Carboidratos (1)

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26/04/2019 
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GLICÍDIOS 
Disciplina: Composição Química dos Alimentos 
Profª. Patrícia Souza 
GLICÍDIOS 
Funções 
Energética; Estrutural; Genética; Reserva 
Importância Tecnológica 
Edulcorante; Propriedade reológica; Reações de 
escurecimento; Matéria-prima para fermentação 
Fontes 
Açúcar refinado; Farinha de trigo; Hortaliças; Frutas e 
outros 
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CARBOIDRATOS 
As aldoses e cetoses naturais ocorrem normalmente na forma D 
 Isomeria óptica: os açúcares naturais são de série D 
CARBOIDRATOS 
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Grupo Aldeído 
Carbono quiral 
CARBOIDRATOS 
Carbono quiral 
Grupo Aldeído 
CARBOIDRATOS 
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ESTRUTURA CÍCLICA DA GLICOSE 
 
Pentoses e 
hexoses podem 
ciclizar quando o 
grupo cetona ou 
aldeído reage 
com o grupo 
OH distal. 
ESTRUTURA CÍCLICA DA GLICOSE 
Em solução todos os 
carboidratos com 5C ou mais 
encontram-se praticamente 
(99% ) na forma cíclica. 
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ESTRUTURAS CÍCLICAS DAS OSES 
Em solução 
aquosa, ou 
seja, no 
metabolismo 
as moléculas 
das oses estão, 
na sua maior 
parte 
ciclizadas 
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS 
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1) Quanto ao grupo funcional e número de carbonos: 
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS 
C
A
R
B
O
I
D
R
A
T
O
S
 
 
3C = triose 
4C = tetrose 
5C = pentose 
6C = hexose 
 
 
Aldoses 
 
 
Cetoses 
 
 
3C = triulose 
4C = tetrulose 
5C = pentulose 
6C = hexulose 
 
C
A
R
B
O
I
D
R
A
T
O
S
 
Monossacarídeos 
Oligossacarídeos 
Polissacarídeos 
2 a 10 (ou 2 a 20) 
unds de açúcares 
unidas por ligações 
glicosídicas 
2) Quanto ao número de unidades monossacarídeas: 
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS 
Até 9 CARBONOS 
 > 20 unds de 
açúcares unidas por 
l igações glicosídicas 
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MONOSSACARÍDEOS 
Menor unidade 
estrutural de um 
carboidrato 
Podem apresentar diferentes grupos funcionais 
MONOSSACARÍDEOS 
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Propriedades 
 dos 
monossacarídeos 
Sólidos 
Incolores 
Cristalinos 
Solúveis em água e insolúveis em 
solventes polares 
Sabor doce 
Redutores 
MONOSSACARÍDEOS 
REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
1. Redução dos grupos carbonila 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: Na indústria utiliza-se o gás hidrogênio sob pressão, na presença de catalisador 
(níquel de Raney), formando poli-hidroxil álcoois ou poliois. 
D-glicose → D-glicitol (sorbitol) 
D-manose → D-manitol 
D-xilose → xilitol 
D-frutose → D-manitol e D-glicitol 
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REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
2. Desidratação 
Sob aquecimento ocorre a desidratação dos monossacarídeos. 
Pentoses - Formam o 2-furaldeído (furfural) e eliminam 3 moléculas de água. 
Hexoses - Formam o 5-hidrometil-2-furfuraldeído (hidroximetilfurfural – 
HMF). 
∆ 
∆ 
3. Reação com aminas – Escurecimento não enzimático ou Reação de 
Maillard 
REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
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REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
3. Reação com aminas – Escurecimento não enzimático ou Reação de 
Maillard 
 
O grupo carbonila (C=O) do açúcar redutor pode reagir com o grupo amina 
primário (NH2), produzindo inúmeros compostos poliméricos (melanoidinas) 
de coloração escura. 
 
 
 
Lentamente 
durante a 
estocagem 
Com muita 
rapidez nas 
altas 
temperaturas 
Reação 
de 
Maillard 
Formam 
numerosos 
compostos 
intermediários 
que são 
responsáveis 
pelos sabores, 
aromas e 
coloração. 
REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
3. Reação com aminas – Escurecimento não enzimático ou Reação de 
Maillard 
Compreende 3 fases: 
Fase Inicial 
• Reação ocorre 
entre açúcares 
redutores e 
aminoácidos, 
na proporção 
de 1:1 e resulta 
em produtos 
incolores e sem 
aroma. 
Fase 
Intermediária • Inicia-se a 
percepção de 
aromas. A cor 
torna-se 
amarelada. 
Desenvolve-se 
o poder redutor 
em solução e o 
pH diminui. 
Fase Final 
• O produto final, 
uma cetose 
amina, pode 
sofrer vários 
tipos de reações 
e seguir 
diferentes 
caminhos. São 
desenvolvidos 
diferentes 
sabores, aromas 
e cores em 
função de 
diferentes 
aminoácidos. 
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REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
4. Caramelização 
 
Substâncias responsáveis pelos sabores, aromas e coloração. 
∆ ∆ ∆ 
REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
4. Caramelização 
 
O aquecimento de carboidratos em ausência de compostos nitrogenados, 
promove um complexo grupo de reações envolvidas na caramelização. 
 
Envolve T°C elevadas acima de 120°C e tem como produtos finais o caramelo, 
compostos escuros de composição química complexa. 
 
O aquecimento causa desidratação da molécula de açúcar com a introdução 
de ligações duplas (polímeros insaturados) ou a formação de anéis anidro. 
 
A reação é facilitada por pequenas quantidades de ácidos e alguns sais. 
Caramelo I 
Caramelo II 
Caramelo III 
Caramelo IV 
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REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS 
5. Formação de glicosídeos 
A forma hemiacetal dos açúcares pode reagir com um álcool para produzir 
um acetal completo (ligações glicosídicas), liberando uma molécula de 
água. 
DISSACARÍDEOS 
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Açúcares redutores: apenas um grupo hidroxílico hemiacetálico está envolvido 
na ligação, ou seja, apresenta a hidroxila (OH) do carbono anomérico livre (OH 
participa da ligação glicosídica). 
 
DISSACARÍDEOS 
Açúcares não redutores: os grupos hemiacetálicos dos 2 açúcares que 
compõem o dissacarídeo estão envolvidos na ligação glicosídica, ou seja, não 
apresentam a hidroxila (OH) do carbono anomérico livre (OH participa da 
ligação glicosídica). 
DISSACARÍDEOS 
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Lactose 
β-galactose + α-glicose 
Açúcar redutor 
Presente no leite 
Sacarose 
α-glicose + β-frutose 
Açúcar não redutor 
Formado somente por plantas 
Maltose 
α-glicose + α -glicose 
Açúcar redutor 
Obtido da hidrólise parcial 
de amidos 
DISSACARÍDEOS 
Trealose 
α-glicose + α -glicose 
Açúcar não redutor 
Presente em insetos 
Celobiose 
α-glicose + β -glicose 
Açúcar redutor 
Presente na celulose e lignina 
DISSACARÍDEOS 
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 3-10 unidades de monossacarídeos 
 Encontrados em legumes, leguminosas.. 
 Não sofre ação das enzimas pancreáticas 
 
OLIGOSSACARÍDEOS 
Rafinose 
glicose + frutose + galactose 
Açúcar não redutor 
Presente leguminosas, raízes, 
sementes, melaço. 
Estaquiose 
galactose + galactose + glicose 
+ frutose 
Açúcar não redutor 
Presente leguminosas. 
Compostos Doçura em solução 10% 
 -D – Frutose 130,0 
Sacarose 100,0 
Glicose 74,5 
Manose 50,0 
Galactose 32,0 
Maltose 38,0 
Lactose 16,0 
Xilitol 1,0 
Manitol 0,56 
Sorbitol 0,58 
1. Poder Adoçante ou Edulcorante: 
Mensura-se a intensidade do sabor doce mediante a determinação do 
patamar de percepção do sabor ou por comparação com uma substância de 
referência, geralmente a sacarose. 
 
Os monossacarídeos e os dissacarídeos possuem gosto doce. 
PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS 
Fatores que influenciam na 
percepção: 
 
Temperatura; 
pH; 
Cor; 
Presença de outras 
substâncias 
Em uma escala arbitrária, se a sacarose fosse atribuído valor 100 ao gosto doce, 
então os outros açúcares teriam valor: 
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1. Poder Adoçante ou Edulcorante: 
PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS 
Em uma escala arbitrária, se a sacarose fosse atribuído valor100 ao gosto doce, 
então os outros açúcares teriam valor: 
2. Higroscopicidade: 
PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS 
Está relacionada diretamente com a presença de 
grupos hidroxilas, que são capazes de ligar água 
mediante o estabelecimento de pontes de hidrogênio. 
Favorável: 
Umectância 
Desfavorável: 
Aglomerados 
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3. Cristalização: 
É a principal característica dos açúcares! 
Em geral, obtém-se a cristalização resfriando soluções saturadas dos 
açúcares, com o que se provoca a imobilização e a reorganização das 
moléculas, formando-se um cristal. 
 
Fatores que influenciam: grau de saturação da solução original, temperatura, 
natureza da superfície do cristal, presença de impurezas na solução. 
 
Quanto + lento = maior tamanho dos cristais 
 
PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS 
Indesejável: 
Arenosidade (grandes cristais de lactose) 
Desejável: 
Caramelos moles (pequenos cristais opacos) 
4. Estado Vítreo (consistência de sólido e transparência): 
Consiste no estado amorfo, no qual a viscosidade é tão elevada que impede 
a cristalização do açúcar. 
 
Exemplo: caramelos duros e transparentes são feitos com soluções 
supersaturadas de açúcares (glicose, frutose e açúcar invertido), cuja 
cristalização é impedida pela elevada viscosidade e rigidez da massa. 
PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS 
Os açúcares em estado vítreo são higroscópicos , o que 
contribui para sua instabilidade, já que, ao reter a água, 
aumentam a sua mobilidade e, consequentemente, a 
velocidade de cristalização. 
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5. Solubilidade: 
 
Está relacionada com: 
 
1) Unds glicosil que, em média, possuem 3 grupos hidroxila; 
2) Átomo de oxigênio do anel; 
3) Átomo de oxigênio que liga um anel de açúcar ao outro 
 
Cada grupo tem a possibilidade de formar ligações de hidrogênio 
1 ou mais moléculas de água. 
 
 
 
 
 
 
 
PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Hidrólise: 
Rompimento das ligações glicosídicas. 
 
Pode ser catalisada por ácidos e/ou enzimas. 
 
A extensão da despolimerização pode acontecer na estocagem ou no 
processamento. 
 
 
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Molécula Dextrógira (D+): 
Desvia o plano de luz polarizada 
para a direita. 
Açúcar invertido é Levógiro (L-): 
Desvia o plano de luz polarizada 
para a esquerda. 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Hidrólise: 
 
AÇÚCAR INVERTIDO 
Açúcar Invertido 
 estável; 
 não cristaliza; 
 liquido; 
 mais doce 
Maior maciez aos doces, pois não 
cristaliza, alto poder adoçante. 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Ligação com flavorizantes: 
 
Os carboidratos têm a capacidade de reter compostos voláteis aromáticos e 
pigmentos naturais. 
 
Alguns carboidratos como as dextrinas ou ciclodextrinas são capazes de formar 
sistemas que prendem o composto flavorizante e o protegem. 
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Enolização: 
 
Formação de enodiol (substância 
instável) em soluções alcalinas 
aquecidas (açúcares redutores) 
REAÇÕES QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS 
Reduzem facilmente soluções 
alcalinas de Cu 2+ a Cu1+ - 
Reação de Fehling (Lane Eynon) 
POLISSACARÍDEOS 
 São polímeros de monossacarídeos com mais de 10 resíduos. 
 Carboidratos de elevado peso molecular 
São classificados como: 
 
 
 
 
 
 
 
 São menos solúveis, porém mais estáveis que os 
monossacarídeos. 
Homopolissacarídeo Heteropolissacarídeo 
Linear Ramificado Dois tipos de 
monômeros 
l ineares 
Múltiplos 
monômeros 
ramificados 
Grau de Polimerização (DP): Nº de unds de 
monossacarídeos unidos através de ligação peptídica. 
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POLISSACARÍDEOS 
 Fonte de reserva mais importante dos 
vegetais. Pode ser encontrado em raízes, 
sementes e tubérculos. 
 
 
 
 
 O amido ocorre na natureza na fórmula de 
grânulos. Eles são insolúveis em água e se 
hidratam muito pouco em água fria. 
 
 
 
 A capacidade de aumento de viscosidade (espessante) do amido é 
obtida apenas quando a suspensão de grânulos é cozida. 
 
AMIDO 
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Hilo ou Centro 
Iluminados com luz polarizada, 
observa-se que possuem 
birrefringência particular, que 
pode identificar, dentro de certos 
limites relativos, a origem ou o 
vegetal de onde procede esse 
amido. 
 
AMIDO 
AMIDO 
A amilose apresenta estrutura helicoidal, α-
helice, formada por pontes de hidrogênio 
entre os radicais hidroxilas das moléculas de 
glicose. 
Amilose 
Cadeia linear de unidade de α–D-glicopiranoses unidas por ligações 
glicosídicas α 1,4. 
Alimentos com alto teor de amilose tem 
baixo índice glicêmico 
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Teor de amilose de alguns amidos 
Amido Amilose (%) 
Milho 25 
Arroz 16 
Batata 18 
Trigo 24 
Fonte: Bobbio & Bobbio (1992) 
Os amidos normalmente contêm cerca de 25% de amilose. 
 
Variedades mutantes de milho - apresentam um teor de amilose de 85%. 
 
Variedades comerciais – Aproximadamente 65% de amilose. 
 
Certos amidos contêm apenas amilopectina – chamados de cerosos. 
AMIDO 
Amilose 
Amilopectina 
Molécula muito grande e altamente ramificada. 
 
Constituída por cadeias lineares de 20 a 25 unidades de α–D-glicopiranoses 
unidas em α-1,4; essas cadeias, por sua vez, estão unidas entre si por ligações 
α-1,6. 
AMIDO 
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Grânulos de 
amido + Água + 
T°C 
Moléculas de 
amido começam a 
vibrar 
Quebram-se as 
PH 
intermoleculares 
Penetração de 
água nas micelas 
Perda das zonas 
cristalinas, 
birrefringência 
desaparece 
Amido se torna 
transparente 
Intumescimento 
do grânulo e 
viscosidade 
aumenta muito 
Gelatinização 
GELATINIZAÇÃO 
∆ + H20 
AMIDO 
Degradação 
da estrutura 
do amido 
GELATINIZAÇÃO: 
 
É a ruptura da ordem molecular no interior dos grânulos, causando inchaço 
irreversível do grânulo, perda de birrefringência e perda de 
cristalinidade. 
 
Ocorre a quebra das pontes de hidrogênio intermoleculares, permitindo que 
a água penetre nas micelas, e quanto mais a temperatura aumenta, mais água 
pode penetrar nas micelas. 
 
O aquecimento contínuo na presença de uma quantidade abundante de 
água resulta na perda total das zonas cristalinas, a birrefringência 
desaparece, saída de amilose do grânulo e o amido se torna 
transparente. 
 
O grão incha muito e a viscosidade da suspensão aumenta, formando uma 
pasta, até um valor máximo de viscosidade. 
 
A 120°C todos os grãos estarão dissolvidos. 
 
AMIDO 
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GELATINIZAÇÃO: 
Fx de TºC de 
Gelatinização 
Amido T °C 
Milho 61-71 
Batata 62-68 
Batata doce 82-83 
Mandioca 59-70 
Trigo 53-64 
Arroz 65-73 
AMIDO 
Posterior aquecimento, além da 
T°C de gelatinização, quando a 
viscosidade é máxima, resulta em 
degradação da estrutura do 
amido. 
GELATINIZAÇÃO: 
 
Fatores que afetam o gel do amido: 
 
 Temperatura; 
 
 Quantidade de água – Baixa atividade de água não
favorece a gelatinização; 
 
 Açúcares – altas concentrações de açúcar reduzem a taxa de 
gelatinização, a viscosidade da pasta e a dureza do gel. Isso acontece, pois 
eles competirão pela água que se ligaria ao amido. 
 
 Gorduras - complexam-se com a amilose e retardam a absorção de água 
pelos grão. 
AMIDO 
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Redução de T°C 
Resfriamento do 
gel 
Reaproximação 
das moléculas 
Formação de 
 PH 
intermolecular 
Formação de 
zonas cristalinasExpulsão de água 
existente entre as 
moléculas 
(sinérese) 
Redução do 
volume e 
aumento da 
firmeza do gel 
Retrogradação 
RETROGRADAÇÃO 
AMIDO 
RETROGRADAÇÃO 
 
Retrogradação é decorrente da reaproximação das moléculas e, devido à 
redução de T°C durante o resfriamento do gel, com formação de pontes de 
hidrogênio intermoleculares e com consequente formação de zonas 
cristalinas e expulsão da água existente entre as moléculas (sinérese). 
 
Resulta em redução de volume, aumento da firmeza do gel e 
sinérese. 
 
Fenômeno irreversível e ocorre mais rápido em T°C próximas a 0°C. 
 
Amilose retrograda mais rápido que amilopectina. 
 
Amido retrogradado é insolúvel em água fria e resiste ao ataque 
enzimático. 
AMIDO 
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AMIDO 
 
Formação de precipitados 
microcristalinos: 
Soluções diluídas deixadas em 
repouso → Esses precipitados 
ocorrem devido à tendência da 
amilose em formar ligações 
intermoleculares. 
 
Formação de gel: 
Soluções concentradas e 
resfriadas rapidamente → As 
ramificações da amilopectina 
dificultam a aproximação das 
cadeias, permanecendo em 
solução. 
 
 
AMIDO MODIFICADO 
Hidrólise do grânulo de amido é mais 
extensiva - tratamento com ácidos ou 
enzimas pode produzir dextrinas 
(com graus variados de polimerização). 
Produzem géis com menor firmeza. 
Para que atinjam essas especificações industriais (ligantes, espessantes 
substitutos de lipídeos em alimentos dietéticos), os amidos são geralmente 
modificados por meio de métodos físicos, químicos ou enzimáticos (entre eles 
despolimerização e derivatização). 
Hidrólise do amido por ácidos a quente 
é utilizada comercialmente para a 
produção de amidos mais solúveis e 
com viscosidade mais baixa. Amido 
modificado por ácidos é utilizado, por 
exemplo, na indústria de balas de 
goma. 
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GLICOGÊNIO 
Homopolímero de ocorrência em animais, com estrutura similar a 
amilopectina, contendo ligações glicosídicas α–D- (1,4) e α–D-(1,6). 
MÉTODOS PARA DETERMINAÇÃO DE AÇÚCARES 
Determinação de açúcares 
totais e de açúcares redutores 
Métodos Titulométricos 
Métodos Gravimétricos 
Métodos Espectrofotométricos 
Métodos Cromatográficos 
Métodos Óticos 
Açúcares totais: os açúcares não redutores são transformados em açúcares 
redutores através de uma hidrólise ácida. 
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Método Quantitativo (Titulométrico) - baseado na redução de cobre pelos 
grupos redutores dos açúcares em alta temperatura. 
 
Doseamento de açúcares redutores. 
 
O cobre reativo da solução de Fehling [solução alcalina de sulfato de cobre 
(CuSO4)] é reduzida, sob aquecimento, a óxido cuproso (Cu2O - precipitado 
vermelho tijolo). 
Complexo cobre-tartarato 
MÉTODO DE LANE EYNON = REAÇÃO DE FEHLING 
É um valor calculado pela diferença entre 100 e as demais frações da 
composição centesimal (Umidade, Cinzas, Lipídios, Proteínas e Fibra). 
 
Sendo um valor calculado em função das demais determinações, recaem 
nesta fração todas as diferenças subestimadas ou superestimadas nas 
demais frações. 
 
Cálculos: 
 
MÉTODO NIFEXT (NITROGEN FREE EXTRACT) 
Σ = Umidade + Cinza + Lipídios + Proteína + Fibra 
 
Nifext = 100 - Σ