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Carboidratos Turma: Graduação em Nutrição GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS •Representam a “fonte de energia da vida”. •Fotossíntese: energia solar + CO2= formação de carboidratos nas células vegetais. •Fórmula empírica: (CH2O)n •De todos os compostos existentes na terra estes são os mais amplamente distribuídos nos reinos animal e vegetal. •A literatura define estes compostos em poliidroxialdeídos, poliidroxicetonas, poliidroxiálcoois, poliidroxiácidos, seus derivados simples e polímeros destes compostos unidos por ligações glicosídicas. São classificados (estrutura e cadeia molecular) em: ➢Monossacarídeos ➢Oligossacarídeos ➢Polissacarídeos. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS • O grupo mais simples de carboidratos e, a maior parte deles pode ser referida como açucares. • Encontram-se livremente ou compondo moléculas de oligo e polissacarídeos: Glicose – Frutose – Galactose. • Não podem ser hidrolisados a compostos mais simples. • 3 a 8 C (5 ou 6C, são os mais comuns). Terminologia: •Sufixo “ose” é incluído nos monossacarídeos que possuem um grupo carbonila e, na ausência de qualquer outra identificação, o número de átomos de C é indicado por termos, exemplo: triose, tetrose, pentose. •Prefixos “aldo-“ e “ceto-“ são utilizados para indicar se o grupo carbonila está no 1º ou em um subseqüente átomo de C. Principais monossacarídeos: - Frutose: presente na maioria das frutas e também no mel. Sua principal função é fornecer energia para o corpo humano. - Glicose: Também possui função energética. Encontrado também no mel e nas frutas. - Galactose: presente na lactose (açúcar do leite). Fornece energia para o corpo humano. - Ribose: compoem a estrutura do RNA (ácido ribonucleico). GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS OLIGOSSACARÍDEOS • Quando uma ligação glicosídica une o grupo redutor de um monossacarídeo a um grupo hidroxila de outro➔ dissacarídeo. • Ligações adicionais = trissacarídeos, tetrassacarídeos e, por fim, polissacarídeos (com mais de 10 unidades de monossacarídeos). • Lactose (glicose+galactose). e Sacarose (glicose+frutose). • Maltose (glicose + glicose) GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS OLIGOSSACARÍDEOS •Ligação Glicosídica GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS OLIGOSSACARÍDEOS Exemplo: SACAROSE Observações: Entre os principais oligossacarídeos, um grupo merece atenção particular dos químicos de alimentos. Trata-se do grupo derivado da sacarose que contém galactose: Rafinose [α-D-galactopiranosil-(1→6)-α- D-glicopiranosil-(1→2)-β-D-frutofuranose] e Estaquiose [α-D- galactopiranosil-(1→6)-α-D-galactopiranosil-(1→6)-α-D-glicopiranosil- (1→2)-β-D-frutofuranose] são os mais conhecidos. Estão presentes em sementes de leguminosas como ervilhas e feijões. Esses açucares não são hidrolisados nem absorvidos pelo sistema digestório e, dessa forma, ficam disponíveis para o metabolismo de bactérias presentes no intestino grosso. Elas produzem grande quantidade de CO2, como subproduto deste metabolismo (desconforto e flatulência). Lactose: presente no leite consumido, quando consumida por indivíduos que não possuem a enzima (β-galactosidase), causa, no intestino delgado→ indisposições intestinais. •Principais dissacarídeos: •Sacarose: É o açúcar comum de mesa. Extraído da cana de açúcar, da beterraba, da uva e do mel. •Lactose: É o açúcar do leite. Sintetizado nas glândulas mamarias dos mamíferos. •Maltose: É o açúcar do malte. Não é encontrado livre na natureza. É obtido pela indústria através da fermentação de cereais em germinação, tais como a cevada. germinação, tais como a cevada. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS • São macromoléculas formadas pela condensação de monossacarídeos, unidos por meio de ligações glicosídicas (polímeros de alto peso molecular). • Apesar de não apresentarem sabor doce, os polissacarídeos contribuem em muito na textura dos alimentos. Eles são responsáveis por características sensoriais como viscosidade e consistência. NUTRICIONALMENTE OS POLISSACARÍDEOS PODEM SER DIVIDIDOS EM: ➢Polissacarídeo digerível (Amido): Único prontamente digerido no intestino. Uma alta proporção de nossas exigências por energia é provida pelo amido presente em grãos de cereais e em tubérculos como a batata e a mandioca. ➢Polissacarídeos não digeríveis (Fibras alimentares): CELULOSE, HEMICELULOSES, PECTINA, GOMAS. Possuem papel essencial na saúde do intestino grosso. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS COM RELAÇÃO ÀS FUNÇÕES DOS POLISSACARÍDEOS, PODEMOS CITAR: ➢ Reserva metabólica de plantas (AMIDO) e animais (GLICOGÊNIO); ➢Estrutura da parede vegetal de plantas superiores, algas marinhas (CELULOSE, HEMICELULOSE, PECTINA) ou estrutural em animais (QUITINA, MUCOPOLISSACARÍDEOS). ➢Em alimentos, apresentam a propriedade de reter moléculas de água, de formar soluções coloidais, de controlar a atividade de água de um sistema. ➢Quando interagem com moléculas de água formam géis e soluções viscosas que podem atuar como agentes espessantes, geleificantes e estabilizantes de emulsões. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO • Vegetais: Reserva Energética. •Do ponto de vista nutricional: é o único polissacarídeos que pode ser prontamente digerido no intestino humano. • Importante fonte de carboidratos na dieta humana (sementes e tubérculos) e grande importância destes na Tecnologia de Alimentos. • Grânulos contendo dois polissacarídeos: amilose 20-30% (linear) e amilopectina 70-80% (ramificada). GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO • Obtenção industrial: Tubérculos (mais fácil – grânulos livres no citoplasma) e Cereais (se encontra no endosperma disperso em matriz protéica, o que torna mais difícil e custosa a separação deste). GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO ✓Frações do AMIDO : • A fração AMILOSE é linear (250 a 300 resíduos de D-glicopiranose, ligadas por pontes glicosídicas -1,4, que conferem à molécula uma estrutura helicoidal) •PM 106 •Não se dispersa facilmente em água fria e não é muito importante em termos de formação de gel. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO ✓Frações do AMIDO : • A fração AMILOPECTINA é ramificada (1400 resíduos de D-glicose unidas por ligação -1,4, com ramificações de 20 a 30 unidades de carboidratos unidas a cadeia principal por ligação 1-6). •É importante na formação de gel devido à baixa associação entre as cadeias e à sua elevada ocupação espacial. •PM 107 até 5x108 - uma das maiores moléculas encontradas na natureza. •Presença de fosfato (1 fosfato para cada 400 resíduos de glicose). GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO ✓Hidrólise Enzimática do AMIDO : -Principais enzimas que atuam na Hidrólise do Amido - amilase: quebra a cadeia de amido indistintamente. - amilase: libera unidades de maltose a partir das dextrinas – 5 ou mais unidades de glicose. A hidrólise do amido é incompleta, pois estas enzimas não são capazes de hidrolisar a ligação (1,6), fazendo com que restem resíduos da cadeia da amilopectina conhecidas como “dextrinas limitantes”. Maltase: hidrolisa a maltose em glicose. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO ✓Formação de géis de AMIDO: - Imersão em água fria o amido é capaz de absorver de 30 a 20% do seu peso (processo reversível quando seco). A formação de géis de amido se dá na seguinte sequência: - Gelificação/Gelatinização:Aquecimento da água (água quente) aumenta migração de água para o interior do grânulo, até o limite de absorção de água em torno de 2500% em relação ao seu peso - rompimento da membrana que envolve os grânulos - liberação do amido no meio - gelificação (Através da hidratação de seus grupos polares e da formação de ligações ponte de hidrogênio entre segmentos das cadeias de amilopectina, principalmente. As moléculas de amido, formam uma rede - Durante esse processo parte da amilose de menor PM poderá ter passado a solução. Chega-se então a um sistema em que não há mais água livre, pois toda ela estará ligada às cadeias de amilose e amilopectina, ou presa nos espaços entre os grãos, formando uma solução com a amilose) GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO ✓Formação de géis de AMIDO: - Retrogradação do amido: com o resfriamento ocorre a semi-retração das cadeias de amido, que tendem a se enovelar, aumentando a consistência do gel formado. Ocorre ainda a expulsão das moléculas de água (sinérese), devido a reaproximação das moléculas (irreversível). GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO ✓Amidos modificados: Os amidos naturais possuem alguns inconvenientes p/ a ind. de alim., como a formação de grumos durante a solubilização, para evitar esse problemas foram inventados os amidos modificados: que podem geleificar sem precisar aquecer,alguns não possuem o fenômeno da retrogradação, outros resistem ao congelamento, etc. As propriedades dos amidos podem ser melhoradas e modificadas, visando atender a necessidades tecnológicas específicas, através de processos físicos ou químicos. São eles: a.1) Pré-gelatinizado - através do aquecimento de suspensões de amido e posterior secagem, é obtido um produto solúvel em água fria e capaz de formar gel sem aquecimento. Muito utilizados em produtos alimentícios instantâneos. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO a.2) Parcialmente hidrolizados - por hidrólise parcial do amido. Produto pouco solúvel em água fria, mas bastante solúvel em água fervente. Suas soluções são menos viscosas que o amido original (inclusive após e resfriamento). Muito dificilmente sofrem retrogradação e são utilizados básicamente como espessantes, como por exemplo, em sopas para reidratação rápida. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO a.3) Éteres - através da reação de uma suspensão de amido a 30-40% com óxido de propileno ou de etileno em meio fortemente alcalino (pH = 11-13) - formação dos derivados hidroxietil e hidroxipropil. A presença destes grupamentos aumenta a capacidade de absorção de água, diminui a temperatura de gelatinização e aumenta sua estabilidade frente ao congelamento, descongelamento e esterilização. São utilizados principalmente em alimentos congelados e em conservas esterilizadas pelo calor (conservas de carnes - salsichas e afiambrados). A reação do amido com ácido cloroacético em meio alcalino leva à formação de carboximetilamidos: Estes produtos facilmente sofrem embebimento em água fria. Suas dispersões a 1-3% possuem consistência pastosa e a 3-4% chegam a formar gel. São bastante utilizados como espessantes e geleificantes. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS a) AMIDO a.4) Ésteres - Produzidos ésteres com ácidos inorgânicos (fosfórico) ou orgânicos (acético, succínico, adípico ou cítrico). O obtendo-se derivados com poder espessante bem superior aos amidos naturais. Seus géis são bastante estáveis ao congelamento. a.5) Oxidados - Reação com hipoclorito - formação de grupamentos ácido carboxílico (glicurônico). Estes são usados principalmente em produtos alimentícios de baixa viscosidade (forma géis mais moles), como molhos para saladas e maionese. Dificilmente sofrem “retrogradação”. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: OBTIDOS DE SEMENTES E PLANTAS TERRESTRES. i) PECTINAS • Muito abundantes em todos os tecidos vegetais, sendo obtidas do bagaço de frutas cítricas (20-40% da matéria seca) e restos de maçãs (10-20%). • Extração: é feita em pH de 1,5 a 3,0 e temperatura de 60-100oC, seguido de concentração ou secagem. •Formação: ácido -D-galacturônico unidos por ligação (1,4). Os grupos carboxila (COOH) da cadeia estão esterificados por metanol, dependendo do grau de maturação do fruto. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: OBTIDOS DE SEMENTES E PLANTAS TERRESTRES. i) PECTINAS Amadurecimento dos frutos: Protopectina Ácido Pectínico Ácido Péctico As PECTINASES formam um grupo de enzimas que degradam substâncias pécticas, hidrolisando ligações glicosídicas ao longo da cadeia carbônica. Podem ser despolimerizantes ou desesterificantes e são produzidas por plantas, fungos filamentosos, bactérias e leveduras. • Quanto mais maduro o fruto o grau de esterificação. • Quanto o grau de esterificação a capacidade de formar gel. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: OBTIDOS DE SEMENTES E PLANTAS TERRESTRES. i) PECTINAS Amadurecimento do fruto: conversão da protopectina em substâncias pécticas (ácido pectínico; ácido péctico - pectinas). Ácido Péctico não possuem metoxilas e são solúveis em água. são metoxilados e, dependendo do seu grau de metoxilação, formam soluções coloidais (gel) ou são solúveis em água. Ácido Pectínico PECTINA O termo geral PECTINA designa ácidos pectínicos solúveis em água, com grau variável de esterificação e um grau de neutralização capaz de formar gel com açúcares e ácidos em condições adequadas GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: OBTIDOS DE SEMENTES E PLANTAS TERRESTRES. i) PECTINAS A importância da pectina em alimentos está sua capacidade formar géis, quando em presença de ácido e açúcar➔ Geléias, GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS - PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: OBTIDOS DE SEMENTES E PLANTAS TERRESTRES. i) PECTINAS (formam géis) Tipo de Pectina Grau de esterificação (%) Tempo de geleificação (s) Geleificação rápida 72-75 20-70 Geleificação normal 68-71 100-135 Geleificação lenta 62-66 180-250 -Devido a sua grande capacidade de formação de gel, são utilizados em grande escala na produção de geléias e doces. As condições padrão para formação de gel são: - teor de Pectina de cerca de 1%, - adição de açúcar de 58-75% e - pH entre 3,0 e 3,5. GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS -PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: i) PECTINAS GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS OBS: FIBRAS SOLÚVEIS➔ (PECTINAS E GOMAS). Têm pequeno efeito na evacuação, porém, elas exercem importante papel na regulação dos níveis de colesterol no organismo. As fibras solúveis, principalmente a pectina “seqüestram” sais biliares. Como estes são formados a partir de colesterol, tem-se um aumento da requisição deste precursor para a síntese de mais sais biliares. Com isso, as fibras solúveis ajudam a manter as taxas de colesterol dentro da normalidade. OBS: FIBRAS INSOLÚVEIS➔ (CELULOSE, HEMICELULOSES E LIGNINA). Tem como função fundamental a aceleração do trânsito intestinal, umavez que aumentam o volume e a umidade das fezes. Isto se deve a extrema capacidade de retenção de água que possuem. FIBRAS SOLÚVEIS➔ (PECTINAS) A beta-glucana é um tipo de fibra solúvel, esse tipo de fibra têm alta capacidade reter de água e possui a propriedade de formar géis em solução aquosa. Uma vez no estômago e no intestino delgado, as fibras solúveis aumentam a viscosidade do bolo alimentar, diminuindo a atividade de certas enzimas digestivas, influenciando diretamente na taxa de digestão e absorção de nutrientes. Esta influência está diretamente ligada à moderação da glicemia pós prandial e resposta insulínica, redução do colesterol e regulação do apetite. FIBRAS SOLÚVEIS E INSOLÚVEIS FIBRAS TOTAIS A quantidade diária recomendada de fibras para HOMENS 38g/dia e MULHERES 25g/dia. Se você comer, durante o dia, uma fatia de pão integral, uma banana, uma maçã, duas porções de feijão, uma porção de arroz, um laranja e uma cenoura crua, terá ingerido essa quantidade. FIBRAS TOTAIS Grãos Porção Gramas de fibra Lentilha cozida 1 xícara (chá) 7,9 Feijão cozido 1 xícara (chá) 7,5 Amêndoa com pele ½ xícara (chá) 5,3 Amendoim ½ xícara (chá) 4,1 Soja cozida ½ xícara (chá) 3,9 Ervilha enlatada ½ xícara (chá) 3,5 Pipoca estourada 3 xícaras (chá) 3,0 Germe de trigo 3 colheres (sopa) 2,9 Farelo de aveia 3 colheres (sopa) 2,7 Milho 1 espiga média 2,3 Nozes ½ xícara (chá) 2,3 Farelo de trigo 3 colheres (sopa) 2,2 Aveia em flocos 3 colheres (sopa) 2,1 Farinha de aveia 3 colheres (sopa 2,1 Milho enlatado ½ xícara (chá) 1,7 Arroz integral cozido 5 colheres (sopa) 1,6 Biscoito de trigo integral 6 unidades 1,6 Macarrão cozido 1 xícara (chá) 1,2 Pão de centeio 1 fatia 1,4 Pão de trigo integral 1 fatia 1,3 Biscoito de trigo refinado 6 unidades 0,8 Pão francês e branco 1 Fatia 0,6 Arroz branco cozido 5 colheres (sopa) 0,5 FIBRAS TOTAIS Frutas Porção Gramas de fibra Pêra 1 unidade média 4,0 Figo seco 1 unidade média 3,7 Coco ralado seco ½ xícara (chá) 3,3 Maçã 1 unidade média 3,0 Abacate ½ unidade média 3,0 Kiwi 1 unidade grande 3,0 Morango 1 xícara (chá) 2,7 Banana 1 unidade média 2,6 Ameixa seca 2 unidades 2,4 Pêssego com casca 1 unidade média 2,3 Laranja 1 unidade média 2,2 Manga 1 unidade média 2,2 Ameixa fresca 3 unidades pequenas 1,8 Tangerina 1 unidade grande 1,8 Mamão 1 fatia média 1,4 Uva passa 2 colheres (sopa) 1,3 Nectarina com casca 1 unidade média 1,2 Melão 1 fatia média 1,1 Uva branca 20 unidades 1,0 Abacaxi 1 rodela média 0,9 FIBRAS TOTAIS Hortaliças Porção Gramas de fibra Batata assada com casca 1 unidade média 3,5 Couve de Bruxelas cozida ½ xícara (chá) 3,2 Brócolis cozido ½ xícara (chá) 2,7 Batata doce assada 1 unidade média 2,1 Berinjela ½ xícara (chá) 2,0 Cenoura crua 1 unidade média 2,0 Espinafre cozido ½ xícara (chá) 2,0 Batata cozida com casca ½ unidade média 1,9 Couve-flor cozida ½ xícara (chá) 1,9 Aspargo cozido ½ xícara (chá) 1,7 Beterraba cozida ½ xícara (chá) 1,5 Broto de feijão cozido 1 xícara (chá) 1,5 Repolho cru ½ xícara (chá) 1,5 Tomate 1 unidade pequena 1,5 Batata cozida sem casca 1 unidade média 1,3 Couve verde ½ xícara (chá) 1,3 Salsão cru ½ xícara (chá) 1,1 Pepino com casca 1 unidade média 1,1 Cebola ½ xícara (chá) 1,1 Azeitona 10 unidades médias 1,1 Abóbora ½ xícara (chá) 1,0 Abobrinha cozida ½ xícara (chá) 0,8 Alface 1 xícara (chá) 0,8 GLICÍDEOS/CARBOIDRATOS: Polissacarídeos (formação de gel) POLISSACARÍDEOS -PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: FUNÇÃO USOS Adesivo Ligante Enchimento Agente para estabilizar suspensão Inibidor de cristalização Agente clarificante Revestimento Encapsulador Filmes protetores Estabilizadores de espuma Agente gelificante Inibidor de sinérese e espessante Glacês Carnes, embutidos Alimentos dietéticos Sucos de fruta Sorvetes Vinhos, cervejas Balas, bombons Aromas sólidos Salsichas Cervejas, chantilly, etc. Pudins, mousses, etc. Alimentos congelados Tabela1. Algumas funções e usos das gomas nos alimentos. Fonte: Bobbio & Bobbio Obrigada!