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1 Carboidratos Bromatologia Prof. Dr.ª Janaina Vieira Definição de carboidratos • Os carboidratos são compostos polihidrolixados com grupamentos aldeídicos ou cetônicos em seus derivados simples, sendo considerado o principal constituinte da dieta • Corresponde a 50% ou mais das calorias ingeridas diariamente • Nutricional • Adoçantes naturais • Matéria-prima para produtos fermentados • Principal ingrediente dos cereais • Propriedades reológicas da maioria dos alimentos de origem vegetal (polissacarídeos) • Responsáveis pela reação de escurecimento em muitos alimentos Carboidratos - Funções Definição de carboidratos • Podem ser classificados de acordo com • Tamanho da sua molécula química • Monossacarídeos • Polissacarídeos • Oligossacarídeos **Esta classificação está diretamente relacionada às características de cada tipo de carboidrato Classificação • Monossacarídeos • São compostos que não podem ser hidrolisados a compostos mais simples • Classificados em aldose e cetose (frutose) • A glicose é o monossacarídeo presente em maior quantidade na natureza 2 Classificação • Oligossacarídeos • Carboidratos de cuja hidrólise total resulta de 2 a 10 unidades de monossacarídeos • Sacarose, lactose, maltose, celobiose Classificação • Polissacarídeos • Polímeros de alto peso molecular, formados por um grande número de monossacarídeos • Quanto menor o peso molecular, maior a solubilidade em água • Apresentam a capacidade de reter água • Amido, celulose Principais polissacarídeos PIQ – Alguns carboidratos • Açúcar comum • Produto obtido pela prensagem da cana de açúcar (Sacharum officinarum) e submetido a processos tecnológicos adequados • Quimicamente é um misto de grande teor de sacarose e mínimo de glicose e frutose • PIQ: fixado pela Resolução RDC nº 271 / 2005 ANVISA • Açúcar comum • Excluem-se os adoçantes dietéticos desta Resolução EDULCORANTES • Análise físico-química do açúcar comum • Características sensoriais: aspecto, cor, aroma e sabor • Acidez em solução • Granulometria • Amido • Glícidos redutores em glicose e não redutores em sacarose • Edulcorantes • Metais tóxicos: chumbo, cobre • Corantes • Branqueadores óticos • Umidade • Mel • Produto alimentício produzido pelas abelhas melíferas, a partir do néctar das flores que as abelhas recolhem, transformam, combinam com substâncias específicas próprias, armazenam e deixam madurar nos favos da colmeia PIQ – Alguns carboidratos 3 • O PIQ é estabelecido pelo RIISPOA (Art. 757) e pela Instrução Normativa 11/2000 do Ministério da Agricultura e Abastecimento • Pode ser classificado de acordo com a sua tonalidade e de acordo com a sua qualidade • Análises físico-químicas • Reação de Lund, Reação de Fiehe, Reação de Lugol, Umidade por refratometria, Fermentos diastásicos e Acidez em ácido fórmico. PIQ – Alguns carboidratos • Rapadura • Produto sólido obtido pela concentração do caldo de cana-de- açúcar (Saccharum officinarum L.), podendo ser adicionado de outro(s) ingrediente(s) desde que não descaracterize(m) o produto • Melado é o produto obtido pela concentração do caldo de cana-de- açúcar (Saccharum officinarum L.) ou a partir da rapadura derretida PIQ – Alguns carboidratos • PIQ de ambos é estabelecido pela RDC nº 271 / 2005 ANVISA • As análises físico-químicas • As mesmas realizadas no mel, com exceção Fermentos diastásicos, Dextrinas e Reações características do mel • Feculentos e Farináceos • São os produtos obtidos de partes comestíveis de uma ou mais espécies de cereais, leguminosas, frutos, sementes, tubérculos e rizomas por moagem e ou outros processos tecnológicos considerados seguros para produção de alimentos PIQ – Alguns carboidratos • O PIQ é estabelecido pela Instrução Normativa 8/2005 – “Regulamento técnico de identidade e qualidade da farinha de trigo” • A farinha de trigo pode ser classificada por tipos de acordo com a qualidade de extração ou em industrial e doméstica PIQ específico estabelecido por lei • Análises físico-químicas • Composição centesimal, glúten, presença de antioxidantes e umidade Determinação de Carboidratos • AMOSTRAGEM • As amostras sólidas devem ser moídas • Mínima mudança no conteúdo de umidade • Não afetem as propriedades e composição do alimento • Deve-se obter solução aquosa dos açúcares, livres de substâncias interferentes, para posterior identificação e quantificação 4 • Eliminação de substâncias interferentes • Pigmentos solúveis • Substâncias opticamente ativas (aminoácidos, etc.) • Constituintes fenólicos • Lipídeos • Proteínas Tratamentos prévios para a análise Condensação de produtos de degradação dos açúcares (Hidroximetilfurfural) em ácidos fortes (ácido sulfúrico) com vários compostos orgânicos (antrona e fenol). Reações Coloridas Reações coloridas baseadas nas propriedades, redutoras dos açúcares que reduzem em soluções alcalinas sais de cobre, prata, bismuto e mercúrio. O reagente mais conhecido e o reagente de Fehling Propriedades redutoras do grupo carbonila Soluções de Fehling A = Sulfato de cobre B= Tartarato de sódio e potássio Métodos qualitativos Antrona • Consiste em reações de condensação que utilizam reagentes ácidos para desenvolvimento de cor • Reage especialmente com carboidratos em solução concentrada de ác. Sulfúrico • Produz cor verde azulada (reação dos produtos de degradação, hidroximetilfurfural ou furfural com a antrona) • Melhores resultados quando aplicada em soluções puras de hexoses ou seus polímeros Reação de Antrona • Adicionar a solução de glicose e por último o reagente Antrona • Este sistema deve ser mantindo em gelo • Após, agitar os tubos e levá-los ao banho-Maria a 100 ºC por 3 min. • Deixar atingir a T ambiente e fazer a leitura no espectrofotômetro a λ = 620ɳm também considerado um método quantitativo (YEMM e WILLIS, 1954) Antrona – Metodologia Análise para carboidratos simples Solução Benedict • Essa solução é um indicador químico para açúcares simples, como a glicose (C6H12O6) • Azul claro: teste negative • Amarelo, verde, vermelho: teste positivo 5 Solução Benedict Solução Benedict Solução Benedict • Solução de iodeto de potássio iodeto • Mudança de coloração para azul a preto Análise para carboidratos complexos Solução de IKI Análise para carboidratos complexos Solução de IKI Análise para carboidratos complexos Solução de IKI 6 Métodos quantitativos • MunsonWalker • Método gravimétrico baseado na redução do cobre pelos grupos redutores dos açúcares • Lane-Eynon • Método titulométrico também baseado na redução de cobre pelos grupos redutores dos açúcares • Somogyi • Método microtitulométrico baseado também na redução do cobre • Métodos cromatográficos • Métodos ópticos Lane-Eynon (Fehling) • Método titulométrico baseado na redução de cobre pelos grupos redutores dos açúcares • Inicialmente a sacarose é hidrolisada com ácido clorídrico, produzindo duas moléculas de glicídios redutores • Após neutralização e filtração, todos os glicícios redutores são determinados • Solução de Fehling (azul de metileno) AZUL INCOLOR Onde: A = nº de mL da solução de P g da amostra a = nº de g de glicose correspondente a 10 mL das soluções de Fehling P = massa da amostra em g V = nº de mL da solução da amostra gasto na titulação Lane-Eynon (Fehling) Somogyi • Métodos microtitulométrico baseado na redução de cobre • Reativo de Somogyi íon cúprico • Os açúcares redutores, quando aquecidos e em soluções alcalinas, reduzem o cobre, forma do o óxido cuproso • O óxido cuproso reagecom o arseno-molibdenio, formando o óxido molibdênio (coloração azul, espectofotometria a 540nm). Métodos cromatográficos • Cromatografia • Técnica usada para separação de componentes de uma amostra, estes são divididos em duas fases uma das quais é estacionária e a outra elui entre os intersítios ou sobre a superfície da fase estacionárias (FE) 7 Métodos cromatográficos • Cromatografia em papel • Aplica-se a pequenas quantidades de carboidratos • Apesar de destinar-se a análise qualitativa é possível quantificar mediante a determinação colorimétrica após ser eluído o solvente • Os glicídios específicos são identificados mediante a comparação dos valores de Rf que são comparados com os padrões Métodos cromatográficos • Cromatografia em papel • É uma técnica de separação baseada no deslocamento diferencial de solutos, arrastados por uma fase móvel e retidos seletivamente por uma fase estacionária líquida (água), contida no papel Cromatografia em papel Cromatografia em coluna Métodos cromatográficos • Cromatografia em camada delgada • Cromatografia gasosa • Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) Métodos ópticos • REFRATOMETRIA • Açúcares totais, como sólidos solúveis • Leitura direta • Simples, baixo custo e rápido • Muito utilizado no controle de qualidade de produtos de frutas. 8 Métodos ópticos • REFRATOMETRIA • Refratômetro • POLARIMETRIA • Os açúcares são substâncias quirais (4 grupos diferentes) • A rotação específica é uma condição físico-química, que é medida com um polarímetro, sendo importante para caracterização das substâncias quirais • O polarímetro é um instrumento óptico utilizado para determinar o grau de rotação molecular • O grau de rotação molecular pode alterar completamente as características de uma substância • Ex: laranja e limão possuem a mesma estrutura molecular, difere simplesmente o seu grau de rotação. Métodos ópticos • POLARIMETRIA • As usinas de açúcar utilizam o polarímetro para avaliar a quantidade de sacarose / glicose presente em uma amostra durante o processo de fabricação • Sua aplicação no campo produtivo se concentra no controle do processo de qualidade Métodos ópticos • DENSIMETRIA • É a medida da densidade de uma solução açucarada, que é uma função da concentração de açúcar numa temperatura definida • Alimentos que se encontram no estado líquido • A água é o líquido de referência • Medida em densímetro • A leitura deve ser feita sempre abaixo do menisco • Os resultados são exatos para soluções puras de açúcar e aproximados como xaropes Métodos ópticos 9 Densimetria Considerações finais • Mediante a determinação dos carboidratos é possível avaliar características nutricionais e tecnológicas nos alimentos analisados • Os métodos de determinação de carboidratos estão baseados nas propriedades físicas das suas soluções ou no poder redutor dos carboidratos mais simples (aos quais se pode chegar por hidrólise, no caso dos mais complexos) • Dependendo do método e dos procedimentos aplicados as determinações poderão ser quantitativas ou qualitativas Para um relatório de aula prática, os alunos reuniram dados de análises de composição centesimal do alimento pão francês, feitas em laboratório por diferentes grupos, apresentados na tabela abaixo. Alguns desses dados, correspondentes às letras A, e B, precisam ser complementados. Para o cálculo do valor calórico, sabe-se que os grupos utilizaram os fatores de Atwater: carboidratos e proteínas = 4 kcal/g, lipídios = 9 kcal/g. A partir dos dados apresentados na tabela, é correto afirmar: I - não é necessário que o grupo realize a análise de carboidratos para se determinar o resultado referente à letra B. II – O resultado referente à letra B é igual a 59,1% III - o valor calórico do produto (letra A) é equivalente a 296,3 kcal, aplicando-se o fator de Atwater. Estão corretas as afirmações: ( ) I e II ( ) I e III ( ) I, II e III. Exercício Kcal em 100g Umidade % Proteínas % Lipídios % Cinzas % Carboidratos % A 28 8,0 3,1 1,8 B
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