carboidratos nos alimentos · carboidratos nos alimentos tipos de carboidratos estrutura e...
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Carboidratos nos alimentos�Tipos de carboidratos
�Estrutura e funções
�Propriedades dos carboidratos
�Determinação dos carboidratos em laboratório
Aprofundamento pedagógico1. O que são carboidratos?
2. Como os carboidratos são classificados?
3. Descreva a diferença entre os tipos de açúcares presentes no mercado.
4. Como os carboidratos são metabolizados?
5. O que seria o diabetes? E quais são os tipos?
6. O que seriam os açúcares simples e os carboidratos complexos? Dê exemplos dos alimentos com os dois tipos.
7. Qual é a diferença entre o néctar, suco e refresco?
8. Explique a ação da insulina no organismo.
9. Quais os principais mono, oligo e polissacarídeos?
10. O que é higroscopicidade e poder edulcorante?
11. Descreva algumas funções dos carboidratos.
12. Qual é a origem dos carboidratos?
13. Cite algumas características que expliquem o por que a glicose é o carboidrato mais importantes.
14. Como funciona o método de Fehling?
15. Qual é a importância do amido na indústria de alimentos?
16. O que são amidos modificados?
17. O que são fibras e qual é a sua importância?
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Objetivos• Reconhecer a importância dos açúcares na dieta e nos
alimentos.• Classificar os açúcares em mono, oligo e
polissacarídeos.• Conhecer a estrutura e as propriedades dos principais
açúcares dos alimentos.• Conhecer o método de Fehling para determinação de
açúcares em alimentos.• Identificar a importância do gel de amido na indústria
de alimentos.• Utilizar adequadamente a metodologia para
determinar fibras em alimentos.
Introdução • Em alimentos, os carboidratos atuam basicamente como
agentes de sabor (doçura) agentes de escurecimento (reações das carbonilas provenientes dos carboidratos) e agentes formadores de goma, influindo na textura dos alimentos.
• As propriedades dos açúcares estão diretamente relacionadas com a estrutura química deles e portanto é com base nelas que é possível escolher qual açúcar ou carboidrato será utilizado para a fabricação de um determinado alimento.
• A indústria confeiteira e a indústria processadora de frutas utilizam as propriedades dos açúcares e as reações de escurecimento; a indústria de alimentos em geral emprega as propriedades do amido, sem as quais seria impossível a obtenção da textura desejada nos alimentos.
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Introdução • Os carboidratos são os nutrientes mais largamente consumidos. • Ou na forma de açucarados naturais como o mel e as frutas,
de açucarados propriamente ditos como o açúcar comercialnas várias formas, de alimentos elaborados a base de açúcar, como geleias, doces, caramelos, balas, glacês;
• de alimentos elaborados com adição de açúcar como bombons, sorvetes, leite condensado, biscoitos, bolos, pudins e refrigerantes.
• Na forma de amiláceos são consumidos o arroz, o milho, a mandioca, a batata e ainda os amiláceos propriamente ditos como a maisena e as farinhas.
• Os alimentos elaborados com amido são as massas em geral, o pão, o macarrão, os biscoitos, a cerveja e os enlatados em geral.
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Caracterização e importância dosCaracterização e importância doscarboidratoscarboidratos
Grupos de alimentos glucídicos -açucarados• a) Alimentos naturalmente açucarados:
• Mel• Caldo de cana• Beterraba• Frutas• Batata doce
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Alimentos açucarados propriamente ditos:• Açúcar cristal• Açúcar refinado• Açúcar "candy"• Açúcar demerara• Açúcar bruto• Melaço• Mel• Xarope de milho• Rapadura• Melado
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Alimentos elaborados a base de açúcar:
• Caldas (xarope)• Geleias• Doces em massa• Caramelos• Balas• Glacês• Frutas cristalizadas
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Alimentos elaborados com adição de açúcar:• Bombons• Sorvetes• Compotas• Leite condensado• Biscoitos doces• Bolos• Pudins• Refrigerantes• Licores• Gelatina• Roscas e pães doces
Suco, néctar e refresco: entenda as diferenças
• As diferenças entre esses produtos estão relacionados à forma de processamento e aos ingredientes contidos em cada tipo de produto.
• Os néctares são bebidas que podem ter adoçantes, corantes, conservantes e outros aditivos. Esse tipo de produto possui cerca de 30% de suco original da fruta.
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Suco, néctar e refresco: entenda as diferenças
• Já os refrescos são opções não fermentadas, feitas a partir da diluição, em água potável, do suco de fruta, polpa ou extrato vegetal de sua origem. Também pode conter adição de açúcares, e conta com apenas 10% de fruta.
• E os sucos? Eles têm em sua composição apenas ingredientes naturais presentes nas próprias frutas e vegetais, além de não conterem aromatizantes, corantes artificiais e açúcar. É possível encontrar no mercado boas opções de suco 100% fruta em embalagem de caixinha, já pronto para o consumo. São, portanto, uma alternativa prática e saudável para o dia a dia.
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BIOGÊNESE DOS AÇÚCARES• A origem do nome carboidratos, ou seja, carbonos
hidratados, se deve ao produto da reação de fotossíntese.
• Assim, as plantas se utilizam do CO2 e da H2O, na presença de luz para produzir "carbonos com água"
ou carbonos hidratados. • A reação clássica da fotossíntese, pode ser definida
como a redução do dióxido de carbono a carboidrato, uma vez que o hidrogênio da água é
usado para reduzir o CO2 e o oxigênio é desprendido como um gás.
BIOGÊNESE DOS AÇÚCARES• Os produtos da fotossíntese são a D-glucose (6
carbonos) e os polímeros dela.• A equação de fotossíntese pode então ser escrita:
6 CO2 + 6 H2O + luz 6 CO2 + 6 H2O + luz →→ C6H12O6 + 6 02C6H12O6 + 6 02
• A energia pode ser bioquimicamente revertida na respiração e na glicólise.
• O total de energia capturada pode ser acumulada na forma de polímeros de glicose, ou seja, amido.
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Metabolismo dos carboidratos
Índice glicêmico
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ÍNDICE GLICÊMICO
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Funções dos carboidratos
• Os carboidratos desempenham funções importantes como:
• 1. Fonte de energia: os carboidratos servem como combustível energético para o corpo, sendo utilizados para acionar a contração muscular, assim como todas as outras formas de trabalho biológico. São armazenados no organismo humano sob a forma de glicogênio e nos vegetais como amido.
Funções dos carboidratos
• Os carboidratos desempenham funções importantes como:
• 2. Preservação das proteínas: as proteínas desempenham papel na manutenção, no reparo e no crescimento dos tecidos corporais, podendo inclusive ser fonte de energia alimentar.
• Quando as reservas de glicogênio estão reduzidas, a produção de glicose começa a ser realizada a partir da proteína. Isto acontece muito no exercício prolongado e de resistência. Consequentemente há uma redução temporária nas "reservas” corporais de proteína muscular. Em condições extremas, pode causar uma redução significativa no tecido magro (perda de massa muscular).
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Funções dos carboidratos
• Os carboidratos desempenham funções importantes como:
• 3. Proteção contra corpos cetônicos: se a quantidade de carboidratos é insuficiente devido a uma dieta inadequada ou pelo excesso de exercícios, o corpo mobiliza mais gorduras, que também atuam na produção de energia, para o consumo (do mesmo modo como faz com as proteínas). Isso pode resultar no acúmulo de substâncias ácidas (corpos cetônicos), prejudiciais ao organismo.
Funções dos carboidratos
• Os carboidratos desempenham funções importantes como:
• 4. Combustível para o sistema nervoso central: carboidratos são os combustíveis do sistema nervoso central, sendo essenciais para o funcionamento do cérebro, cuja única fonte energética é a glicoseglicose.
• Primariamente o combustível, glicose, vai para o cérebro, medula, nervos periféricos e células vermelhas do sangue. Assim, uma ingestão insuficiente pode trazer prejuízos não só ao sistema nervoso central, mas ao organismo em geral.
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Caracterização e importância dosCaracterização e importância doscarboidratoscarboidratos
• Os carboidratos são compostos de dupla funçãoquímica (aldeído e álcool ou cetona e álcool).
• Alguns possuem sabor adocicado. Dentre asprincipais funções biológicas dos açúcares estão ageração de energia (4 kcal/g) e a função de fibradietética.
• Para facilitar o estudo, os carboidratos sãoclassificados em três grupos distintos:
• monossacarídeos, oligossacarídeos epolissacarídeos.
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Os monossacarídeos• São os açúcares mais simples, cuja composição é
de 3 a 6 carbonos (nos alimentos são mais comuns os de 6 carbonos, chamados hexoses), um grupo funcional carbonila (aldeído ou cetona) e grupos hidroxila (vários).
• Dentre os principais representantes desta classe estão a glicose, a frutose e a galactose.
Os monossacarídeos• A glicose é o mais comum dos monossacarídeos.
É composta por uma aldose (contém uma carbonila aldeídica) e 5 hidroxilas.
• É resultado da "quebra" de carboidratos mais complexos, polissacarídeos, encontrados nos cereais, frutas e hortaliças.
• É rapidamente absorvida, sendo utilizada como fonte de energia imediata ou armazenada no fígado e no músculo na forma de glicogênio muscular.
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GLICOSE
Os monossacarídeos• A frutose encontrada principalmente nas
frutas e no mel. É o mais doce dos açúcares simples. Fornece energia de forma gradativa, por ser absorvida lentamente, o que evita que a concentração de açúcar no sangue (glicemia) aumente muito depressa.
• A galactose têm composição exatamente igual à da glicose, diferenciando-se desta apenas pela conformação de uma das hidroxilas. É proveniente da lactose, o dissacarídeo do leite e seus derivados. No fígado, é transformada em glicose para fornecer energia.
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Estrutura de glicose, manose e galactose, frutose
Propriedades dos monossacarídeos
• A seguir serão listadas as principaispropriedades dos monossacarídeospara a área de alimentos:
1. Higroscopicidade;
2. Poder edulcorante;
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Propriedade dos monossacarídeos • Higroscopicidade
• Devido principalmente à presença de grande número de grupos polares (hidroxilas) em sua estrutura, os monossacarídeos possuem elevada capacidade de adsorver água.capacidade de adsorver água.
• Essa propriedade é desejável em alguns alimentos que precisam manter certo grau de umidade, como produtos de confeitaria e indesejável em produtos granulados, que aglomeram suas partículas devido à presença de água.
Propriedades dos monossacarídeos
• Poder edulcorante
• A maioria dos monossacarídeos possui sabor doce, o que os torna muito importantes para a indústria de alimentos. Dentre os monossacarídeos, a frutose é a que possui esta característica mais destacada.
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Os oligossacarídeos• São chamados oligossacarídeos aqueles açúcares
formados de 2 a 20 monossacarídeos.• Nos alimentos, os mais comuns são a sacarose,
a lactose e a maltose, ambos três dissacarídeos (formados por 2 unidades de monossacarídeos) (Figura 3.2).
Os oligossacarídeosEstrutura dos oligossacarídeos
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Os oligossacarídeos
• A sacarose é o oligossacarídeo mais comum, sendo conhecido como o açúcar de cozinha.
• Ela é composta por uma unidade de glicose e uma unidade de frutose unidas.
• Já a LACTOSE, conhecida como o açúcar do leite, é composta por uma unidade de galactose e uma unidade de glicose unidas através de uma ligação β-1,4.
Propriedades dos oligossacarídeos • A seguir serão listadas as principais propriedades
dos oligossacarídeos para a área de alimentos:• Higroscopicidade• Os oligossacarídeos compartilham essa propriedade
com os monossacarídeos, possuindo também elevada capacidade de adsorver água.
• Poder edulcorante• Os oligossacarídeos também compartilham essa
propriedade com os monossacarídeos. Dentre os oligossacarídeos, a sacarose possui o maior poder edulcorante.
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• Inversão dos açúcares (sacarose)• Tecnicamente, a propriedade de inversão é a
mudança de lado do poder rotatório do açúcar depois que ele sofrer hidrólise.
• O nome invertido se deve a uma propriedade física dos açúcares.
• Assim, conforme a capacidade desse açúcar de uma vez colocado em um polarímetro desviar a luz polarizada para a direita ou para a esquerda ele será dextrorrotatório ou (d) ou (+) ou será levulorrotatório ou (l) ou (-).
Propriedades dos oligossacarídeos
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• Inversão dos açúcares (sacarose)
• Esse fenômeno é especialmente conhecido para a sacarose (dextrorotatória) que, na presença de agentes específicos, (como da invertase ou de aquecimento em pH ácido) é hidrolisada em seus monossacarídeos constituintes.
• A mistura de frutose e glicose (levorrotatória) obtida possui maior solubilidade e poder edulcorante que a sacarose, sendo por isso utilizada como ingrediente em grande variedade de alimentos.
Propriedades dos oligossacarídeos
• A inversão da sacarose pode ser obtida por efeito químico.
• Na indústria, o uso de ácidos deixa mais barato o processo, mas o uso de enzimas permite mais rapidez. Normalmente, a obtenção industrial de glicose pode ser feita:
• a) por aquecimento de xarope (sacarose em solução) com adição de ácido;
• b) a frio, com adição de ácido forte; • c) usando enzimas sem aquecimento
elevado, até 80-900C.
Propriedades dos oligossacarídeos
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Reação de inversão dos açucares
Equação do processo
C12H22O11 (sacarose) + H2O (água) = C6H12O6 (glicose) + C6H12O6 (frutose)
Reação de inversão dos açucares
• A função da inversão dos açucares é: 1. Identificação e quantificação
analítica da sacarose presente nos alimentos;
2. Aumentar o poder edulcorante nos alimentos com a liberação da frutose.
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Os polissacarídeos
• Os polissacarídeos são polímeros de açúcares que contêm mais de 20 monossacarídeos.
• Esses açúcares possuem elevado peso molecular e baixa solubilidade em água.
• Dentre os principais polissacarídeos de importância nos alimentos pode-se relacionar a maltodextrina, o amido, a celulose e as pectinas.
• O amido é um polissacarídeo encontrado nos vegetais, como cereais, raízes, tubérculos, leguminosas e outros. Constitui a principal fonte dietética de carboidrato.
• É um polímero de glicose, o qual é composto por duas cadeias, a amilose e a amilopectina.
Os polissacarídeos-O amido
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AMILOSE E AMILOPECTINA• A amilose formada por glicoses unidas formando
uma cadeia linear. • O número total de glicoses pode variar de algumas
centenas até milhares de unidades.• A amilopectina é também formada por unidades de
glicoses formando ramificações.• Esta é a diferença fundamental entre amilose e
amilopectina: o fato de que a segunda é ramificada, enquanto a primeira é linear. Desse fato resultam diferenças entre as propriedades da amilose e da amilopectina como a capacidade de a segunda formar géis mais estáveis e mais rapidamente.
Estrutura da amilose e amilopectina
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A gelatinização do amido• Embora o amido não seja solúvel em água fria, na
presença de água e aquecimento, as moléculas de amido têm parte de suas ligações intermoleculares rompidas e, em consequência disso, as moléculas de água passam a interagir
com o amido através de pontes de hidrogênio. • A presença da água junto ao amido provoca
então aumento de volume deste, formando soluções viscosas que, quando resfriadas, formam gel.formam gel.
A gelatinização do amido
• O gel de amido constitui uma das mais importantes (senão a mais importante) função tecnológica do amido nos alimentos, uma vez que o gel de amido é formado durante a produção de diversos alimentos como massas, pães, produtos à base de milho e na preparação do arroz e do feijão cozidos.
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A gelatinização do amido• Infelizmente, o gel de o gel de amido natural amido natural apresenta apresenta
diversos problemas para a indústria de diversos problemas para a indústria de alimentos, tais como:alimentos, tais como:
�Forma-se somente a elevadas temperaturas.�É instável diante de processos industriais como
agitação, transporte, aquecimento e congelamento.�Sofre muita interferência dos demais constituintes do
alimento (proteínas, açúcares, etc.).
A gelatinização do amido
• Os problemas tecnológicos apresentados pelo gel de amido são a retrogradação e a sinérese.
• A retrogradação é o retorno do amido a seu estado de cristal, enquanto a sinérese
é a expulsão da água que forma o gel, com consequente reconstituição das interações
intermoleculares entre as moléculas de amido.
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A gelatinização do amido
• Para contornar esses problemas, as indústrias de alimentos podem
utilizar amidos quimicamente modificados, de forma a contornar
as vulnerabilidades apresentadas pelo gel de amido natural.
Os amidos quimicamente modificados
• Os amidos naturais podem ser tratados quimicamente a fim de se tornarem ingredientes apropriados
na formulação de alimentos.
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Os amidos quimicamente modificados
• Assim, os amidos modificados podem adquirir características de interesse à indústria de alimentos como:
• Formar géis em água fria ou sob pouco aquecimento.• Formar géis resistentes ao transporte, a agitação, a
altas temperaturas e ao congelamento.• Formar gel na presença de outros solutos, como
açúcares e sais.São exemplos de amidos modificados quimicamente os
amidos pré-gelatinizados, as dextrinas e os amidos reticulados, entre outros.
A celulose• Da mesma forma que o amido, a celulose também é
um polímero de glicoses, diferindo deste por ser linear (sem ramificações) e pelo tipo de ligação entre as glicoses. • Devido a esse tipo de ligação entre as moléculas de glicose, a celulose não é digerível pelos seres humanos.
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Celulose
• Sua estrutura linear faz da celulose um polissacarídeo bastante insolúvel em água, o que limita drasticamente seu uso como ingrediente na indústria de alimentos.
• Entretanto, uma forma de celulose modificada quimicamente em laboratório, a carboximetilcelulose é amplamente utilizada na indústria de alimentos devido a sua capacidade de formar soluções viscosas. Entre os principais alimentos em que é utilizada podem-se elencar pudins, flans, sorvetes, entre outros.
Uso da celulose nos alimentos
• Seu principal uso na área de alimentos deve-se a sua capacidade de formar géis na presença de açúcar e ácidos.
• Dentre os alimentos em que esta propriedade das pectinas é explorada, podem-se citar os pepinos em conserva, formulação de bebidas e sorvetes e na produção de geleias.
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As hemiceluloses• As hemiceluloses são polissacarídeos
formados por vários monossacarídeos diferentes (por exemplo: glicose, galactose, xilose), solúveis em água, mas de difícil digestão.
• São especialmente importantes na indústria da panificação, pois retêm água da farinha diminuído, dessa forma, a energia necessária para o amassamento.
As pectinas• São polímeros do ácido galacturônico, é um
polissacarídeo indigerível, absorve água formando gel, retarda o esvaziamento gástrico. Está presente na casca de frutas. Utilizada em geleia, marmelada, e
como estabilizante em bebidas e sorvetes.
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As gomas• É um grupo de polissacarídeos
solúveis em água que tem a capacidade de elevar a viscosidade
de soluções e de formar géis. • São formadas por diversos
monossacarídeos diferentes (manose, galactose, ácido glicurônico, fucose, xilose,
etc.).
As gomas• São utilizadas nos alimentos como
espessantes e geleificantes.• São exemplos de gomas utilizadas na indústria alimentícia a goma guar, goma arábica, o ágar, goma xantana e a goma
dextrana. • Entre os alimentos que possuem gomas em sua formulação podem-se relacionar
as salsichas, bebidas, molhos, sobremesas e sopas.
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As fibras• A fibra dietética é o conjunto de polissacarídeos
que não sofre hidrólise durante o processo de digestão dos alimentos.
• Assim, fazem parte da fibra dietética a celulose, as hemiceluloses, gomas, pectinas, amido resistente e polissacarídeos sintéticos.
• Entre as funções da fibra dietética estão a redução do colesterol sanguíneo, a redução da
glicemia e a elevação da motilidadeintestinal.
• As principais fontes de fibra dietética são os cereais, as verduras e as frutas.
Determinação de AÇÚCARES em Determinação de AÇÚCARES em laboratóriolaboratório
• A avançada tecnologia disponível hoje possibilita a determinação e a identificação de açúcares em concentrações extremamente baixas nos mais variados tipos de amostras.
• Essa tecnologia também está disponível para a determinação de açúcares em alimentos, onde a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) em suas várias combinações atinge especial destaque.
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Determinação de AÇÚCARES em Determinação de AÇÚCARES em laboratóriolaboratório
• Entretanto, o método de Fehling, já utilizado há décadas para esse fim, mantém-se como referência em laboratório.
• O método de Fehling possui como princípio a capacidade de os açúcares redutores reduzirem o Cu 2+ (azul) a Cu 1+
(vermelho) sob aquecimento em pH fortemente alcalino.
• Todos os monossacarídeos são redutores. • Entre os oligossacarídeos, a lactose e a maltose
são redutores. • A sacarose (dissacarídeo) não é um açúcar
redutor.
• Aspecto do reagente de Fehling
• (a) azul – antes de reagir com o açúcar
redutor e
• (b) vermelho – apósreação com o açúcar
redutor
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BOM ESTUDO!