Determinação dos Carboidratos nos Alimentos

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Determinação dos Carboidratos nos Alimentos
Matéria de Bromatologia | Prof ° Arthur Negrão | UNIFVR
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O que são os carboidratos?
 Os carboidratos (hidratos de carbono) são responsáveis por liberar glicose, fornecer energia para as células por ser a primeira fonte de energia celular e fazer a manutenção metabólica glicêmica para que o corpo continue funcionando bem. Este macronutriente é formado fundamentalmente por moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio.
 São divididos de acordo com a quantidade de átomos de carbono em suas moléculas, podendo ser:
Monossacarídeos: Apresentam de 3 a 7 carbonos em sua estrutura: glicose, frutose e galactose
Dissacarídeos: Resultado da ligação entre dois monossacarídeos: sacarose, maltose e lactose
Polissacarídeos: Moléculas formadas através da união de vários monossacarídeos. Alguns apresentam em sua fórmula átomos de nitrogênio e enxofre: amido e celulose.
Esta é a pergunta à qual sua experiência deve responder
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Importância da Determinação dos Carboidratos
 A Determinação dos Carboidratos nos Alimentos é importante pois os carboidratos apresentam as seguintes funções:
Nutricional;
Adoçantes naturais;
Matéria-prima para produtos fermentados;
Principal ingrediente dos cereais;
Propriedades reológicas (deformações e escoamentos da matéria) da maioria dos alimentos de origem vegetal (polissacarídeos);
Responsável pela reação de escurecimentos de muitos alimentos.
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Determinação de Carboidratos
RAZÕES PARA A DETERMINAÇÃO
Padronização
 - Alimentos devem ter a composição que respeite a legislação.
Rotulagem nutricional
Detecção de adulterantes
Qualidade alimentar
 - Propriedades, físico-química dos alimentos dependem do tipo de concentração de carboidratos presente.
 
Processamento
Doçura + Aparência + estabilidade + textura.
Resuma a pesquisa entre três e cinco tópicos.
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Amostragem
As amostras sólidas devem ser moídas;
Devem apresentar mínima mudança no conteúdo de umidade;
Não podem afetar as propriedades e composição do alimento;
Deve-se obter solução aquosa dos açúcares, livres de substâncias interferentes, para posterior identificação e quantificação.
 Conjunto de operações das quais se obtém uma amostra representativa de um produto a ser analisado.
Tratamentos prévios para a análise 
ELIMINAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS INTERFERENTES
- Por descoloração; 
- Resina trocadora de íons;
- Clarificantes (precipitam substâncias que irão interferir na medida física ou química do açúcar).
- Pigmentos solúveis;
- Substâncias opticamente ativas 
(aminoácidos, etc.);
- Constituintes fenólicos;
- Lipídeos;
- Proteínas.
Para determinar o conteúdo de carboidratos, deve ser obtida uma solução aquosa de açúcares livres de substâncias interferentes, para posterior identificação e quantificação.
MÉTODOS DE SEPARAÇÃO
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Métodos para a Determinação de Carboidratos
EXISTEM DOIS MÉTODOS QUE SÃO UTILIZADOS PARA A DETERMINAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
1. MÉTODOS QUALITATIVOS
2. MÉTODOS QUANTITATIVOS
Métodos Qualitativos
Condensação de produtos de degradação dos açucares Hidroximetilfurfural (é uma molécula resultante da transformação dos monossacarídeos: frutose e glicose) em ácidos fortes (ácido sulfúrico) com vários compostos orgânicos (antrona e fenol).
Reações Coloridas
Propriedades Redutoras 
do Grupo Carbonila
Reações coloridas baseadas nas 
propriedades, redutoras dos açúcares que reduzem em soluções alcalinas sais de cobre, prata, bismuto e mercúrio. O reagente mais conhecido é o reagente de Fehling utilizado para diferenciar entre os grupos funcionais cetona e Aldeído.
Vão dizer se tem ou não carboidrato na amostra;
Se utiliza Ácidos Fortes para degradar os carboidratos.
Gera produtos de degradação
Reação com o grupo carbonila dos carboidratos
Possuem reações coloridas
Estabeleça hipóteses antes de começar a experiência. Essa deve ser sua melhor opinião abalizada com base na pesquisa.
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Método de Antrona
Consiste em reações de condensação que utilizam reagentes ácidos para desenvolvimento de cor
Reage especialmente com carboidratos em solução concentrada de Ácido 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
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Como realizar o Método Antrona
Espectrofotômetro é um aparelho amplamente utilizado em laboratórios, cuja função é a de medir e comparar a quantidade de luz (energia radiante) absorvida por uma determinada solução, utilizando o comprimento de onda.
Relacione todas as etapas usadas para concluir a experiência.
Lembre-se de numerar as etapas.
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Etapa 1
Adicionar a solução de glicose e por último o reagente Antrona.
Etapa 2
Este sistema deve ser mantido em gelo.
Etapa 3
Após, agitar os tubos e levá-los ao banho Maria a 100ºC por 3 minutos.
Etapa 4
Deixar atingir a temperatura ambiente e fazer a leitura no Espectofotômetro a λ= 620ɳm – também considerado um método quantitativo.
Ánalise para Carboidratos Simples
SOLUÇÃO DE BENEDICT ou REAGENTE DE BENEDICT
 O Reagente de Benedict (também chamado de Solução de Benedict ou Teste de Benedict), é um reagente químico de cor azulada, desenvolvido pelo químico americano Stanley Rossiter Benedict, geralmente usado para detectar a presença de açúcares e açúcares redutores, nos quais se incluem glicose, galactose, lactose, maltose e manose.
Essa solução é um indicador químico para açúcares simples, como a glicose (C6H12O6);
Azul claro: teste negative;
Amarelo, verde, vermelho: teste positivo.
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Ánalise para Carboidratos Complexos
SOLUÇÃO DE IKI
Solução de iodeto de potássio iodeto;
Mudança de coloração para azul a preto;
Detecta os polissacarídeos.
 IMPORTANTE - nem todos os polissacarídeos, apesar de serem moléculas grandes, dão complexo colorido com o iodo. Isso porque é necessário que a molécula apresente uma conformação que propicie o "encaixe" do iodo. A celulose é um exemplo de polissacarídeo que não dá reação colorida com o iodo.
Métodos Quantitativos
Determinação de Carboidratos Totais;
Geralmente realizada por diferença;
Devem ser determinados a quantidade de:
Por diferença, calcular a quantidade de carboidratos, utilizando a fórmula:
- umidade, cinzas, proteínas, lipídeos e fibras.
Carboidratos (%) = 100 – (% de umidade + % de cinzas + 
% de proteínas + % de gorduras + % de fibras).
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Método de Lane - Eynon
Também conhecido como método de Fehling
Esta baseado na redução de cobre pelos grupos redutores dos açúcares 
Açucares redutores: carboidratos capaz de reduzir sais de cobre, possuem grupos aldeído e cetonas livres (monossacarídeos)
Açucares não redutores são transformados em açucares redutores pela ação de ácidos
Método de Lane - Eynon
Determinação de açucares redutores
Amostra
Clarificação
ferrocianeto de potássio, acetato neutro de zinco ou chumbo
Filtração
Determinar açucares redutores no sobrenadante 
por método titulométrico
(o resultado é expresso em g de glicose por 
100 ml ou 100 g de amostra).
Sobrenadante (que fica por cima de outra solução) contendo o açúcar.
- vai para a bureta
Erlenmeyer – 10 ml de solução de Fehling A + 10 ml de solução de Fehling B e juntar com 40 ml de água destilada.
Obs:
- A – Sulfato cúprico (CuSO4) + H2SO4 (ácido sulfúrico)
- B – Tartarato de sódio e potássio + NaOH (hidróxido de sófio)
- 10 ml de A +10 ml de B reagem com 0,5g de glicose e 0,067g de frutose
- Adição de azul de metileno para realizar a titulação
IMPORTANTE - Os métodos titulométricos ou titulometria são procedimentos quantitativos que se baseiam na medição de quantidade de um reagente que possui concentração conhecida e é consumido pelo analito (substância sendo analisada) até a completa reação do mesmo.
Método de Lane - Eynon
Usando um bico de Bunsen, aquecer o licor de fehling até a fervura
Proceder a titulação - o tempo de titulação não deve ultrapassar 3 minutos. 
 Adicionar 3 gotinhas doindicador azul de metileno 
Quando o ponto final estiver próximo, a cor azul da espuma sobrenadante começa a desaparecer, deixando ver mais claramente o precipitado vermelho-tijolo do óxido cuproso.
METODOLOGIA
Método de Lane - Eynon
Desse ponto em diante continuar a titulação gota a gota
O ponto final é atingido quando a solução sobrenadante estiver totalmente incolor, ou seja, quando a cor azul de metileno desaparecer
Em resumo: o açúcar adicionado reage com o cobre até um certo limite, quando ultrapassa esse limite, começa a reagir com o azul de metileno passando a coloração de azul para marrom e formando um precipitado.
Aqui é utilizado o Método Volumétrico, que permite determinar a concentração de uma solução, este processo se baseia na medida dos volumes das soluções reagentes.
Materiais citados anteriormente
Bureta
Erlenmeyer
Bico de Bunsen
Método de Somogyi
Método microtitulométrico baseado na redução de cobre pelos grupos redutores dos açúcares. 
Este método baseia-se na propriedade que alguns açúcares apresentam em reduzir o Cu+2 (Íon Cúprico) em Cu+1 (Íon Cuproso)
Os açúcares redutores, quando aquecidos e em soluções alcalinas, reduzem o cobre, formando o óxido cuproso
O óxido cuproso reage com o ar seno-molibdênio, formando o óxido molibdênio, cuja intensidade de cor é proporcional a quantidade de açúcares redutores existentes na amostra. (coloração azul, espectofotometria a 540nm).
IMPORTANTE - A análise de microtitulação é realizada em placas de microtitulção, que contém poços (vários furinhos).
Alguns dos equipamentos utilizados no Método Somogyi
Balança Analítica
 Banho-maria de 
50º C e 100ºC 
Estufa de circulação a 
50ºC e 105ºC
Vidrarias utilizadas
Tubos de Ensaio de 25 mL
Becker de 200 e 250 mL 
Funil
Pipetas Volumétricas de 1, 2,5 e 10 mL
Balão Volumétrico de 100, 200 e 500 mL 
Proveta Graduada de 25 mL 
Métodos Cromatográficos
 É um processo de separação e identificação de componentes de uma mistura. Essa técnica é baseada na migração dos compostos da mistura, os quais apresentam diferentes interações através de duas fases.
CROMATOGRAFIA
- Fase móvel: fase em que os componentes a serem isolados "correm" por um solvente fluido, que pode ser líquido ou gasoso.
- Fase estacionária: fase fixa em que o componente que está sendo separado ou identificado irá se fixar na superfície de outro material líquido ou sólido
Fase estacionária empregada:
De acordo com a fase estacionária empregada, a cromatografia pode ser líquida ou gasosa:
- Fase estacionária líquida: o líquido é adsorvido sobre um suporte sólido ou imobilizado sobre ele.
- Fase estacionária sólida: quando a fase fixa é um sólido.
Tipos de Cromatografia
1. Cromatografia em coluna
 A cromatografia em coluna é a mais antiga técnica cromatográfica. É uma técnica para separação de componentes entre duas fases, sólida e líquida, baseada na capacidade de adsorção e solubilidade.
 O processo ocorre em uma coluna de vidro ou metal, geralmente, com uma torneira na parte inferior. A coluna é preenchida com um adsorvente adequado que irá permitir o fluxo do solvente.
A mistura é então colocada na coluna com um eluente (tipo de solvente que vai interagir com as amostras e promover a separação dos componentes) menos polar. É usado uma sequência contínua de vários eluentes com o objetivo de aumentar a sua polaridade e consequentemente, o poder de arraste de substâncias mais polares.
Assim, os diferentes componentes da mistura irão se mover em velocidades distintas, conforme a afinidade com o adsorvente e eluente. Isso torna possível a separação dos componentes.
Adsorção é a adesão de moléculas de um fluido a uma superfície sólida.
Tipos de Cromatografia
A cromatografia planar compreende a cromatografia em papel e a cromatografia em camada delgada:
Cromatografia em papel: é uma técnica para líquido-líquido, no qual um deles é fixo a um suporte sólido. Recebe esse nome porque a separação e identificação dos componentes da mistura ocorre sobre a superfície de um papel filtro, sendo essa a fase estacionária.
Cromatografia em camada delgada: é uma técnica para líquido-sólido, na qual a fase líquida ascende por uma camada fina de adsorvente sobre um suporte, geralmente, uma placa de vidro colocada dentro de um recipiente fechado. Ao ascender, o solvente arrastará mais os compostos que interagiram menos na fase estacionária. Isso provocará a separação dos componentes mais adsorvidos.
2. Cromatografia planar
Tipos de Cromatografia
Fase móvel empregada:
Cromatografia gasosa
 A cromatografia gasosa é um processo de separação dos componentes da mistura através de uma fase gasosa móvel sobre um solvente.
 Esse método ocorre em um tubo estreito, por onde os componentes da mistura irão passar por uma corrente de gás, que representa a fase móvel, em fluxo do tipo coluna. A fase estacionária é representada pelo tubo.
 Os fatores que promovem a separação dos componentes são: a estrutura química do composto, a fase estacionária e a temperatura da coluna.
Tipos de Cromatografia
2. Cromatografia líquida
 Na cromatografia líquida, a fase estacionária é constituída de partículas sólidas organizadas em uma coluna, a qual é atravessada pela fase móvel.
 A cromatografia líquida compreende a cromatografia líquida clássica e a cromatografia líquida de alta eficiência:
Cromatografia líquida clássica: a coluna é preenchida, geralmente, uma só vez, pois parte da amostra usualmente se adsorve de forma irreversível.
Cromatografia líquida de alta eficiência: é uma técnica que utiliza bombas de alta pressão para a eluição da fase móvel. Isso faz com que a fase móvel possa migrar a uma velocidade razoável através da coluna. Assim, pode realizar a análise de várias amostras em pouco tempo. Porém, necessita de equipamentos específicos
A eluição é um processo no qual os solutos são lavados através da fase estacionária pelo movimento de uma fase móvel.
Tipos de Cromatografia 
3. Cromatografia supercrítica
 A cromatografia supercrítica caracteriza-se por utilizar na fase móvel um vapor pressurizado, acima de sua temperatura crítica.
 O eluente supercrítico mais utilizado é o dióxido de carbono (CO2).
Cromatófrago com Fluído Supercrítico
 Quando um fluido supercrítico é utilizado como fase móvel em um processo de separação cromatográfico este é denominado de cromatografia supercrítica (SFC) 
Método de Munson-Walker
Método gravimétrico baseado na redução de cobre pelos grupos redutores dos açúcares.
A análise gravimétrica ou gravimetria, é um método analítico quantitativo cujo processo envolve a separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura possível. *O elemento ou composto é separado de uma quantidade conhecida da amostra ou substância analisada.
Os resultados normalmente são expressos como açúcar total e redutor em glicose.
Métodos Ópticos
Os métodos ópticos utilizam os seguintes métodos de análise:
Ocorre a interação entre a matéria e a energia em forma de luz, para se obter os resultados (espectrofotômetria).
Refratometria - muito utilizada no controle da qualidade de xaropes, geléias e sucos defrutas, etc;
Polarimetria;
Densimetria 
... para obter todos os resultados necessários.
Refratometria
Refratômetro Manual
Refratômetro de Bancada
Refratômetro de Laboratório 
Automático
 A Refratometria é determinação do índice de refração de líquidos em uma determinada amostra, como de alimentos. Para tal, para se realizar a medição, um aparelho de alta tecnologia é utilizado, o refratômetro. São equipamentos de extrema precisão e que permitem a medição de índices refrativos em soluções líquidas (aquosas).
 Com um refratômetro é possível medir a concentração de sal ou açúcar de um alimento, sua temperatura, se há soluções de lavagem em água, óleos solúveis e muito mais.
Mas o que é um índice de refração ?
 Esse termo está associado à concentração percentual de sólidos contidos em uma solução aquosa e se refere à “resistência”que cada meio possui ao passar através dele uma radiação, que depende também de seu comprimento de onda e frequência.
 Esse índice se caracteriza pelo desvio angular que uma radiação sofre ao atravessar um meio distinto ao que anteriormente estava percorrendo. Nesse contexto, o refratômetro faz uso do ângulo limite de reflexão total, que se relaciona com as propriedades ópticas do material estudado.
 Ao passar por um meio, a luz percorre sempre uma linha reta. Contudo, quando muda de um meio para outro distinto, sofre refração, modificando o ângulo e sua direção. O índice de refração é definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio que se deseja analisar.
 De acordo com a fórmula do índice de refração, que considera parâmetros como a velocidade da luz no vácuo, o comprimento de onda e a frequência da radiação incidente, quanto maior a frequência da radiação, maior será o índice de refração. Esse fator também pode ser alterado com a temperatura, já que soluções se tornam menos
densas em temperaturas mais altas, reduzindo o seu índice de refração.
Brix é uma escala numérica de índice de refração de uma solução, comumente utilizada para determinar, de forma indireta, a quantidade de compostos solúveis numa solução de sacarose, utilizada geralmente para suco de fruta
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 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.
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.
Polarímetro
Polarimetria
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
O instrumento mede a densidade dos líquidos, ou seja, a massa dividida pelo volume. ... Ao mergulhar o densímetro no líquido, ele afunda até deslocar um volume de fluido cujo peso se iguale ao dele. A superfície do líquido indica determinado ponto de escala, isto é, sua densidade”
Densímetro
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 - qualquer reação química na qual uma molécula de água quebra uma ou mais ligações químicas - no caso dos mais complexos).
Dependendo do método e dos procedimentos aplicados as determinações poderão ser quantitativas ou qualitativas.
Seminário de Bromatologia referente à 
Determinação de Carboidratos nos Alimentos 
realizado pelas alunas do 
2° Semestre de Nutrição
Nathany Helen Sério da Silveira Giroldo
Sabrina de Almeida Siqueira
Obrigada!
UNIFVR
Referências
file:///D:/Usu%C3%A1rio/Downloads/Aula%205.pdf
http://carboidratossosfarma.blogspot.com/2014/04/determinacao-dos-carboidratos-nos.html
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1235877/mod_resource/content/1/Aula_8_Determinacao_Carboidratos_Aula.pdf
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/analise-volumetrica.htm
https://slideplayer.com.br/slide/5618949/
https://www.academia.edu/11467879/Analise_de_carboidratos
https://www.lojaroster.com.br/blog/refratometro/
https://www.minhavida.com.br/alimentacao/tudo-sobre/18196-carboidratos
https://www.todamateria.com.br/cromatografia/#:~:text=Cromatografia%20%C3%A9%20um%20processo%20de,intera%C3%A7%C3%B5es%20atrav%C3%A9s%20de%20duas%20fases.
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