AULA 2 Bioquimica dos Carboidratos

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BIOQUIMICA DOS 
ALIMENTOS 
CARBOIDRATOS
AULA 3
P R O F ° M S C . E D G A R D F R E I T A S
D O U T O R A N D O E M B I O T E C N O L O G I A D E R E C U R S O S N A T U R A I S – U F B A / R E N O R B I O
M E S T R E E M C I Ê N C I A S D O S A L I M E N T O S – U F B A
E N G E N H E I R O D E A L I M E N T O S - U E S B
INTRODUÇÃO
❑ Carboidratos abrangem uma dos maiores grupos de compostos
orgânicos encontrados na natureza;
❑ Os carboidratos constituem mais de 90% da matéria seca das plantas;
❑ Os carboidratos são componentes frequentes dos alimentos, podendo
tanto ser componentes naturais como adicionados como ingredientes;
❑ Eles são encontrados em diversos produtos, sendo consumidos em
grande quantidade;
❑ A presentam muitas estruturas moleculares, tamanhos e configurações
diferentes, com varias propriedades físicas e químicas, diferindo, ainda,
em seus efeitos fisiológicos no corpo humano.
INTRODUÇÃO
►Outras denominações:
- Hidratos de carbono
- Glicídios, glucídios ou glícides
- Açúcares.
►Ocorrência e funções gerais:
São amplamente distribuídos nas plantas e nos animais, onde
desempenham funções estruturais e metabólicas.
INTRODUÇÃO
Definição: fórmula básica CHO na proporção 1:2:1 (CH2O)n
Ex.: Glicose C6H12O6, (CH2O)6, C6(H2O)6
“Hidratos de carbono”
Polihidroxialdeídos ou poliidroxicetonas
CLASSIFICAÇÃO - (quanto ao número de 
monômeros)
❑ Os carboidratos são classificados em mono, oligo e polissacarídeos. ;
❑Monossacarídeos são compostos que não podem ser hidrolisados a
compostos mais simples, e como exemplo podemos citar a glucose e a
frutose;
❑ Oligossacarídeos, os carboidratos de cuja hidrólise total resultem até
dez unidades de monossacarídeos, como por exemplo a sacarose que é
um dissacarídeo;
❑ Polímeros de alto peso molecular, formados por um grande número de
monossacarídeos, são denominados polissacarídeos
CLASSIFICAÇÃO - (quanto ao número de 
monômeros)
►Monossacarídeos
◦ Açúcares Fundamentais (não necessitam de qualquer alteração
para serem absorvidos)
◦ Propriedades:
solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos
brancos e cristalinos
maioria com saber doce
estão ligados à produção energética.
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
O nome genérico do monossacarídeo é dado baseado no número de 
carbonos mais a terminação “ose”.
◦ 03 carbonos – trioses
◦ 04 carbonos – tetroses
◦ 05 carbonos – pentoses
◦ 06 carbonos – hexoses
◦ 07 carbonos – heptoses 
Podem ser classificados ainda como aldoses ou cetoses.
CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
✓ Todos os monossacarídeos, exceto a dihidroxiacetona, contêm
um ou mais C assimétricos (quiral), ocorrendo então em formas
isoméricas.
n centros quirais 
equivalem a 2n
estereisômeros
Aldoexoses, 4 centros 
quirais >> 24=16 
estereoisômeros
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
Os monossacarídeos apresentam isomeria óptica;
Desvia a luz polarizada para a Direita
DESTRÓGIRO
Desvia a luz polarizada para a Esquerda
LEVÓGIRO
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos - EPÍMEROS
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos -
CICLIZAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos – OS MAIS IMPORTANTES
◦ Glicose ou dextrose: é a forma de açúcar que circula no sangue e
se oxida para fornecer energia. No metabolismo humano, todos os
tipos de açúcar se transformam em glicose. É encontrada no milho,
na uva e em outras frutas e vegetais.
◦ Frutose ou Levulose: é o açúcar das frutas.
◦ Galactose: faz parte da lactose , o açúcar do leite.
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos – OXIDAÇÃO
❑ A oxidação do açúcar fornece energia para a realização dos
processos vitais dos organismos;
❑ A oxidação (completa) fornece CO2 e H2O;
❑ Cada grama fornece aproximadamente 4 kcal, independente da
fonte;
❑ O oposto desta oxidação é o que ocorre na fotossíntese.
CLASSIFICAÇÃO
► Monossacarídeos – OXIDAÇÃO
PROPRIEDADES E 
REAÇÕES
PROPRIEDADES E REAÇÕES
❑ Sendo a D-glucose e a D-frutose respectivamente a aldose e a cetose
mais abundantes na natureza, usaremos como exemplos típicos para as
reações de monossacarídeos;
❑ Açúcares são geralmente sólidos cristalinos, incolores e têm sabor doce;
❑ São compostos naturais, com sabor doce, mais conhecidos, e entre eles
a sacarose é talvez o adoçante mais antigo a ser utilizado e relatado;
❑ São facilmente solúveis em água, e suas soluções são oticamente ativas.
PROPRIEDADES E REAÇÕES
❑ Reduzem facilmente soluções alcalinas de Cu 2+ a Cu 1+ (reação de
Fehling) e soluções amoniacais de Ag+ à prata metálica (reação de Tollens);
❑ São reduzidos com amálgama de sódio em meio fracamente ácido ou
hidreto de boro e sódio ou ainda com hidrogênio sob pressão em
presença de níquel de Raney, a poliois;
❑ Oxidação com oxidantes brandos, como água de bromo leva à formação
de ácidos glicônicos;
❑ Cetose não reagem com oxidantes brandos, mas em presença de
oxidantes enérgicos sofrem rompimento da cadeia com formação de dois
ácidos dicarboxílicos.
REAÇÃO DE REDUÇÃO
REAÇÕES COM AMINAS
❑Monossacarídeos reagem com hidroxilamina e aminas, com
formação, de oximas e iminas (base de Shiff);
❑ Entretanto, a não ser em condições de reação muito especiais, a
base de Schiff formada não é estável, sofrendo um rearranjo
catalisado por ácido-base, denominado rearranjo de Amadori.
REAÇÕES COM AMINAS
❑ As cetoses sofrem rearranjo semelhante, transformando-se por reação com
aminas em 2-desoxiaminoaldoses, e neste caso o rearranjo é denominado
rearranjo de Heyns.
❑ Esses rearranjos são de extrema importância para a tecnologia dos alimentos,
uma vez que essas reações também acontecem entre os açúcares redutores e os
aminoácidos ou as proteínas existentes nos alimentos.
❑ Os compostos formados a partir dos rearranjos de Amadori e Heyns dão início
a uma série de reações que conduzem finalmente à formação de compostos
escuros denominados melanoidinas importantes na produção de cor em
alimentos.
❑ Alguns dos intermediários formados nessas reações são responsáveis pela
formação de aromas.
❑ É a reação de escurecimento não enzimático, denominada reação de Maillard
CLASSIFICAÇÃO
REAÇÃO COM FENIL-HIDRAZINA
❑ Açúcares são compostos dificilmente obtidos puros na forma cristalina,
e seus pontos de fusão, na maioria das vezes, não são bem definidos.
❑ Em 1884 Emil Fischer introduziu a fenil-hidrazina como meio de
identificação desses compostos, uma vez que as osazonas formadas são
compostos bem cristalizados e em geral de forma cristalina bem definida;
❑ A formação de osazonas é útil, não só na identificação de carboidratos,
mas também na determinação da configuração desses compostos, uma
vez que açúcares que diferem apenas na configuração dos dois primeiros
átomos de carbono dão origem a osazonas idênticas;
❑ A reação com fenil-hidrazina é útil na transformação de aldoses em
cetoses com o mesmo número de átomos de carbono na cadeia
REAÇÃO COM PERIODATO
❑ Reação com periodato tem grande importância na confirmação
da estrutura de carboidratos;
❑ Os produtos formados podem ser facilmente determinados
quantitativamente por titulação do ácido fórmico ou pela reação
do formaldeído com dimedona que leva à formação de um
composto sólido, bem cristalizado
AÇÃO DE ÁCIDOS
❑ Açúcares, quando aquecidos em soluções ácidas mesmo diluídas,
sofrem desidratação, por um mecanismo que envolve enolização e
eliminação alílica (B-eliminação) com formação de um furaldeido como
produto final.
AÇÃO DE ÁLCALIS
❑ Em 1895, foi observado que soluções fracamente alcalinas de D-
glucose continham depois de algum tempo D -manose e D-frutose
em equilíbrio com o açúcar original;
METILAÇÃO E ACETILAÇÃO
❑ Os grupos hidroxílicos dos carboidratos podem ser facilmente
metilados ou acetilados pelos métodos usuais de alquilação e
acilação.
❑ Estas reações são de grande importância na determinação do
tamanho do anel de monossacarídeona forma cíclica e
consequentemente também na determinação da estrutura química
de oligo e polissacarídios.
METILAÇÃO OU ALQUILAÇÃO
METILAÇÃO OU ALQUILAÇÃO
ACETILAÇÃO
ACETILAÇÃO
NOMENCLATURA DOS MONOSSACARIDEOS
❑ A nomenclatura dos monossacarídeos na forma cíclica é feita
substituindo a sílaba “SE” do nome do açúcar na forma acíclica, pela
terminação piranose ou furanose;
❑ As letras gregas α e β devem sempre preceder o nome do açúcar,
indicando a configuração do carbono anomérico.
GLICOSÍDEOS
A reação de açúcares
com álcoois, catalisada
por ácidos, como visto
anteriormente se dá de
maneira diversa da
reação de formação de
acetais
GLICOSÍDEOS
No caso dos açúcares a
reação se dá na
proporção de 1:1
(açúcar:álcool) com
formação, por um
mecanismo de
substituição nucleofílica,
de dois compostos
anômeros.
Me
α-D –glucopiranose→ Me-α-D-glucopiranosídeo
Me-β-D-glucopiranosídeo
GLICOSÍDEOS
Pertencem aos glicosídeos
compostos importantes em
alimentos como taninos e
flavonoides, nos quais a aglicona é
sempre um composto fenólico.
REAÇÕES DE MONOSSACARÍDEOS
❑ Todas as moléculas de carboidratos possuem hidroxilas livres para
reagir;
❑ Os monossacarídeos simples e muitas outras moléculas de
carboidratos de baixa massa molecular também possuem grupos
carbonila disponíveis para reação;
❑ A formação de anéis piranosídicos e furanosídicos e glicosídeos já
foi descrita.
OXIDAÇÃO A ÁCIDO ALDÔNICO E A 
ALDOLACTONA
❑ As aldoses são facilmente oxidáveis a ácidos aldônicos pela
oxidação do grupo aldeído a um grupo carboxil /carboxilato. Essa
reação costuma ser usada para a determinação quantitativa dos
açúcares.
❑ A oxidação da D-glicose→ ácido D-glicônico;
❑ Constituinte natural de suco de frutas e do mel;
❑ Acidulante de alimentos de grande qualidade por conferir
acidificação lenta e sabor suave;
❑ Usado em carnes e produtos lácteos e, particularmente, em
massas refrigeradas como fermento químico
OXIDAÇÃO A ÁCIDO ALDÔNICO E A 
ALDOLACTONA
OXIDAÇÃO A ÁCIDO ALDÔNICO E A 
ALDOLACTONA
REDUÇÃO DOS GRUPOS CARBONILA
❑ A hidrogenação é a adição de hidrogênio a uma ligação dupla;
❑ D-glicose + H2 → D-glicitol = sorbitol;
❑ Bastante difundido na natureza, estando principalmente nas
algas e frutas. Presente em pequenas quantidades nos
alimentos. A presenta metade do poder adoçante da sacarose,
sendo vendido como xarope e em cristais, e usado como
umectante, ou seja, uma substância que permite a
manutenção/retenção de umidade nos produtos.
H-H+ →
REDUÇÃO DOS GRUPOS CARBONILA
❑ D-manose + H2 → D-manitol;
❑ Comercialmente obtido junto ao sorbitol pela hidrogenólise da
sacarose. Ele é o produto da hidrogenação da D-frutose. Diferente
do sorbitol, não é umectante. Em vez disso, ele cristaliza com
facilidade, sendo apenas moderadamente solúvel e usado como
cobertura não adesiva em doces.
H-H
REDUÇÃO DOS GRUPOS CARBONILA
❑ D-xilose + H→ D-Xilitol;
❑ Seus cristais apresentam calor bastante negativo em soluções;
❑ O comportamento endotérmico da solução cristalina de xilitol
produz uma sensação de refrescância na boca.
❑ Essa refrescância faz do xilitol um ingrediente preferencial em
balas de menta e gomas de mascar sem açúcar. Seu poder adoçante
é semelhante a sacarose. O xilitol não é cariogênico, pois não é
metabolizado pela flora bacteriana da boca que produz a placa
dentária.
ÁCIDOS URÔNICOS
❑ O átomo de carbono terminal de uma unidade monossacarídica de
um oligo ou polissacarídeo pode ocorrer sob a forma oxidada (ácido
carboxílico);
❑ A aldo-hexose com C-6, sob a forma de grupo ácido-carboxílico, é
chamada de ácido urônico;
❑ O ácido D-galacturônico é o principal componente da pectina
Acido Galacturônico
ÉSTERES DE GRUPO HIDROXILA
❑ Acetatos, semi-ésteres de succinato e outros esteres de ácidos
carbixílicos de carboidratos ocorrem na natureza. Eles são
especialmente encontrados como componentes de polissacarídeos.
Ex: amido da batata, amido do milho.
❑ Emulsificantes
ETÉRES DO GRUPO HIDROXILA
❑ Não são tão comuns na natureza como os ésteres. Entretanto, os
polissacarídeos são eterificados comercialmente para apresentarem
propriedades modificadas e mais utéis;
❑ São exemplos de produtos, o metil, o sódio carboximetil, o
hidroxipropiléter de celulose e hidroxipopil éteres de amido.
❑ Emulsificantes e detergentes não iônicos
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ O escurecimento de alimentos sob aquecimento ou durante a
estocagem se deve a reações químicas entre o açúcar redutor,
principalmente a D-glicose, e um grupo amina primário. Reação de
Maillard;
❑ Tipo de escurecimento mais rápido, catalisado por enzimas, o qual
costuma ser observado em frutas e vegetais recém-cortados, como
no caso maçã e batata
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ No processamento ou armazenamento, a reação de Maillard e a
caramelização são as principais.
✓ Desejável:
◦ Panificação: Pães, biscoitos, bolos
◦ Carnes assadas e cerveja escura
◦ Amendoim e café torrados
◦ Caramelo
✓ Indesejável:
◦ Leite em pó
◦ Suco de Frutas
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ Para evitar o escurecimento enzimático pode-se utilizar: 
✓ O calor –a enzima é sensível ao calor acima de 50 °C e 
completamente destruída a 80 °C;
✓ Exclusão ou remoção dos substratos (oxigênio e compostos 
fenólicos);
✓ Sulfito –pode agravar alergias em asmáticos;
✓ Problemas de corrosão e aparecimento de sabor estranho pode 
ocorrer, se utilizado em excesso
✓ Ácido cítrico, ácido ascórbico e ácido málico –redução de pH
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
✓ Reação que ocorre entre um açúcar redutor quando em solução
aquosa, a quente, com um aminoácido produzindo coloração
amarela e depois marrom;
✓ No alimento essa reação vai depender da presença do açúcar
redutor que dará o grupamento carbonila C=O, vindo de um aldeído
ou de uma cetona
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
✓ No leite reagem as proteínas caseína, lactoalbumina e
lactoglobulina e o açúcar lactose;
✓ Nas carnes e nos peixes reagem a mioglobulina, a miosina e a
actina e como fonte de carbonilas, as gorduras;
✓ Em alimentos preparados com açúcar ou amido onde se adiciona o
leite, como os produtos de confeitaria, é comum ocorrer este tipo de
escurecimento
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
❖ A reação ocorre preferencialmente em meio alcalino com 3 etapas
distintas.
✓ 1ª É necessário a abertura do anel do açúcar (açúcar redutor),
que condensa-se com o aminoácido.
✓ A ação do calor e a presença de água aceleram a reação.
✓ O composto se desidrata e forma a base de Schiff, insaturada e
instável.
✓ O rearranjamento para a forma cíclica é imediato, mais estável
devido a formação da ligação hemi-acetálica.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
✓ 2ª Ocorre o rearranjamento de Amadori que é a reação
chave para o escurecimento;
✓Ocorre a entrada e saída de um H+, inicialmente formando o
catiônico da base de Schiff (capaz de doar prótons);
✓ É a forma ceto (cetoseamina), mais estável e que encerra a
2ª etapa.
✓ Esta etapa é catalisada pelos aminoácidos presentes. Catálise
ácido-base
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
✓ 3ª Há liberação de CO2 que aparece devido a degradação dos
aminoácidos a aldeídos - Degradação de Strecker.
✓ Consta de 2 caminhos:
→A) A partir do produto da 2ª etapa a substância sofre fissão, formando
redutonas incolores ou substâncias marrons.
✓ As Redutonas constituem o grupamento mais reativo que se forma na
reação dando aroma de caramelo;
✓Além de ser a fonte de escurecimento na forma de dehidrorredutona
(escurecimento oxidativo);
✓ Pode-se formar também o isomaltol e o maltol, este tem aroma de
caramelo e é realçador de sabor
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
→B) partindo da cetoseamina, chega-se ao hidroximetilfurfural –
HMF.
✓ O HMF reage com os compostos iniciais, polimeriza-se em outros
chegando às melanoidinas;
✓ Também formam-seas redutonas, que junto com o HMF levam
ao escurecimento e aroma característicos da reação de "Maillard".
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ REAÇÃO DE MAILLARD
✓ A reação de maillard tem sido implicada na formação de acrilamina, em muitos
alimentos que foram submetidos a altas temperaturas, durante processos ou
preparações;
✓ Níveis de acrilamida têm si do observados em diversos alimentos que foram
elaborados por fritura, panificação, assados ou outros processos que utilizem
altas temperaturas (>120ºC);
✓ Ela é conhecida por ser neurotóxica, sendo, provavelmente, um fraco
carcinogênio para seres humanos;
✓ Branqueamneto, maceração em água, modificação dos reagentes, adição de
substratos competidores e incorporação de sais, são utilizados para redução dos
níveis de acrilamida nos alimentos.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ CARAMELIZAÇÃO
❑ Utiliza-se sacarose para produzir o caramelo em preparo caseiro
de caldas para pudins.
✓ A sacarose pura, aquecida diretamente, funde a 160°C (derrete)
torna-se amarela e depois marrom claro;
✓ Neste ponto se adiciona água, por exemplo, para preparo de
caldas, ou leite para preparo de leite caramelizado;
✓ Houve portanto alteração na cor, aroma, sabor e textura em
relação à sacarose pura
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ CARAMELIZAÇÃO
✓ Os açúcares se fragmentam termicamente pela remoção de água,
seguido de reações de isomerizações e polimerizações.
•Reação é catalisada por H+ e OH-
•A reação é autocatalisada pois a água formada acelera a reação.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ CARAMELIZAÇÃO
✓ Durante todo o tempo da reação ocorrem desidratações e hidrólises,
chegando ao final com predominância de:
◦ Ácidos: Acético e o fórmico ;
◦ Aldeídos: formaldeído e o hidroximetilfurfural - HMF.
✓ Estes são compostos responsáveis pelo aroma, porque são voláteis e
pela cor, porque são ativos, recombinam-se e formam o polímero que
é um pigmento chamado melanoidina
.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ CARAMELIZAÇÃO
✓ Com aquecimento a 200ºC a degradação da sacarose se faz por
desintegração, com formação de espuma e pigmento, em 3 estágios
de formação da cor:
–caramelanas (C24H36O16),
–caramelenas (C36H50O25)
–caramelinas (C125H188O80).
✓ Ao final, os produtos de degradação se recombinam e formam o
caramelo.
✓ Se o aquecimento continuar, haverá a carbonização ou queima
.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ OXIDAÇÃO DE ACIDO ASCÓRBICO
✓ Este tipo de escurecimento ocorre numa situação particular.
✓ O alimento deve conter ácido ascórbico e ser suficientemente ácido na
faixa de pH 2,0 a 3,5;
✓ Geralmente ocorre em sucos de frutas como o limão, laranjas e
pomelos;
✓ O ácido ascórbico possui 1 grupo carbonila, ele deve passar a ácido
dehidroascórbico no início da reação que contém 3 grupos carbonilas;
✓ Esta substância recebe 2 H e chega ao ácido 2 ceto, 3 ceto hexurônico
que perde 2 moléculas de água e 1 de CO2 chegando ao furfural
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ OXIDAÇÃO DE ACIDO ASCÓRBICO
✓ O aparecimento do furfural já indica a tendência à polimerização
e formação das melanoidinas com escurecimento;
✓ Este furfural é um aldeído muito ativo, poderá combinar-se com
grupos amino e chegar à reação de "Maillard", mas neste caso,
esta reação é típica de meio alcalino, portanto não poderá ocorrer
em sucos, mas pode aparecer em repolhos desidratados
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ OXIDAÇÃO DE ACIDO ASCÓRBICO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ OXIDAÇÃO DE ACIDO ASCÓRBICO
✓ O ácido ascórbico e seus derivados, utilizados isoladamente ou em
combinação com ácido cítrico, são muito empregados na prevenção
do escurecimento oxidativo em sucos, antes da pasteurização;
✓ A centrifugação e a filtração eliminam a possibilidade de
escurecimento;
✓ O produto final, embalado com o mínimo de espaço livre, mantém-
se inalterado por diversas semanas em condições de refrigeração
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ CONTROLE DO ESCURECIMENTO
✓ Pode-se intensificar ou evitar as reações.
▪ Podem ocorrer concomitantemente em um alimento desde que
haja condição de favorecimento delas ou de predominância de
uma sobre a outra;
▪Os fatores para ocorrência ou controle são:
–Temperatura
–Umidade
–pH
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ TEMPERATURA
✓ Sempre com o aumento da temperatura, as reações podem se
iniciar ou serem intensificadas;
✓ Às vezes, o próprio aumento da temperatura pode fazer com que
os componentes ou primeiros produtos interajam por outros
mecanismos que vão inibir a reação:
Caramelização
Reação de Maillard
Formaldeido
AAs
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ UMIDADE
✓ A água cataliza as reações;
✓ Há produção de água na própria reação, tornando-a
autocatalizada;
✓ No leite em pó armazenado a 40°C em ambiente que permita a
variação da atividade de água (Aw):
Leite em pó
Aw < 0,4 (Não ocorre escurecimento)
Aw = 0,6 (Escurecimento mais intenso)
Aw > 0,7 (Não ocorre escurecimento)
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ UMIDADE
✓ Tem-se utilizado a adição de açúcar para diminuir a Aw dos
alimentos, com isso aumenta-se o risco de modificar
indesejavelmente a cor;
✓ Em solução aquosa o escurecimento é primariamente devido à
caramelização, mas no estado seco alcalino prevalece "Maillard".
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
❑ pH
✓ O efeito do pH na caramelização é intenso:
–Em meio ácido: pH 3,5 a 7
–Em meio alcalino: pH 7 a 10
✓ A reação de "Maillard" é auto inibidora. A perda dos amino grupos dos
aminoácidos leva à sobra dos grupos ácidos. Abaixo de pH 6,0 a reação é
desfavorecida.
–Ocorre a partir de pH 7,0
✓ A oxidação do Ác. Ascórbico ocorre mais intensamente na faixa de 2,0 a
3,5
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ OLIGOSSACARIDEOS
✓ Poucos são os oligossacarídeos de ocorrência natural. A maioria é
produzida por hidrólise de polissacarídeos em unidades menores.
◦ Maltose
◦ Lactose
◦ Sacarose
◦ Ciclo dextrinas
BIOQUÍMICA DOS 
CARBOIDRATOS
❑ OLIGOSSACARIDEOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ OLIGOSSACARIDEOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS
✓ São macromoléculas naturais ocorrendo em quase todos os
organismos vivos onde exercem várias funções.
✓ São formados pela condensação de monossacarídeos ou seus
derivados, uni dos entre si por ligações glicosídicas.
✓ São substâncias de alto peso molecular.
✓ Podem ser de cadeia linear, rami ficada e, raramente cíclica.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS
✓ Os polissacarídios de menor peso molecular são na sua maioria
mais solúveis em água, e a solubilidade diminui não só com o
aumento de peso molecular, mas também com a menor ou maior
facilidade com que as moléculas desses compostos se associam uma
as outras;
✓ Os polissacarídios mais insolúveis são os encontrados nas paredes
celulares e sua função nos vegetais é a de reforçar a estrutura dos
vegetais, razão pela qual são denominados polissacarídios
estruturais
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS
✓ São classificados em homoglicanas e heteroglicanas, quando
formados respectivamente por uma única espécie de
monossacarídio ou por monossacarídios diferentes;
✓ Na natureza esses polímeros têm diversas funções:
◦ estrutura de paredes celulares de vegetais (celulose, hemi celulose,
pectina) ou de animais (quitina, mucopolissacarídios);
◦ são reservas metabólicas de plantas (amido, dextranas e frutanas) e de
animais (glicogênio);
◦ agem como substâncias protetoras de plantas, devido à sua capacidade
de reter grandes quantidades de água.
BIOQUÍMICA DOS 
CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS
BIOQUÍMICA DOS 
CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS – FUNÇÕES NOS ALIMENTOS
✓ Apresentam propriedades de reter água, formando soluções
coloidais e controlando desse modo a atividade de água de um
sistema.
✓ Gomas, coloides hidrofílicos, mucilagens, ou ainda polissacarídeos
solúveis em água, são algumas designações dadas a essas
substâncias que têm a capacidade de formar com água géis ou
soluções viscosas, isto é, têm a função de agentes espessantes ou
gelificantes, estabilizantesde emulsões.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS – GELATINIZAÇÃO E RETROGRADAÇÃO DO AMIDO
✓ Quando grãos de amido são suspensos em água e a temperatura é
aumentada gradualmente, nada acontece até atingir a chamada
temperatura de gelatinização.
✓Nesta temperatura, as ligações de hidrogênio mais fracas entre as cadeias
de amilose e de amilopectina são rompidas e os grãos de amido nessas
regiões começam a intumescer e formar soluções consideravelmente
viscosas;
✓ Quando soluções de amido são resfriadas, haverá a formação de géis ou
de precipitados microcristalinos, dependendo da concentração das
soluções e da velocidade do resfriamento.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS – GELATINIZAÇÃO E RETROGRADAÇÃO DO AMIDO
✓Soluções concentradas e resfriadas rapidamente tendem a formar géis,
enquanto soluções mais diluídas, deixadas em repouso, tendem a
precipitar.
✓ Esse fenômeno, conhecido como retrogradação do amido, é acelerado
pelo congelamento de suas soluções aquosas;
✓ As ramificações da amilopectina , impedem ou dificultam a aproximação
dessas cadeias, o que faz com que a amilopectina permaneça em solução
BIOQUÍMICA DOS 
CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS –
GELATINIZAÇÃO DO 
AMIDO
BIOQUÍMICA DOS 
CARBOIDRATOS
❑ POLISSACARIDEOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ FUNÇÃO DE AMIDO EM ALIMENTOS
✓ Amidos não modificados são usados principalmente para:
◦ Viscosidade;
◦ Formar géis;
◦ Estabilizante;
◦ Umectante.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ AMIDOS MODIFICADOS
✓ Os amidos modificados são obtidos a partir do amido para atender às
necessidades específicas da indústria de alimentos. Eles são obtidos por
meio de processos químicos ou de modificações genéticas;
✓ Amidos pré-gelatinizados;
✓ Dextrinas;
✓ Amidos oxidados;
✓ Amidos com ligação cruzadas;
✓ Amidos esterificados
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ AMIDOS MODIFICADOS
✓Amidos pré-gelatinizados;
→ São os amidos modificados mais simples.
→ São amidos pré-cozi dos e secos, dando produtos que
dispersam facilmente em água com agitação, dando suspensões
estáveis.
→ Podem ser usados sem necessidades de cozimento, como em
pós para pudins e “mousses”.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ AMIDOS MODIFICADOS
✓ Dextrinas
→ São compostos com estrutura química semelhante ao amido,
porém de peso molecular menor.
→ São formadas por aqueci mento do amido por diferentes tempos e
temperaturas podendo variar de 80ºC a 220ºC, em presença ou não
de catalisadores;
→ As dextrinas são mais solúveis em água do que os amidos, dando
soluções menos viscosas.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ AMIDOS MODIFICADOS
✓ Amidos oxidados
→ A oxidação branda de amidos, por exemplo com hipoclorito de sódio,
leva á formação de compostos nos quais algumas hidroxilas são oxidadas a
carbonilas ou carboxilas;
→ Devido ao fato de os grupos carbonilicos e carboxílicos serem mais
volumosos do que os hidroxílicos, esses grupos tendem a manter as
cadeias de amilose separadas, evitando assim a retrogradação do amido;
→ Durante a oxidação, pode ocorrer degradação do amido, levando à
formação de amidos de menor peso molecular e viscosidade mais baixa
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ AMIDOS MODIFICADOS
✓Amidos com ligação cruzadas
→ Compostos como, epicloridina, anidrido succínico, anidrido
adípico, são capazes de unir duas cadeias de amilose, reagindo com
as hidroxilas, formando ligações cruzadas;
→ A maioria dos amidos modificados, são de ligações cruzadas,
que conferem ao amido propriedades como estabilidade à agitação,
resistência a temperaturas altas e à ação de ácidos.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ AMIDOS MODIFICADOS
✓ Amidos esterificados e eterificados
→Os amidos sofrem reações típicas de álcoois e éter e ester;
→Objetiva uma menor temperatura de gelatinização; maior absorção
de água e menor tendência de gelificação e retrogradação;
→Produção de pastas resistentes a vários ciclos de congelamento e
descongelamento;
→Geralmente são usados em bolos pudins instantâneos, recheios,
coberturas e em alimentos congelados.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ REAÇÕES QUIMICAS DOS CARBOIDRATOS
❖ REAÇÃO DE HIDRÓLISE
✓ Pode ser química ou enzimática;
✓ É influenciada por vários fatores como pH, temperatura,
configuração anomérica (α é mais suscetível), forma e tamanho do
anel (piranosídicas são mais estáveis que as furanosídicas).
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ REAÇÕES QUIMICAS DOS CARBOIDRATOS
❖ REAÇÃO DE HIDRÓLISE
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ REAÇÕES QUIMICAS DOS CARBOIDRATOS
❖MUTARROTAÇÃO
✓ É a primeira e mais simples reação que ocorre nos açúcares e
consiste na abertura do anel;
✓ Todos os mono e oligossacarídeos sofrem mutarrotação;
✓ Consiste na mudança gradativa da rotação óptica até alcançar um
ângulo de equilíbrio entre os compostos cíclicos alfa e beta.
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ REAÇÕES QUIMICAS DOS CARBOIDRATOS
❖ DESIDRATAÇÃO
✓ Por meio de uma sequência de reações de desidratação:
▪ As pentoses formam o 2-furaldeído (furfural);
▪As hexoses o 5-hidroximeti l-2-furaldeído (HMF);
▪Essa reação ocorre em meio ácido sob aquecimento;
▪O furfural é volátil, enquanto o hidroxi-metil-furfural não, além de
ser menos estável
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS 
CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ SOLUBILIDADE
✓ Todos os açúcares são solúveis em água fria;
✓ A solubilidade de mono e dissacarídeos em água aumenta com o
aumento de temperatura;
✓ A frutose é o açúcar mais solúvel e a lactose o menos solúvel;
✓ Uma variação brusca de temperatura pode supersaturar a solução de
açúcar e provocar cristalização;
✓ Isso pode levar a erros no preparo de doces, como rapaduras e doce de
leite em barra, pois o açúcar é adicionado na mistura ainda quente
(solubilidade maior), podendo o doce, ao esfriar, estar supersaturado, o
que levará à cristalização
BIOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS
❑ PRESSÃO OSMÓTICA
✓ Está relacionada com o açúcar em solução;
✓ O aumento da concentração de açúcar aumenta o tempo de
conservação devido aumento da Pressão Osmótica –pressão
aplicada para prevenir a perda de água;
✓Quanto maior a PO, menor a atividade de água e menor a
quantidade de água disponível para microrganismo.
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❑ UMECTÂNCIA.
✓ É a capacidade de retenção de umidade –maciez
Ex: essa propriedade permite um tempo de armazenamento maior ao
bolo, que demora mais para endurecer.
✓ É a capacidade de retenção de umidade que aumenta;
✓ O açúcar rouba a água ligada; por isso ao se adicionar açúcar ao
bolo, convém aumentar o teor de líquidos (leite e ovos).