determinação de carboidratos - utfpr

Aula 05

Determinação de carboidratos

em alimentos

Profa. Rosana Aparecida da Silva Buzanello

Ministério da Educação

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Câmpus Medianeira

Disciplina: Análise de Alimentos

Funções dos carboidratos

No organismo:

Energética: metabolismo (oxidação no Ciclo de Krebs);

Reserva energética;

Componentes de membranas;

Estrutural;

Estrutura de nucleotídeos;

Reconhecimento celular;

Matéria-prima para a síntese de outras biomoléculas.

Introdução

Funções dos carboidratos

Nos alimentos:

Nutricional;

Adoçantes naturais;

Matéria-prima para produtos fermentados;

Principal ingrediente dos cereais;

Propriedades reológicas da maioria dos alimentos de origem vegetal;

Responsável pelas reações de escurecimento em muitos alimentos.

Introdução

Definição de carboidratos:

São polihidroxialdeídos, polihidroxialcoóis, polihidroxiácidos ou

polihidroxicetonas ou compostos que por hidrólise liberam substâncias

com estas características.

Introdução

Polihidroxialdeído Polihidroxicetona Polihidroxiácido Polihidroxiálcool

Para informar sobre o valor nutricional e compor a Informação

Nutricional nos rótulos dos produtos alimentícios.

Importância sensorial e tecnológica.

Importância da análise

Padrões de identidade e qualidade de alimentos:

Exemplo

Importância da análise

Características Físico-Químicas

• Amido (máx.) - 2,0%

• Carboidratos Totais (máx.) - 7,0%

Observação: A somatória dos açúcares totais (carboidratos totais incluindo os de origem do

amido ou da fécula) não deverá ultrapassar o teor de 7% (sete por cento), sendo que o teor

máximo de amido se limita a 2% (dois por cento)

Amostras sólidas

Devem ser moídas

Eliminação de interferentes

Obtenção de uma solução de açúcares livres de substâncias interferentes

(pigmentos solúveis, substâncias opticamente ativas, constituintes

fenólicos, lipídios e proteínas).

Estas substâncias interferentes podem ser eliminadas por:

descoloração,

tratamento com resinas trocadoras de íons,

clarificação.

Preparo da amostra para análise

Eliminação de interferentes (continuação)

A escolha do agente clarificante dependerá:

tipo do alimento a ser analisado;

tipo e quantidade de substância interferente existente;

método proposto.

Principais agentes clarificantes:

Solução básica de acetato de chumbo;

Acido fosfotungístico e ácido tricloroacético;

Ferricianeto de potássio e sulfato de zinco;

Sulfato de cobre.


Eliminação de interferentes (continuação)

Requisitos dos agentes clarificantes:

Devem remover as substancias interferentes completamente sem adsorver ou

modificar açúcares;

Excesso não deve afetar o procedimento;

Formar precipitado pequeno;

Procedimento de precipitação relativamente simples.


Princípio dos métodos

Reações coloridas provenientes da condensação de produtos de

degradação dos açúcares em ácidos fortes com vários compostos

orgânicos ou;

Propriedades redutoras do grupo carbonila.

Podem ser

Qualitativos

Quantitativos

Métodos de análise

Métodos empregados

Titulometria (Lane-Eynon, EDTA, Somogyi-Nelson*);

Gravimetria (Munson-Walker);

Espectrofotometria (Antrona, ADNS, Fenol-H2SO4, Somogyi-Nelson*;

enzimáticos);

Cromatografia (em papel, camada delgada, cromatografia em coluna,

cromatografia à gás e cromatografia líquida de alta eficiência);

Métodos ópticos (Refratometria e Polarimetria)

Densimetria.

Métodos de análise

Método de Lane-Eynon ou de Fehling

Utiliza duas soluções, em volumes iguais: Fehling ou Soxhlet A (sulfato

cúprico) e Fehling ou Soxhlet B (tartarato duplo de sódio e potássio e

NaOH), que é titulada pela solução que contém os açúcares a serem

quantificados.

Baseia-se no fato de que os sais cúpricos, em solução tartárica alcalina

(solução de Fehling), podem ser reduzidos a quente por aldoses ou cetoses

transformando-se em sais cuprosos vermelhos, que se precipitam, perdendo sua

cor azul primitiva. Como critério de positividade da reação verifica-se a formação

de óxido cuproso vermelho tijolo, que precipita.

Observação: O tartarato, ao unir-se ao cobre, formando um complexo solúvel, impede a formação

de hidróxido cúprico insolúvel que teria lugar se existisse cobre livre na solução alcalina.

Métodos de análise: titulometria

Método de Lane-Eynon ou de Fehling (continuação)

Reação química:


Precipitado vermelho

tijolo

Fonte: http://www.quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2010/vol33n4/07-AR09295.pdf


Características do método:

Determina açúcares redutores; àqueles que não apresentam esta característica

devem ser hidrolisados aos seus respectivos monossacarídeos (por exemplo:

determinação de sacarose e amido).

A solução deve ficar constantemente em ebulição durante a titulação, porque o

Cu2O formado pode ser novamente oxidado pelo O2 do ar, mudando a cor

novamente para azul;

A titulação deve levar no máximo 3 min, porque pode haver decomposição dos

açúcares com o aquecimento prolongado.



Características do método:

A relação entre o cobre reduzido e o açúcar redutor não é estequiométrica, o

resultado é obtido de tabelas ou padronizando-se a mistura de Fehling com uma

solução de açúcar com concentração conhecida, e é geralmente expresso em

glicose (Fator de conversão –FC ou título de Fehling)

• Observação: Título é a quantidade em gramas de açúcares redutores, expressa

em glicose, necessária para reduzir todo o cobre de 1 mL de licor de soxhlet.

• Os resultados normalmente são expressos como glicídios redutores em

glicose, glicídios não redutores e glicídios totais.



Desvantagens:

Os resultados dependem de um tempo de reação preciso;

Dependem da temperatura da reação e concentração dos reagentes, que

devem ser cuidadosamente controladas;

Não distingue os diferentes tipos de açúcares redutores;

É susceptível à interferência de outros tipos de moléculas que atuam como

agentes redutores.


Método complexométrico de EDTA

Os açúcares presentes na amostra reagem com uma solução de cobre,

antes e depois da inversão.

Os íons Cu2+ se reduzem a Cu+, que precipitará como Cu2O.

O excesso de cobre que não reagiu é determinado, posteriormente por

complexiometria com EDTA.


Método Munson-Walker

Os reagentes e princípio de reação são os mesmos daqueles utilizados no

Método de Lane-Eynon; porém, neste caso, pesa-se o precipitado de óxido

de cobre.

A relação entre o cobre reduzido e o açúcar redutor não é estequiométrica e

existem tabelas que relacionam o peso do precipitado de óxido de cobre

com a quantidade de açúcar para cada tipo de açúcar, ou através da

calibração com soluções padrão de cada açúcar.

Os resultados normalmente são expressos como açúcar total e redutor em

glicose.


Métodos de análise: espectrofotometria

Importante: determinar curva padrão

Solução padrão de açúcar redutor

Protocolo da

análise

Leitura no

espectrofotômetro

Fonte: MALDONADE et al. Protocolo para Determinação de Açúcares Redutores pelo Método de Somogyi-Nelson. Embrapa Agroindústria de Alimentos, Brasília, 2013a. Disponível em: < http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/81814/1/cot-86.pdf >.

Método de Somogyi-Nelson

Sob a ação do calor e do álcali, os açúcares redutores se decompõem

parcialmente em fragmentos oxidáveis pelo hidróxido cúprico existente no

reativo de Somogyi - Nelson, resultando em ácido oxálico, malônico, etc.

Nesta reação o hidróxido cúprico (azul) se reduz a hidróxido cuproso (amarelo).

Continuando o aquecimento, o hidróxido cuproso perde uma molécula de água,

transformando em óxido cuproso (vermelho). O óxido cuproso assim

formado, vai reduzir o reativo arsenomolíbdico dando o óxido de molibdênio

(MoO3) de coloração azul, cuja intensidade é proporcional a quantidade de

glicose existente na amostra.

Pode ser quantificado por espectrofotometria ou titulometria.


Método de Somogyi-Nelson

Exemplo da curva padrão para Somogy-Nelson:

Fonte: MALDONADE et al. Protocolo para Determinação de Açúcares Redutores pelo Método de Somogyi-Nelson. Embrapa

Agroindústria de Alimentos, Brasília, 2013a. Disponível em: <

http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/81814/1/cot-86.pdf >.


Método de Antrona

Baseia-se na determinação espectrofotométrica a 620 nm do composto

colorido formado pela antrona (9,10-diidro-9-oxiantraceno) e produtos de

degradação dos carboidratos (hidroximetilfurfural ou furfural), em meio

ácido (ácido sulfúrico).

Observações

Pode ser qualitativo ou quantitativo.

Determinação de açúcares solúveis totais.

Fonte: http://www.dbi.ufla.br/Ledson/LBMP/LBMP2007/Grupo_Joyce/Curvaspadrao.pdf


Método de fenol sulfúrico ou Método de Dubois

Baseia-se na determinação de açúcares simples, polissacarídeos e seus

derivados, após a desidratação dos mesmos pelo ácido sulfúrico e

subsequente complexação dos produtos formados com o fenol, formando

complexo de coloração amarelo alaranjado.

A leitura é realizada a 490 nm.


Método do ácido dinitrosalicílico (ADNS ou DNS)

Ocorre a redução do ácido 3,5 dinitrosalicílico para 3-amino-5-nitrossalicílico, o

qual é um produto de cor laranja, enquanto o grupo aldeído dos açúcares

redutores é oxidado para carboxila (ácido aldônico).

A leitura é feita em 540 nm.

Além do DNS, utiliza-se sal de Rochelle, fenóis, bissulfito de sódio e hidróxido

de sódio.

Fonte: http://www.scielo.br/pdf/cta/v23n3/18834.pdf


Método do ácido dinitrosalicílico (ADNS ou DNS)

MALDONADE et al. Protocolo para determinação de açúcares totais em hortaliças pelo método de DNS. Embrapa Agroindústria de Alimentos,

Brasília, 2013b. Disponível em: < http://www.cnph.embrapa.br/paginas/serie_documentos/publicacoes2013/cot_85.pdf >.


Métodos enzimáticos

Rápidos, muito específicos e sensíveis para baixas concentrações;

Existem diversos kits comerciais para analisar carboidratos específicos.

Exemplo: determinação de glicose empregando glicose oxidase.

Fonte: http://www.newagepublishers.com/samplechapter/000091.pdf

Ler em espectrofotômetro a 540 nm


Refratometria

Mede o índice de refração da solução de carboidratos;

Determinação de açúcares totais como sólidos solúveis.

Métodos de análise: ópticos

Polarimetria

Polarímetro mede rotação óptica de uma solução pura de um carboidrato.

Densimetria

Medida da gravidade específica de uma solução açucarada; já que a densidade é

função da concentração de carboidrato a uma dada temperatura (20 ºC)

Resultados exatos para soluções puras, mas resultados aproximados para

alimentos açucarados.

Métodos de análise: ópticos

Métodos que permitem obter dados qualitativos e

quantitativos:

Cromatografia em papel,

Cromatografia de camada delgada,

Cromatografia em coluna,

Cromatografia à gás,

Cromatografia líquida de alta eficiência.

Métodos de análise: cromatografia

CARVALHO, H. H. et al. Alimentos: métodos físicos e químicos de análise. Porto

Alegre: UFRGS, 2002.

CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2 ed.

Campinas: UNICAMP, 2003.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas analíticas. Métodos químicos e físicos para

análise de alimentos. v. 1, 3 ed. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 1985.

GOMES, J. C.; OLIVEIRA, G. F. Análises físico-químicas de alimentos. Viçosa: UFV,

2011.

SILVA, D. J.; QUEIROZ, A. C. Análise de alimentos: métodos químicos e biológicos.

Viçosa: UFV, 2009.

Sites

Referências Bibliográficas

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Documents