bromato - aula 5 - carboidratos

Hidratos de Carbono

Açúcares

• Composição: – Carbono

– Hidrogênio (CH2O)n

– Oxigênio

• Origem: Fotossíntese

• Papel: Fonte de Energia

CO2 + H2O 6 HCHO + O2

PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS

• Sólidos cristalinos, incolores e tem sabor doce.

– São compostos naturais bastantes comuns e a sacarose é talvez o adoçante mais antigo que se conhece.

• São facilmente solúveis em água.

CLASSIFICAÇÃO

• Os carboidratos são classificados, de acordo com o tamanho ou nº de açúcares, em Monossacarídeos, Oligossacarídeos (dissacarídeos, trissacarídeos...) e Polissacarídeos

Classificação

MONOSSACARÍDEOS

OLIGOSSACARÍDEOS

POLISSACARÍDEOS

*** Sacarídeo = grego sakkaron = açúcar

Monossacarídeos - (mono ‘um’ e sacarídeo ‘açúcar’)

Glicose Frutose Galactose

Dissacarídeos - formados por dois monossacarídeos

Maltose Sacarose Lactose

Oligossacarídeos - (oligo ‘poucos’)

Rafinose Estaquinose

Polissacarídeos – (poli ‘muitos’)

Amido Glicogênio

Monossacarídeos

- Açúcares simples, incolores, sólidos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce.

- Esqueleto molecular: 3 a 7 átomos de carbono

- Classificação: de acordo com nº de átomos de C TRIOSES (3C)

TETROSES (4C)PENTOSES (5C)HEXOSES (6C)HEPTOSES (7C)

• Exemplos de Monossacarídeos

Trioses (3C) – + simples Gliceraldeído (aldotriose)

Diidroxicetona (cetotriose)

Tetroses (4C) Eritrose (aldotetrose) Eritrulose (cetotetrose)

Pentoses (5C) Ribose (aldopentose) Ribulose (cetopentose)

Hexoses (6C) – + comuns Glicose (aldohexose) Frutose (cetohexose)

MONOSSACARÍDEO FUNÇÃO

RIBOSE (PENTOSE)

ESTRUTURAL (RNA)

DESOXIRRIBOSE (PENTOSE)

ESTRUTURAL (DNA)

GLICOSE(HEXOSE)

ENERGIA

FRUTOSE(HEXOSE)

ENERGIA

GALACTOSE(HEXOSE)

ENERGIA

Oligossacarídeos

• Constituídos de 2 a 20 unidades monossacarídicas

- Formados à partir das “Ligações Glicosídicas”

Maltose: Gli ( 1,4) – Gli

Ligação glicosídica

• Ocorre entre o C da carbonila de um monossacarídeo e qualquer outro C do monossacarídeo seguinte, através de suas hidroxilas (OH), com saída de água.

• O tipo de Ligação Glicosídica é definido pelos C envolvidos e pelas configurações das hidroxilas

• Exemplos de Dissacarídeos:

Maltose: Gli ( 1,4) – Gli (cereais)

Sacarose: Gli ( 1,2) – Fru (cana de açúcar)

Lactose: Gli ( 1,4) – Gal (leite)

DISSACARÍDEO COMPOSIÇÃO FONTE

Maltose Glicose + Glicose Cereais

Sacarose Glicose + Frutose Cana-de-açúcar

Lactose Glicose + Galactose Leite

• Através da hidrólise de um dissacarídeo, obtêm-se 2 monossacarídeos:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

dissacarídeo monossacarídeo monossacarídeo

Maltose glicose + glicose

Sacarose glicose + frutose

Lactose glicose + galactose

SACAROSE

• É o açúcar resultante da união da glicose com a frutose.

• É o açúcar da cana-de-açúcar e da beterraba.

• É o dissacarídeo mais importante, tanto pela frequência como pela importância na alimentação humana.

• Se encontra em todas as plantas que fotossintetizam.

– A sacarose já era utilizada a 300 anos antes de Cristo.

• É facilmente hidrolisada por soluções diluídas de ácidos minerais ou enzimas (invertases) com formação de D-glucose e D-frutose.

Hidrólise da Sacarose

INVERSÃO DA SACAROSE:

• No processo de hidrólise química ou enzimática ocorre a inversão da rotação ótica da solução inicial

– Processo de hidrólise da sacarose é também conhecido por inversão da sacarose e o produto final é conhecido como açúcar invertido.

• Dissacarídeos: constituídos por 2 monossacarídeos

ex: Sacarose, Lactose, Maltose • Trissacarídeos: 3 monossacarídeos ex: Rafinose (galactose + glicose + frutose) • Tetrassacarídeos: 4 monossacarídeos ex: Estaquiose (glicose + glicose + glicose +

frutose)

OLIGOSSACARÍDEOS

- Maioria dos carboidratos encontrados na natureza

HOMOPOLISSACARÍDEOS: apenas 1 tipo de monossacarídeo (Glicose).

ex:

- Amido e Glicogênio (armazenam combustíveis para as células)

- Celulose e Quitina (estrutura da parede celular vegetal e exoesqueleto de animais)

Polissacarídeos

POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE

Glicogênio Açúcar de reserva energética de animais e fungos

Amido Açúcar de reserva energética de vegetais e algas

Celulose Função estrutural. Compõe a parede celular das células vegetais e algas

Quitina Função estrutural. Compõe a parede celular de fungos e o exoesqueleto

de artrópodes

Ácido hialurônico Função estrutural. Cimento celular em células animais

Alimento % CarboidratosFrutas 6-12% sacarose

Milho e Batata 15% amido

Trigo 60% amido

Farinha de trigo 70% amido

Condimentos 9-39% açúcares redutores

Açúcar branco comercial 99,5% sacarose

Açúcar de milho 87,5% glicose

Mel 75% açúcares redutores

Açúcares Redutores

• Possuem um radical de aldeído (H-C=O) livre e sofrem oxidação doam elétrons

Monossacarídeos Açúcares redutores

Açúcares não redutores podem tornarem-se açúcares redutores através da hidrólise (quebra dos grupamentos que estão ligados)

AMIDO

AMIDO

• Principal substância de reserva nas plantas superiores

• Fornece de 70 a 80% das calorias consumidas pelo homem

• Matéria-prima renovável e não tóxica

– Raízes, tubérculos, cereais...

Fécula e amido são sinônimos

Legislação brasileira:

• Amido - produto amiláceo extraído das partes aéreas comestíveis dos vegetais

• Fécula - produto amiláceo das partes subterrâneas comestíveis: tubérculos, raízes e rizomas

• A diferença de nominação indica a origem do produto amiláceo, uma diferenciação tecnológica, e não de composição química (ABAM, 2004).

Macromoléculas

Hidrolisadas

(Sistema digestivo)

Carboidratos de baixo peso molecular

AMIDO

Digestão:

Transformação dos hidratos de carbono complexos em moléculas menores AMIDO GLICOSE

AMIDO

DIGESTÃO

AMIDO

-Enzimas:

Amilases (Salivar e Pancreática)

DIGESTÃO

AMIDO

α-amilase:

• Ligações glicosídicas α-1,4 da amilose

Maltose / amilopectina / glicose

• Ligações α-1,4 da amilopectina

Dextrinas

DIGESTÃO

AMIDO

Alguns aspectos físico-químicos do amido podem afetar a sua digestibilidade em um alimento:

• Origem botânica

• Relação amilose/amilopectina

• Grau de cristalinidade

• Forma física

• Tipo de processamento

DIGESTÃO

AMIDO

Classificação:- Amido rapidamente digerível (ARD)- Amido lentamente digerível (ALD) - Amido resistente (AR)

DIGESTÃO

AMIDO

Amido Resistente (AR):“A soma do amido e dos produtos da sua degradação que não são digeridos e absorvidos no intestino de indivíduos sadios"

AMIDO RESISTENTE (AR)

AMIDO

Por ser resistente às enzimas digestivas e não ser absorvido no intestino, o amido resistente tem baixo valor calórico e se caracteriza por efeitos fisiológicos semelhantes ao das Fibras Alimentares

Amido

• Formado por 2 polímeros de glicose: Amilose + Amilopectina

• AMILOSE: longas cadeias, não-ramificadas de D-glicose, unidas por ligações 1,4

• AMILOPECTINA: altamente ramificada. Ligações do tipo 1,4 e nas ramificações 1,6

AMILOSE

AMILOPECTINA

Amido

Gelatinização e retrogradação do amido são duas importantes propriedades funcionais deste

carboidrato.

Propriedades funcionais do amido podem variar devido à relação entre amilose e amilopectina,

cristalinidade do amido, distribuição do tamanho granular e as quantidades de constituintes

menores (fósforos, lipídios, proteínas e enzimas) (BAIK et al. 1994).

Gelatinização

• Nas indústrias os amidos são utilizados como ingredientes, componentes básicos ou aditivos adicionados em baixas quantidades para melhorar a fabricação, apresentação ou conservação.

Facilitar o processamento, fornecer textura, servir como espessante, fornecer sólidos em suspensão ou proteger os alimentos durante o processamento, desempenhando assim, um importante papel no controle das características de um grande número de alimentos processados.

• Um passo essencial nas pesquisas é o desenvolvimento de produtos que atendam as necessidades dos consumidores

– Busca de produtos com características específicas que atendam às exigências da indústria

Produção de amidos modificados: – Alternativa para superar uma ou mais limitações dos amidos

nativos, aumentando sua utilidade nas aplicações industriais

AMIDOS MODIFICADOS__________________________________________________________________

Amidos nativos possuem certas características inerentes ao seu uso no desenvolvimento de produtos alimentícios, farmacêuticos, e industriais Vantagens:

- Disponibilidade - Preços baixos - Ingrediente natural no rótulo

Processamentos mais sofisticados Produtos derivados do amido que atendem necessidades específicas da indústria, que não poderiam ser atendidas com o uso de amidos "in natura"

Novas exigências no processamento de alimentos:

• Alimentos instantâneos– Capacidade espessante a frio

• Bebidas– Solubilidade a frio

• Alimentos infantis– Estabilidade a altas temperaturas

• Molhos p/ salada, maionese, temperos– Estabilidade ao baixo pH

• Alimentos congelados– Estabilidade congelamento/descongelamento

• Alimentos p/ microondas– Resistência a tratamentos térmicos– Baixa sensibilidade a migração de água

• Alimentos fritos– Regulador de absorção de óleo

As modificações podem ser divididas em:

► Físicas

► Químicas

► Enzimáticas

Razões que levam à modificação:

• Modificar as características de cozimento (gelatinização)• Reduzir a retrogradação• Reduzir a tendência das pastas em formarem géis• Aumentar a estabilidade das pastas ao resfriamento e

congelamento• Aumentar a transparência das pastas ou géis• Melhorar a textura das pastas ou géis• Melhorar a formação de filmes• Aumentar a adesividade• Adicionar grupamentos hidrofóbicos e introduzir poder

emulsificante

Algumas propriedades e aplicações de amidos modificados

TiposPropriedades Aplicações

Pré-gelatinização parcial Dispersão em água fria. Utilizado em alimentos de conveniência.

Hidrólise Redução do peso molecular, redução da viscosidade, aumento da retrogradação.

Utilizados em confeitarias e coberturas de alimentos.

Oxidação Baixa viscosidade, alta claridade e estabilidade em baixa temperatura.

Utilizados em panificação em coberturas de vários alimentos, confeitarias como pastas, e em laticínios como texturizadores.

Dextrinização Baixa para alta solubilidade dependendo da conversão, baixa viscosidade, alta redução do índice de açúcar.

Utilizados em materiais para cobertura de vários alimentos, substitutos de gordura em produtos de padarias e laticínios.

Eterificação Melhora claridade da pasta de amido, maior viscosidade, reduz sinérese e estabilidade congelamento-descongelamento.

Muito utilizado em molhos, caldas, recheios de tortas e pudins.

Esterificação Baixa temperatura de gelatinização e retrogradação, baixa tendência para formação de gel e maior claridade de pasta.

Utilizado em alimentos congelados e refrigerados, como estabilizantes de emulsão.

Ligações cruzadas Alta estabilidade para inchamento dos grânulos, alta temperatura, alta quebra em circunstâncias ácidas.

Utilizado para dar viscosidade e textura em sopas, molhos, caldas, e produtos de laticínios e padarias.

Dupla modificação Estabilidade à acidez, degradação térmica e mecânica e atrasa a retrogradação durante armazenamento.

Utilizado em alimentos enlatados, alimentos refrigerados e congelados, molho de saladas, pudins.

Fonte: SINGH et al (2007)

• Entre os novos mercados que atualmente se abrem para o amido, o uso como substituto de gordura oferece grande potencial

– O uso de amido para esse fim se explica por suas propriedades que possibilitam a formação de pasta viscosa e a retenção de água, facilitando a obtenção de textura e de sensação na boca semelhante a da gordura

– A vantagem do amido:• Baixo custo• Facilidade de uso• Aceitação pelo consumidor

Obrigada!