Xaropes de Glucose e Frutose.

Universidade Técnica de LisboaInstituto Superior de Agronomia

2012/ 2013

U.C. Tecnologia dos Açucares e Produtos

Alternativos

Trabalho realizado por:

Ana MonteiroCarolina MascarenhasHugo CastanheiroSara Solipa

Docente:

Professora Isabel Januário

Xaropes:

Glucose, Frutose e Açúcar Invertido

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Enquadramento

Para a indústria alimentar, o açúcar, bem como os edulcorantes, adquire um papel inúmeras formas de aplicação.

Variedade de substâncias com poder edulcorante

Podem ter ou não, poder calórico, e podem ser naturais ou de síntese)

Propriedades físico-químicas diferentes

(o que se vai refletir no uso dado a cada substancia)

Figura 1: Diferente poder adoçante de várias substanciasFonte: Nordic Sugar

O amido é um polissacárido de reserva que se encontra na parte aérea das plantas

armazenado em forma de grânulos. As principais culturas utilizadas para a extração do

amido são o milho, a mandioca, o arroz e a batata.

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Amido

Amilose: unidades de glucose

unidas por ligações

glucosídicas α-1,4

Amilopectina: unidades de

glucose unidas por ligações

glucosídicas α-1,4 com cadeias

de glucose com ligações α-1,6

Amido

Aptidão tecnológica do amido:

• Espessante;

• Estabilizante;

• Agente gelificante;

• Excipiente;

• entre outros.

Figura 2: Amilose e AmilopectinaFonte: Costa, 2012-2013

A produção de xaropes de glucose tem como base uma serie de reações de hidrolise

da molécula de amido. A hidrolise do amido pode ocorrer por via química, enzimática

ou ambas.

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Gelatinização do amido

Dextrinização

Sacarificação

Purificação

Amido

Xarope de Glucose

Xarope de Glucose

Xarope de Glucose

Tab.1: Designação das enzimas envolvidas na degradação do amido e respetivas atividades.

Designação Atividade

β-amilases

Hidrolisam as ligações α-1,4 das cadeias de

amido a partir de uma extremidade não redutora,

produzindo maltose

Amiloglucos

idases

Hidrolise, ao acaso, das ligações α-1,4 das

cadeias de amido a partir de uma extremidade não

redutora, produzindo glucose

α-amilases

Hidrolise das ligações α-1,4 (de forma especifica

ou ao acaso) das cadeias de amido , produzindo

glucose, maltose, maltotriose e outros polissacáridos

Pululanases Hidrolise das ligações α-1,6 das cadeias de amido

Enzimas

ciclizantes

Hidrolise do amido com formação de compostos

cíclicos de D-glucose

Xarope de Glucose

Fonte: Pinto, 2009

Figura 3: Esquema de produção do xarope de glucoseFonte: Januário, 2012-2013; Pinto, 2009

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O grau da hidrolise é medido em DE (equivalente em Dextrose): número de

extremidades redutoras nos produtos resultantes da hidrolise do amido. Assim

podemos obter produtos com diferentes viscosidades e poder edulcorante, esta

diversidade de propriedades permite criar uma vasta gama de produtos tendo em

conta o objetivo o qual se destinam.

• Sector da confeitaria e bebidas alcoólicas

Viscosidade elevada e

baixo poder edulcorante

• Produtos doces (gomas, chupas) e produtos à base de fruta

Viscosidade e poder

edulcorante médios

• Sector das bebidas, panificação e confeitaria

Viscosidade baixa e elevado

poder edulcorante

Figura 4: Esquema de xaropes de glucose com diferentes DEFonte: Nordic Sugar

A inulina é um polissacárido de reserva que se encontra nos vacúolos das células das raízes

e tubérculos das diferentes espécies vegetais. É constituída por polímeros de frutose com

ligações glucosídicas e com uma unidade de glucose terminal.

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InulinaRaiz da chicória

Chicória ou Cichorium intybus

(família:Compositae)

A chicória é utilizada como principal

fonte de inulina uma vez a inulina

encontrada na raiz desta planta

apresenta, normalmente, um elevado

teor em frutose (cerca de 85-90% de

frutose e 10-15% de glucose).

Inulina

Figura 5: Estrutura molecular da inulinaFonte: Barreiros, 2009

Figura 6: Cichorium intybusFonte: Crujo, 2010

A partir da Glucose

Figura 8: Xarope de glucoseFonte: www.flickr.com

Figura 9: Xarope de frutoseFonte:http://77175.ru.all.biz

Xarope de Frutose

A glucose isomerase abre o anel de glucose,

Ocorre o processo de isomerização em que a glucose se transforma em frutose, com a ajuda de um intermediário, o enediol.

Por fim o anel de frutose e fechado

Figura 7: Isomerização da glicose em frutoseFonte:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/cs/c3cs35506c

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Xarope de Frutose

Clarificação

Hidrolise enzimática

Descoloração

Concentração

Aquecimento

Chicória

“Sumo”

“Sumo”Prensagem

Adição de água

Prensagem

Adição de água

Prensagem “Sumo”Subprodutos

A partir da Inulina

Inulina é hidrolisada completamente até frutose, pela inulinase.

A hidrólise completa da inulina por estas enzimas pode produzir um concentrado de frutose com aproximadamente com 95% de pureza.

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Figura 10: Isomerização pela InulinaseFonte: http://www.sigmaaldrich.com

Figura 11: Esquema da produção de xaropes de frutose a partir de inulinaFonte: Januário, 2012-2013

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Sacarose

Encontra-se na natureza em grande parte das plantas, produzida durante a fotossíntese, e dissolvida na seiva do floema.

Extracção mais rentável e eficiente é através da cana-de-açúcar ou da beterraba sacarina

Dissacárido

Elevada Aptidão tecnológica:

- Adoçante

- Sabor, cor

- Propriedades reológicas

- Interações funcionais

com outros compostos

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Figura 12: Estrutura molecular da sacaroseFonte:

http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5988

Figura 13: Cristais de sacaroseFonte: http://olhares.sapo.pt/cristais-de-acucar-

foto3615747.html

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Açúcar Invertido

+ 65,5⁰

+ 52,5⁰ - 92⁰

A designação de açúcar invertido advém de uma das propriedades físicas dos açúcares, a atividade ótica, capacidade de desviar feixe de luz polarizada.

Figura 14: Atividade ótica do açúcar invertido

Fonte:http://qnint.sbq.org.br/sbq_uploads/layers/imagem1539.png

Figura 15: Hidrólise enzimática da sacarose

Fonte:http://www.klickeducacao.com.br/2006/arq_img_upload/paginas/525/acucar.gif

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Xarope Açúcar Invertido

Hidrólise

ÁCIDA

Trocas com resinas

Catiónicas

ENZIMÁTICA

A matéria prima mais utilizada é o Açúcar Liquido, ou Xarope Simples.

A Inversão poder ser efetuada por 3 vias:

Quebra da ligação glucosídica α – 1,2

Retenção de água Aumento do peso

molecular

Fatores limitantes:- Concentrações dos reagentes,

do xarope simples- Tempo- Temperatura- Tipo de ácido e poder de

inversão

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Aumento do poder Edulcorante em 20% Pode ser adicionado a outros xaropes Impede a cristalização ⁰ Brix 75 – 78

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Figura 16: Esquema de produção de açúcar liquido invertido Fonte: Podadeira, 2007; Bianchini et al,2001 ; Adasi, 2006

Figura 17: Diferentes gamas (“Blends”) comerciais de xaropes de

açúcar invertido e xaropes de simples com açúcar invertido a 5%.

Fonte:http://www.tiensesuikerraffinaderij.com/en/Products/Indus

try-Products/Liquid%20Sugars/Blends

Aplicações Xarope de Glucose

- agente texturizante/efeito anti cristalizante (previne a recristalização da sacarose)

-humectante

-corante

-poder edulcorante (intensidade do sabor doce)

-diminuir retrogradação

-reduzir tendência de formação de géis

-aumentar estabilidade da massa à refrigeração e congelação

-aumentar transparência dos géis

-aumentar poder de adesividade e de emulsionante

confeitaria (rebuçados, pastilhas)

cerveja

Pastelaria, bolachas

gelados

fruta cristalizada (bolo rei) preparados de fruta

molhos

Doces, geleia

• Propriedades e Funcionalidades

13Figura 18: Vários tipos de cerveja

http://www.cassol.com.br/blog/wp-content/uploads/2013/02/beerbuzz600.jpeg

Xarope de Frutose

-poder edulcorante elevado-efeito sinergético em mistura com

outros edulcorantes (naturais e artificiais)

-baixo custo

confeitaria (rebuçados, pastilhas)

cerveja

pastelaria

bolachas

gelados

fruta cristalizada (bolo rei)

preparados de fruta

molhos

doces

geleia

• Propriedades e Funcionalidades

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refrigerantes e bebidas alcoólicas

conservas

iogurtes

compotas

produtos de padaria

bolos/doces e sobremesas

cereais de pequeno-almoço/barras de cereais

hambúrgueres

sopas instantâneas

Figura 19: Fruta cristalizada, bolo rei.Fonte: http://4.bp.blogspot.com/-sK-5XtCTeMQ/TvMX-P_5RtI/AAAAAAAAFdI/fi2eNuMyljg/s1600/bolo_rei.jpg

Xarope de Açúcar Invertido

- efeito anti cristalizante-poder edulcorante-poder humectante-higroscopicidade

-viscosidade- reduz o ponto de congelação

-atividade redutora-resistência à contaminação microbiológica

-confere maciez e coloração caramelo-custo de transporte e armazenamento

mais vantajoso-maior tempo de prateleira

- bebidas (refrigerantes, vinhos espumantes, licores, aguardentes

preparadas, cerveja)-fruta em calda

-gelados-rebuçados

-geleias-biscoitos-bombons

• Propriedades e Funcionalidades

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Figura 20: Recheio de Bombons, com açúcar invertidoFonte: http://www.docstoc.com/docs/22993096/Invert-Sugars-

and-Blends

Conclusão

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Como se verificou ao longo deste trabalho, os xaropes, podem ter diferentes

origens e métodos de obtenção.

Proporcionam benefícios na produção de alimentos, e são uma alternativa como

edulcorante, para a indústria e para o consumidor particular.

Este trabalho permitiu verificar as aplicações dos edulcorantes na indústria dos

alimentos, bem como a versatilidade destes compostos. Permitiu também

constatar que na tecnologia do açúcar, apesar de amplamente estudada há

décadas, é possível inovar, o que enriquece o sector alimentar.

Os benefícios da utilização de xaropes na Indústria, abrange também os

processos e a manipulação, e o aumento da vida útil dos alimentos em que é

aplicado.

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FIM