cristalização e efeito do acucar invertido CONCLUÍDO

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
Departamento de Tecnologia
Disciplina: Química de Alimentos II-E– TEC332 (P0101)
Curso: Engenharia de Alimentos
Docente: Ernesto Acosta Martinez
Discentes: Fernanda Souza
Léia Alves Cerqueira
Leandra Ingrid
Maria Eduarda
Cristalização e efeito do açúcar invertido
Relatório solicitado pelo professor Ernesto Acosta Martinez como parte das exigências para obtenção de nota parcial na disciplina de Química de Alimentos I- TEC3332(P0101) do curso de engenharia de alimentos da Universidade Estadual de Feira de Santana.
11/07/2019
Feira de Santana / BA�
INTRODUÇÃO
 Os carboidratos, também chamados de hidratos de carbono, podem ser classificados quanto ao tamanho e organização: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos são moléculas de carboidratos que não podem ser divididas em carboidratos mais simples, por hidrólise, e desse modo, são costumeiramente chamados de açúcares simples. Os oligossacarídeos (Fig.1.) são carboidratos formados por 2 a 10 ou de 2 a 20 moléculas de monossacarídeos (ou açúcares simples), enquanto que os polissacarídeos são polímeros de monossacarídeos, e possuem acima de 10 ou 20 unidades de açucares simples [2].
Os monossacarídeos assim como outras moléculas de baixa massa molecular, possuem grupos carbonila (aldeídos e cetonas) disponíveis para a reação e são chamados redutores por atuarem como agentes redutores, isto é, que sofrem oxidação (doam elétrons) na presença de agentes oxidantes em soluções alcalinas. Exemplos de açúcares redutores, que são monossacarídeos, é a glicose e a frutose, e alguns dissacarídeos, como a maltose (formada por glicose) e a lactose (formada por galactose e glicose). Os açúcares não redutores possuem esses grupamentos interligados e tornam-se redutores a partir do momento em que sofrem hidrólise da ligação glicosídica (ligação que une as moléculas de carboidratos) [2] [3].
 Um exemplo de açúcar não redutor é a sacarose, que é formada pela ligação entre o grupo funcional aldeídico de uma molécula de glicose e o grupo funcional cetônico de uma molécula de frutose. A hidrólise de açúcares não-redutores é geralmente feita com ácido forte ou com o uso de enzimas (como a invertase, no caso da sacarose)[1]
Açúcares são compostos cuja cristalização é muita vezes difícil de se conseguir quando não completamente puros. A presença de outros açúcares é provavelmente o maior obstáculo à formação de cristais.
O início da cristalização dependerá da concentração e da existência de núcleos ou centros de cristalização sobre os quais moléculas de sacarose irão se depositar de forma organizada formando os cristais.
O objetivo do experimento é determinar a formação de cristais e o efeito redutor em solução de sacarose.
METODOLOGIA
Para iniciar a prática, foi feito a solução de 150 g de sacarose em 90 mL de água destilada. Logo após isso, a solução foi levada a uma fonte de aquecimento até ocorrer a dissolução completa do soluto. Desta mesma solução, foi retirada uma alíquota de 3 mL. O restante da solução, foi divida em três partes iguais em béqueres de 600 mL. Observou-se a temperatura das repartições da solução até que a temperatura alcançasse 50°C. Ao béquer 1, foi acrescentado cerca de 5 g de ácido cítrico, ao segundo béquer 1 mL de ácido clorídrico concentrado. Para melhorar a homogeneização das soluções, foram agitadas com o auxilio do bastão de vidro. Aferiu-se o pH com o auxilio de fita de Ph e utilizou-se bicarbonato de sódio par neutralizar a solução. Após este procedimento, de cada béquer foi retirado 1 grama da solução e transferido para novos béqueres de 250 mL. Logo após, foi feito a diluição em 200 mL de água destilada. De cada béquer contendo as diluições, foi retirado 1 mL e transferidos para tubos de ensaio para fazer o teste do açúcar redutor com a solução de Fehling (2,5 mL da solução de Fehling A + 2,5 mL da solução de Fehling B).
Das soluções que estão contidas no béquer de 600 mL, foi retirado 30 mL da solução contendo ácido clorídrico e transferido para um novo béquer 1 de 400 mL. Ao béquer 2, foi transferido 30 mL da solução contendo a solução do ácido cítrico. E ao béquer 3, 30 mL da solução de sacarose. Em cada béquer, foi acrescentado cerca de 50 g de sacarose. Feito isto, os béqueres foram levados a fonte de aquecimento para conseguir dissolver o açúcar com o auxilio do bastão de vidro. Com a dissolução, as novas soluções concentradas ainda continuaram na fonte de aquecimento até a temperatura de 110°C. As novas soluções foram transferidas para potes e em cada pote acrescentado seis grânulos de açúcares e observado o que ocorreu 24 horas depois.
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 – Efeitos do açúcar redutor
A sacarose é composta por uma molécula de glicose ligada a uma molécula de frutose, ambos monossacarídeos[4], no entanto o carbono anomérico, da sua estrutura (FIG.3), participa da ligação glicosídica o que constitui impedimento histérico fazendo com que a molécula não reagisse em solução de Fehling ( Imagem 1), mesmo quando submetida ao aquecimento. Portanto, apresentando caráter não redutor.
Para que houvesse a reação da sacarose em solução alcalina em presença de Fehling, uma hidrólise prévia foi realizada utilizando um ácido forte HCl concentrado e um ácido fraco como o ácido cítrico. Bruice (2014) explica que nos carboidratos a hidrólise quebra moléculas complexas, na presença de água fortemente acidificada juntamente com calor, em moléculas simples de monossacarídeos. Esses monossacarídeos, caso estejam presentes na amostra, não se hidrolisam. Na hidrólise da sacarose, obtêm-se glicose e frutose, dois monossacarídeos (redutores), conforme mecanismo de reação apresentado abaixo [4].
A assertiva de Bruice (2014) pode ser comprovada, no experimento, que após o aquecimento houve a hidrólise ácida (coloração verde oliva) e, em presença do reagente à solução de sacarose tornou-se redutora apresentando a coloração de vermelho-tijolo. Conforme fotos do procedimento a seguir.
 
Pode-se analisar na Imagem 3, que quando o açúcar invertido foi formado, a coloração da solução do açúcar com o ácido clorídrico ficou mais escura que a solução de ácido cítrico, isso ocorre devido ao HCl ser um ácido mais forte que o cítrico. 
 
3.2 Cristalização 
Após a análise de efeito do açúcar redutor, foram sobrepostos sobre as amostras contendo as soluções, ainda quentes, aproximadamente 6 cristais de açúcar, e, esperou-se 24 horas para a verificação dos resultados, após esse período foi observado que a solução contendo água e sacarose apresentou pequenos núcleos de cristalização na superfície. A solução contendo HCl e sacarose obteve formação de cristais na superfície e no fundo do recipiente. Já a solução contendo ácido cítrico mais sacarose obteve formação de cristais na superfície e no centro do recipiente devido a elevação do pH. A solução com ácido cítrico e sacarose foi a que obteve maior formação de cristais enquanto que a solução contendo HCl foi a que obteve uma menor formação de cristais e concentrados na superfície. De acordo com (OETTERER,2006), a solução contendo HCl diante o tempo de pausa das soluções deveria ter seu pH elevado bruscamente, desencadeando uma pirólise, fazendo com que a cristalização não ocorresse. Porém, acredita-se que como a temperatura das soluções ainda estavam elevadas quando adicionou os cristais, assim como erro dos manipuladores ou outras eventualidades, acabou ocasionando a cristalização. Como pode ser verificado na Imagem 4.
Imagem 4: Cristalização
 Fonte: As autoras
CONCLUSÃO
No experimento do efeito de açúcares redutores, o tubo contendo apenas a sacarose não reagiu com a solução de Fehling, enquanto que os tubos contendo ácido cítrico e ácido clorídrico concentrado foi observado uma mudança na coloração do tubo devido a reação
de hidrólise na molécula de sacarose em moléculas menores com propriedades redutoras possibilitando a reação e consequente mudança de cor.
No experimento de cristalização, a solução contendo apenas sacarose mais água obteve núcleos de cristalização na superfície. A solução contendo sacarose e ácido cítrico foi a que obteve uma maior formação de cristais e concentrados no centro e na superfície. A solução contendo sacarose e HCl obteve uma menor formação de cristais no fundo e na superfície do recipiente.
REFERÊNCIAS
[1] DORNEMANN, Guilherme Moraes. Comparação de Métodos para Determinação de Açúcares Redutores e Não-redutores. Trabalho de diplomação em engenharia química. Porto Alegre. 2016. Disponível em https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/143940/000998082.pdf?sequence=1 . Acesso em 25 set. 2018.
[2] FENNEMA, O. R.; DAMODARAN, S.; PARKIN, K. L. Química de Alimentos de Fennema .4.ed. Editora Artmed, 2010.
[3] SILVA, Roberto do Nascimento et al. Comparação de métodos para a determinação de açúcares redutores e totais em mel. Rev. Ciênc. Tecnol. Aliment. [online]. 2003, v. 23, n. 3, pp. 337-341. ISSN 0101-2061. doi: 10.1590/S0101-20612003000300007. Disponível emhttp://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-20612003000300007. Acesso em 25 set. 2018. 
[4] http://www.univates.br/revistas/index.php/destaques/article/viewFile/1222/1100. Acesso em 02.10.2018
[5] RIBEIRO, E. P., SERAVALLI, E. A. G. Química de alimentos. São Paulo: Edgard Blücler, Instituto Mauá de Tecnologia, 2004. 184 p.
[6] OETTERER et a l. Fundamentos de ciência e tecnologia de alimentos . 2 ed. Barueri-SP: Editora Manole, 2006.