos, as fibras de uma folha de papel, a madeira das árvores, o exoesqueleto (a carapaça) de crustáceos são alguns exemplos de substâncias que são formadas por carboidratos. É muito comum também associar os carboidratos às massas como macarrão, pães, bolos e pizzas. Eles são conhecidos também como glicídios ou sacarídeos e são as principais fontes alimentares para produção de energia em plantas e animais. Essas biomoléculas são, ainda, componentes estruturais das paredes celulares de microrganismos e plantas. Durante esta aula, buscaremos entender essa classe de biomoléculas que apresenta as mais variadas estruturas químicas. A grande maioria dos carboidratos apresenta uma proporção entre os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio de 1:2:1. Essa proporção entre os átomos desses elementos sugere que os carboidratos apresentem um carbono hidratado (ligado à água). Isso explica o porquê das moléculas dessa classe ter sido denominada carboidratos ou hidratos de carbono (termo não mais adotado). No entanto, alguns carboidratos não apresentam a proporção acima mencionada entre os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São conhecidos outros carboidratos que apresentam em sua composição outros átomos, como nitrogênio, enxofre e fósforo.
CONCEITO
 Os carboidratos são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que por hidrólise liberam um desses dois compostos. Para compreendermos esse conceito, vamos inicialmente nos concentrar no primeiro conceito que é poliidroxialdeído. O termo poliidroxi se refere à presença de várias (daí o emprego de “poli”) hidroxilas (OH). Enquanto o termo aldeído é empregado pelo fato de a carbonila (C=O) localizada na extremidade da estrutura do carboidrato conferir-lhe uma função orgânica do tipo aldeído (Figura 1). A explicação para o termo poliidroxicetona também pode ser apresentada seguindo esses mesmos parâmetros, ou seja, decompondo-o. Esses monossacarídeos também apresentam mais de um grupo hidroxila, razão pela qual temos uma poliidroxi. Como a carbonila (C=O) nesses monossacarídeos se localiza em qualquer posi- ção que não a extremidade, é conferida assim uma função orgânica do tipo cetona (Figura 1). 
Figura 1 Estruturas da D-gliceraldeído (poliidroxialdeído) e da diidroxiacetona (poliidroxicetona). A carbonila (C=O), destacada em rosa, confere aos poliidroxialdeídos uma função orgânica cetona e aos poliidroxicetonas uma função cetona. Essas moléculas são representadas pela projeção de Fischer (Fonte: Nelson et al., 2002).
SIGNIFICADO 
Substantivo Masculino
Composto orgânico que, usado como fonte de energia e constituído por carbono, hidrogênio e oxigênio, pode ser encontrado nos açúcares, amidos ou outros alimentos; hidrato de carbono ou carbo-hidrato: amido de pão, massas, batatas e doces são fontes de carboidratos.
Etimologia (origem da palavra carboidrato). Carbo + hidrato.
ESTRUTURA 
Os carboidratos são compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogênio e oxigênio, que geralmente seguem a fórmula empírica [C(H2O)]n. A proporção entre os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio é de 1:2:1. Contudo, alguns carboidratos não se ajustam a esta regra geral, como a fucose, por exemplo, cuja fórmula molecular é C6H12O5. Outros autores utilizam a fórmula empírica [Cx(H2O)y]. Podem ser poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, isto é, possuem um grupo que pode ser aldeído ou cetona, respectivamente, e várias hidroxilas, geralmente uma em cada átomo de carbono que não faz parte do aldeído ou grupo funcional cetona. Além de carbono, hidrogênio e oxigênio, alguns carboidratos apresentam nitrogênio, fósforo ou enxofre em sua composição. Quando compostos por aldeídos são chamados de aldose, quando compostos por cetona são chamados de cetose.
ALIMENTAÇÃO
 Os alimentos ricos em carboidratos, como pão, cereais, arroz e todas as massas, são uma importante forma de energia para o organismo, no entanto, quando consumidos em excesso, eles aumentam a quantidade de gordura corporal, pois o excesso de carboidratos é armazenado no organismo como forma de gordura.
 Assim, é importante não exagerar na ingestão deste tipo de alimentos, sendo recomendado comer somente de 200 a 300 gramas de carboidratos por dia, o que facilmente é atingido ao comer arroz no almoço e no jantar, 1 um pão francês e biscoitos ao longo do dia.
	ALIMENTOS RICOS EM CARBOIDRATOS
	ALIMENTOS
	QUANTIDADE DE CARBOIDRATO EM 100G DO ALIMENTO
	QUANTIDADE DE FIBRAS EM 100G DO ALIMENTO
	Arroz branco
	28,10
	1,60
	Arroz integral
	25,80
	2,70
	Banana nanica
	23,80
	1,90
	Batata inglesa
	11,90
	1,30
	Batata-doce
	18,40
	2,20
	Feijão carioca
	13,60
	8,50
	Grão-de-bico
	27,40
	4,90
	Lentilha
	16,30
	7,90
	Macarrão instantâneo
	62,40
	5,60
	Mandioca
	30,10
	1,60
	Mandioquinha
	18,90
	1,80
	Mamão papaia
	10,40
	4,0
	Massa de lasanha
	32,50
	1,60
	Mel
	84,00
	NA
	Pão francês
	58,60
	2,30
	Pão integral
	46,00
	6,40
	
FUNÇÕES DOS CARBOIDRATOS 
Os carboidratos têm funções estruturais da membrana celular (construtora ou plástica), fornecimento de uma fração significativa de energia, armazenamento energético nos animais, sob a forma de glicogênio e principalmente nos vegetais, sob a forma de amido. Também apresentam função anticoagulante (heparina), lubrificante, estrutural (quitina, que forma o exoesqueleto dos artrópodes e constitui a parede celular dos fungos) e antigênica (ativa o sistema imunológico, por exemplo, a alergia causada por crustáceos). Eles a inda constituem os ácidos nucleicos: DNA e R NA. De uma forma geral, a s principais funções desempenhadas pelos carboidratos são: 
Função energética: como por meio da glicose (para as célula s do sistema nervoso, por exemplo) e frutose (para os espermatozoides, por exemplo). De fato, 1g d e glicose é capaz de fornecer 4 Kcal de energia considerada “limpa”. 
Função estrutural: quitina no exoesqueleto de artrópodes e celulose na parede celular de vegetais. 
Reserva energética: função desempenhada pelo glicogênio e pelo amido. O glicogênio (forma de armazenamento de glicose no fígado e nos músculos) começa a ser metabolizado apenas quando a glicemia (níveis de glicose no sangue) chega a um nível mínimo. Caso o estoque de glicogênio no fígado esgote (que ocorre entre 12 e 24 horas depois do início de seu uso), passamos então a utilizar o metabolismo de gorduras (1g de gordura é capaz de fornecer 9 Kcal de energia considerada “suja” devido à liberação decorpos cetônicos). 
NOMENCLATURA DOS CARBOIDRATOS 
Os carboidratos são substâncias orgânicas também chamadas de hidratos de carbono. Esta nomenclatura foi atribuída por eles serem formados por, basicamente, 2 átomos de hidrogênio, 1 de carbono e 1 átomo de oxigênio. Sua fórmula empírica, com o já vimos anteriormente, é (CH2O)n. Daí o nome carbo (carbono) + hidrato ( hidros = água). Os carboidratos são a maior reserva de energia de todo o reino vegetal, sendo produto do processo fotossintético. Por outro lado, no reino animal, os carboidratos são encontrados em pequenas quantidades no sangue, sob a forma de glicose, e no fígado em músculos, sob a forma de glicogênio.
CLASSIFICAÇÃO
Os carboidratos são classificados de acordo com o número de moléculas em sua constituição: como monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
 1) Monossacarídeos: são carboidratos com reduzido número de átomos de carbono em sua molécula. O "n" da fórmula geral (CnH2nOn) pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses), sendo os mais importantes as pentoses (C5H10O5) e as hexoses (C6H12O6). São relativamente pequenos, solúveis em água e não sofrem hidrólise. Nessa classe, se inclui a glicose, o mais importante combustível para a maioria dos seres vivos, componente dos polissacarídeos mais importantes, como o amido e a celulose. 
2) Oligossacarídeos: são carboidratos resultantes da união de duas a dez moléculas de monossacarídeos. A ligação entre os monossacarídeos ocorre por meio de ligação glicosídica, formada pela perda de uma molécula de água. O grupo mais importante dos oligossacarídeos são os dissacarídeos, formados pela união de apenas dois monossacarídeos. 
3) Polissacarídeos: são carboidratos grandes, às vezes ramificados, formados pela união de mais de dez monossacarídeos ligados em cadeia, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de hexoses. São insolúveis em água e, portanto, não alteram o equilíbrio osmótico das células. Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como reserva energética e como elementos estruturais. 
Polissacarídeos de reserva energética: O amido é o polissacarídeo de reserva energética dos vegetais; O glicogênio é o polissacarídeo de reserva energética animal. Amido e glicogênio são formados por milhares de moléculas de glicose e para serem aproveitados no metabolismo energético são transformados em moléculas de glicose. 
Polissacarídeos Estruturais: A celulose é o polissacarídeo presente na membrana celulósica das células vegetais; Nos artrópodes, o polissacarídeo quitina é um material impermeabilizante do exoesqueleto, garantindo boa adaptação à vida terrestre; A heparina também é um importante polissacarídeo que atua na circulação como anticoagulante, principalmente em regiões de grande irrigação como pulmões e fígado.
 
MONOSSACARÍDEOS 
Os monossacarídeos são os compostos mais simples de carboidratos, sendo a maioria denominada açúcares simples ou carboidratos simples.  Podem ter entre 03 e 08 átomos de carbono em sua estrutura, porém o mais comum são de 05 e 06 átomos, as pentoses e hexoses respectivamente. Os monossacarídeos possuem somente uma molécula de açúcar. Os monossacarídeos são monômeros, ou seja, não podem ser hidrolisados. Na maioria das vezes possuem sabor adocicado e são sempre solúveis em água.
Podem ser classificados pelo número de átomos de carbono conforme o exemplo abaixo: 
	Número de carbonos
	Fórmula
	Nome
	Exemplo
	3
	C3H6O3
	Triose
	D-Gliceraldeído
	4
	C4H8O4
	Tetrose
	D-Eritrose, D-Treose
	5
	 C5H10O5
	Pentose
	D-Ribose, D-Xilose
	6
	C6H12O6
	Hexose
	D-frutose, D-glicose
Observe que há sempre o sufixo “ose” ao se mencionar os monossacarídeos, onde não se pode incluir as trioses (monossacarídeos de 03 átomos que são exceção). Outro ponto importante é que todos os monossacarídeos possuem o grupamento carbonila (-C=O). Quando o grupamento está na extremidade da cadeia tem-se o grupo funcional aldeído e o açúcar passa a ser aldose. Quando o grupamento está no meio da cadeia, tem-se o grupo funcional cetona e o açúcar passa a ser cetose. Quanto ao metabolismo, os monossacarídeos são absorvidos no intestino delgado e transportados para o fígado.
Exemplo de Aldoses: glicose e ribose;
Exemplo de Cetoses: ribulose e frutose.
Alguns monossacarídeos desempenham função essencial à vida. São estes:
Glicose – encontrada nas frutas, tubérculos, mel e produto final da degradação de carboidratos complexos. Importante fonte de energia cerebral
Frutose – encontrada em frutas e mel. Maior capacidade adoçante
Galactose – obtida na degradação da lactose (leite). 
Pentose (5 átomos de carbono)
Ribose – importante na constituição de ácidos nucleicos
OLIGOSSACARÍDEOS
São carboidratos solúveis, não digeríveis, encontrados em grande variedade nos alimentos do reino vegetal. Exercem função como prebióticos, ou seja, estimulam o crescimento da microflora intestinal benéfica. São classificados como fibras dietéticas com baixo teor de calorias. Consistem numa mistura de oligossacarídeos e polissacarídeos não digeríveis, compostos de unidades de frutose em cadeias lineares longas ou médias, com ligações beta (2-1) que podem ser encerradas por uma unidade de glicose. Oligossacarídeos são açucares, formados pela união de dois a seis monossacarídeos, geralmente hexoses. O prefixo oligo deriva do grego e quer dizer pouco. Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos.
 Açucares formados pela união de duas unidades de monossacarídeos, como, por exemplo, sacarose, lactose e maltose. São solúveis em água e possuem sabor adocicado. Para a formação de um dissacarídeo, ocorre reação entre dois monossacarídeos, havendo liberação de uma molécula de água. É comum utilizar o termo de desidratação intermolecular para esse tipo de reação, em que resulta uma molécula de água durante a formação de um composto originado a partir de dois outros.
Veja o caso do dissacarídeo sacarose, que é o açúcar mais utilizado para o preparo de doces, sorvetes, para adoçar refrigerantes não dietéticos e o “cafezinho”. Sua fórmula molecular é C12H22O11. Esse açúcar é resultado da união de uma frutose e uma glicose. Como foi visto na tabela anterior, tanto a glicose como a frutose possuem a fórmula molecular C6H12O6. Como ocorre a liberação de uma molécula de água para a formação de sacarose, a sua fórmula molecular possui dois hidrogênios e um oxigênio a menos.
	Dissacarídeo
	Constituição
	Fontes
	Sacarose
	Glicose + Frutose
	Cana-de-açúcar, beterraba
	Lactose
	Glicose + Galactose
	Leite
	Maltose
	Glicose + Glicose
	Cereais
POLISSACARÍDEOS
Também conhecidos como glicanos, os polissacarídeos são carboidratos compostos por grande quantidade de moléculas de monossacarídeos (açúcares simples). O monossacarídeo presente, em maior quantidade, na formação dos polissacarídeos é a glicose. Os homopolissacarídeos são formados por um único tipo de unidade de monossacarídeo. Assim, o amido, o glicogênio e a celulose, são exemplos de polissacarídeos formados apenas pelo monossacarídeo glicose. Já os heteropolissacarídeos são polissacarídeos formados por duas ou mais unidades monoméricas diferentes. Exemplos: o ácido hialurô- nico, que é formado por resíduos alternados de ácido D-glicurônico e N-acetil-D-glicosamina.
Celulose: A celulose está presente, principalmente, nos vegetais. Ela atua na formação da parede celular das plantas. Quando ingerimos vegetais (folhas, legumes, frutas e etc.), nosso organismo não digere a celulose. Porém, ela é muito importante para o bom funcionamento dos intestinos e composição do bolo fecal.
 
Amido: O amido é um polissacarídeo presente em várias espécies de vegetais. Ele também é importante para nosso organismo, pois atua como reserva de energia. Podemos encontrar grandes quantidades de amido no milho, trigo, batata, arroz, mandioca e cenoura.
 
Quitina: A quitina é um polissacarídeo pouco ingerido pelos sereshumanos. Encontramo-las no exoesqueleto de animais artrópodes e nas paredes das células de fungos. A quitina é composta por grande quantidade de moléculas de glicose e por grupos de amina (composto químico orgânico nitrogenado).
 
Glicogênio: Está presente, principalmente, nos animais e nos fungos. Atua como reserva de energia nas células animais e vegetais. Nos seres humanos, o armazenamento e a síntese do glicogênio ocorrem no fígado e músculos.
CONCLUSÃO
A digestão e absorção dos carboidratos simples acontecem rapidamente, pois estão prontos para serem absorvidos, e estimulam muito a insulina, levando a um aumento dos níveis de glicose no sangue, conhecida também como glicemia. Por isso para ter um pensamento saudável é importante não consumi-los em grande quantidade e claro, é necessário o equilíbrio entre todos os nutrientes.
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