Carboidratos: Definição, Classificação e Propriedades

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CARBOIDRATOS
Profa. Dra. Nágela Magave Siqueira
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA - MT
CAMPUS BELA VISTA
CARBOIDRATO
SUMÁRIO
	Introdução
	Definição
	Classificação
	Nomenclatura e estrutura
	Propriedades físico-quimicas
	Propriedades funcionais em alimentos.
Profa. Dra. Nágela Magave
CARBOIDRATO
	Introdução	 
 açúcares simples
	Carboidrato	 açúcares complexos
 Fibras
	Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza
Profa. Dra. Nágela Magave
CARBOIDRATO
 Estrutura química 
	Um dos principais componentes sólido dos alimentos;
	São também conhecidos como açúcares; hidratos de carbono, glicídios, glucideos, etc.
	Solúveis em meio aquoso
Profa. Dra. Nágela Magave
São poliidroxialdeídos (ou aldoses) - ou poliidroxicetonas (ou cetoses), 
Os mais simples são compostos com 3 carbonos: 
Estrutura - O que são carboidratos?
Profa. Dra. Nágela Magave
Poliidroxialdeídos e Poliidroxicetonas com as seguintes características:
	No mínimo três átomos de carbono;
	Grupos funcionais aldeído ou cetona
	Obedecer a seguinte fórmula: (CH2O)n
*
Carboidrato
	Amplamente distribuídos na natureza;
	Fonte de energia
	Celulose e hemicelulose
Não fonte de energia, 
mas
 de fibras dietética
Profa. Dra. Nágela Magave
Função dos Carboidratos
	Fonte de energia: acionar a contração muscular, trabalho biológico. Armazenado - animal glicogênio e nos vegetais como amido;
	Combustível para o sistema nervoso central: essenciais para o funcionamento do cérebro, cuja única fonte energética é a glicose
. Componentes estruturais (paredes celulares, superfícies
celulares, componentes estruturais do DNA, insetos, etc.)
Profa. Dra. Nágela Magave
Função dos Carboidratos
Profa. Dra. Nágela Magave
	 Nos alimentos exercem uma série de funções: 
edulcorantes, geleificantes, espessantes, precursores de compostos de aroma e cor; texturizantes, umectantes...etc.
 Nos alimentos são responsáveis pela maioria das reações de escurecimento.
Onde podemos encontrá-lo???
Fontes dos carboidratos na alimentação
Arroz
Milho
Trigo
Aveia
Frutas
Hortaliças
Fígado
Leite
Qual sua classificação???
CLASSIFICAÇÃO
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Classificação
Monossacarídeo
Oligossacarídeo
Polissacarídeo
Classificação quanto ao tamanho 
Profa. Dra. Nágela Magave
	 Polissacarídeos: amido, glicogênio, celulose, pectinas, gomas 
Monossacarídeos
	 São os carboidratos mais simples e constituem as unidades estruturais dos
 oligo e polissacarídeos.
- Maioria tem sabor doce.
Classificação quanto ao grupo funcional
Profa. Dra. Nágela Magave
Aldoses - glicose, ribose, desoxiribose, galactose, manose.
Cetose – frutose, ribose, xilulose.
Classificação quanto ao nº. C
Profa. Dra. Nágela Magave
De acordo com o número de átomos de carbono (C) os monossacarídios são denominados:
Trioses: gliceraldeído, dihidroxiacetona
Tetroses: eritrose, treose
Pentoses: ribose, arabinose, xilose
Hexoses: glicose, manose, frutose
Os monossacarídeos mais comuns na natureza são: GLICOSE, RIBOSE, MANOSE, GALACTOSE e FRUTOSE.
Classificação quanto ao tipo de biomolécula
Profa. Dra. Nágela Magave
Simples: 
glicose
sacarose
glicogênio
Conjugados:
 glicoproteínas
 glicolipídios
1) Amido
Polissacarídeos
2) Glicogênio
3) Celulose
4) Pectinas
5) Gomas
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Polissacarídeos
	Monossacarídeos unidos através da ligação glicosídica - milhares de monossacarídeos. Eles podem ser de origem vegetal (celulose, amido e fibras) e animal (glicogênio).
	Homopolissacarídeos (ex: amido, glicogênio)
	Heteropolissacarídeos (ex: pectinas)
Amido
Fonte de reserva energética dos vegetais
Matéria prima mais barata e abundante
Na indústria de alimentos: espessante, estabilizande, gelificante, umectante, etc.
Formado: amilose e amilopectina, em proporção que varia com a espécie e grau de maturação (banana, milho, arroz, mandioca....)
Profa. Dra. Nágela Magave
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Glicogênio
Formado por cerca de 30.000 moléculas de glicose.
Polissacarídeo de reserva energética animal e de fungos.
Em animais é encontrado principalmente no fígado e nos músculos.
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Glicogênio
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Celulose
Formada por 4.000 moléculas de glicose
Reforço esquelético de vegetais
Digerida por Metazoários que apresentam microrganismos no trato digestório.
Não é digerida pelo organismo humano.
Constitui as fibras vegetais de nossa dieta.
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Pectina
Apresenta poder gelificante
Alto grau de metoxilação (até 80%): ATM e BTM (Ca) Insolúvel em água (exceto o ácido péctico)
Confere a frutas e vegetais não maduros uma textura rígida. Ex.: frutas cítricas (20-30%), maçã (10-15%) 
Forma géis na presença de sacarose em meio ácido.
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Propriedades Funcionais
CARBOIDRATOS mono e di
Profa. Dra. Nágela Magave
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Alimentos Funcionais 
x 
Propriedades Funcionais
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	Alimentos Funcionais: além de suas propriedades nutritivas - ação fisiológica que resultam em benefícios à saúde, seja na sua manutenção ou na prevenção de doenças - Propriedades Funcionais Nutracêuticas
	Propriedades Funcionais: não são nutritivas, mas que influem na estrutura e aceitabilidade do alimento. Tais como: viscosidade, solubilidade, adsorção de água e lípideos, formação de emulsões, de formação de gel e de textura.
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Propriedades Funcionais
Açúcar invertido – captação de água - %5 +
	Hidrólise da sacarose - liberando glicose + frutose. O açúcar não redutor passa a redutor.
	Pode ser obtida por efeito químico – ácidos deixa mais barato o processo, mas o uso de enzimas permite mais rapidez.
	Normalmente, a obtenção industrial de glicose pode ser feita: 
por aquecimento de xarope (sacarose em solução) com adição de ácido;
 a frio, com adição de ácido forte 
usando enzimas sem aquecimento
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Propriedades Funcionais
Texturização
	propriedade de alterar a textura dos alimentos - decorre da elevada solubilidade dos carboidratos em água. 
Os efeitos estruturais - dependem do seu estado físico, de suas interações com a água - concentração de empregada.
Altas concentrações podem conferir aos alimentos consistência de sólido e transparência ou podem cristalizar.
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Formação de gel
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Formação de gel
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Formação de gel
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Propriedades Funcionais
	Solubilidade
	Escolha - maior ou menor solubilidade do carboidrato em água, ele pode ser escolhido para um determinado tipo de alimento industrializado. 
	Todos açúcares são solúveis em água. Há variação de 30 a 80% na solubilidade
Influência: 
	Temperatura – mono e di em água –
	 Forma 
Ex. frutose +
 Lactose - 
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Cerca de mil produtos acabados - destinados a diversas utilizações industriais nas áreas:
 agro-alimentar, papeleira, química, medicamentos, têxtil, metalúrgica, petrolífera, de construção civil, entre outras.
 A indústria de alimentos utiliza os amidos como ingredientes básicos dos produtos ou aditivos para melhorar a fabricação, a apresentação e a conservação dos produtos.
Amido
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Amido - abundante na natureza - celulose.
Encontrado - vegetais de folhas verdes, raízes, caules, sementes ou frutas
Indústria - principalmente na alimentícia, o amido é utilizado para alterar ou controlar diversas características, como textura, aparência, umidade, consistência e estabilidade no shelf life. 
Usado para ligar ou desintegrar; expandir ou adensar; clarear ou tornar opaco; reter umidade ou inibi-la; produzir textura curta ou fibrosa; textura lisa ou polposa; coberturas leves ou crocantes..Amido
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Fontes Amido
Tr
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Forma não modificada, os amidos têm uso limitado na indústria alimentícia. 
	Ex. amido de milho: não modificados hidratam facilmente, intumescem rapidamente, rompem-se, perdem viscosidade e produzem uma pasta pouco espessa, elástica e coesiva.
Amido nativo – adaptado – produtos feitos na hora – sem preocupação com a conservação 
Amido Modificado
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Métodos modificação Químico
Dextrinização - hidrólise ácida do amido.
 
Dextrina - apresenta maior solubilidade em água fria que o amido comum e forma soluções menos viscosas e géis mais duros em temperaturas mais baixas.
 Usos: em balas de gomas e confeitos.
Amido Modificado
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Métodos modificação – Físico
Pré-gelatinização: após a gelatinizaçao o amido é seco e pulverizado
Produto - dispersável em água fria e pode formar géis sem aquecimento.
Uso: pudins e sopas instantâneas e recheios de bolo (nos quais o cozimento não é utilizado) e como espessante em recheios, molhos, e sopas.
Amido Modificado
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	Dependendo do tipo – funções: facilitar o processamento, servir como espessante em sopas, caldos e molhos de carne, fornecer sólidos em suspensão e textura, ser ligante em embutidos de carne, estabilizante em molhos de salada, ou ainda, proteger os alimentos durante o processamento.
Amido Modificado - utilização
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	Fécula de mandioca: o principal amido -indústria frigorífica. Maior absorção de água - os produtos mais macios e proporcionando maiores rendimentos e menores custos. 
Amido Modificado - utilização
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	Biscoitos: padronizar o teor de glúten da farinha, em proporção de 15% a 20% (trigo). Em geral, os biscoitos feitos com farinhas mistas (amido e trigo) são mais bem aceitos por se tornarem mais agradáveis ao paladar e serem mais leves do que os convencionais.
Amido Modificado - utilização
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	Indústria de massas - macarrão - fécula de mandioca - muito vantajosa no que diz respeito ao aspecto do produto, diminuição do tempo de cocção e outros.
	Indústria de sobremesas - amido nativo - espessante em mistura com leite (1% a 2%)- dependendo das características do produto e com um máximo possível de 2,5%.
Amido Modificado - utilização
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	Indústria de iogurtes – substituir a gelatina para obtenção de um produto final cremoso
	snacks - amido nativo - principalmente os elaborados com amendoim (amendoim japonês, ovinhos de amendoim, etc)
	Wafers - diminuir a força do glúten (0,5% do peso total do produto final)
	Sopas - espessantes
Amido Modificado - utilização
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	Pré-gelatinizados - utilizados como espessantes em sopas instantâneas e em caldo de carne desidratado e outros molhos prontos. 
	Produção de massas, condimentos, etc
Amido Modificado - utilização
Principais reações 
químicas em
CARBOIDRATOS
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Caramelização
 Reação de Maillard
Profa. Dra. Nágela Magave
Destaque pela frequência e efeitos 
nos alimentos
Reações de escurecimento em alimento
 As reações que provocam escurecimento dos alimentos podem ser oxidativas ou não oxidativas
Escurecimento oxidativo (ou enzimático): reação entre o oxigênio e um substrato fenólico catalisado pela enzima polifenoloxidase e NÃO ENVOLVE CARBOIDRATOS
Profa. Dra. Nágela Magave
Reações de escurecimento em alimentos
 As reações que provocam escurecimento dos alimentos podem ser oxidativas ou não oxidativas
Escurecimento não oxidativo (ou não enzimático): envolve o fenômeno de caramelização e/ou a interação de proteínas ou aminas com carboidratos (reação de Maillard)
Profa. Dra. Nágela Magave
Mecanismos das reações de escurecimento 
Profa. Dra. Nágela Magave
	Mecanismo	Requerimento de oxigênio	Requerimento de NH2	pH ótimo	Produto final
	Maillard	Não	Sim	>7,0	Melanoidinas
	Caramelização	Não	Não	3,0 a 9,0	Caramelo
	Oxidação de ácido ascórbico	Sim	Não	Entre 3,0 e 5,0	Melanoidinas
Profa. Dra. Nágela Magave
Escurecimento não enzimático
	Depende da quantidade e tipo de carboidratos – menos de proteínas e aminoácidos.
	Maior ocorrência em açúcares redutores
	Desejável – Ex. crosta do pão (dest. 70 lisina), café torrado, chocolate, carne assada
Profa. Dra. Nágela Magave
Escurecimento não enzimático
Indesejável: 
 leite e derivado (dest.lisina)
Sucos, vegetais, produtos desidratados e concentrados, cereais e derivados (lisina)
“flavor”, aroma, coloração
Desejável e Indesejável
Profa. Dra. Nágela Magave
Reação de escurecimento em alimentos
Profa. Dra. Nágela Magave
Reação de escurecimento em alimentos
Leite e derivados
Teor de lactose
Proteínas termossensíveis – soro
Lisina 
	- pasteurizado – 3%
	- esterilizado – 8 – 12%
	- Pó – até 30%
Profa. Dra. Nágela Magave
Reação de escurecimento em alimentos
Carnes
	Relativamente resistentes – acidez natural, baixo teor de açúcares reativos
	Em peixes mais intenso: alto teor de ribose, aumento do pH – alterações “pós mortem”
Profa. Dra. Nágela Magave
Reação de escurecimento em alimentos
Cereais e derivados
	Destruição da lisina
	Formação “flavor” e coloração desejável
	Induzidas – adição de açúcares redutores ou hidrólise do amido.
	Secagem do macarrão e cozimento pão – alta destruição da lisina - temperatura elevada e baixo UR.
Obrigado!
nagelap@terra.com.br