Bromatologia - Carboidratos

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CARBOIDRATOS


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CARBOIDRATOS

• Carboidrato deriva da terminologia “hidratos de carbono”, determinados pela fórmula Cx(H2O)y, que contém C, H e O;

• Através da energia solar (fotossíntese), os vegetais verdes utilizam o gás carbônico da atmosfera e a água do solo, produzindo carboidratos, através da seguinte reação:

CO2 + H2O 6 HCHO + O2


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• São fácil combustíveis energéticos de que os animais necessitam para desenvolver seus movimentos;

• Representam 80% do total calórico utilizado pela humanidade (75 - 80 % é representado pelo amido);

• Nos EUA, do total calórico, 46% é representado pelos CHO (47% de amido e 52% pela sacarose), 42% de lipídios e 12% de proteínas;

• Os carboidratos complexos devem ser hidrolizados a CHO simples para serem absorvidos pelo organismo.

FUNÇÕES DO CARBOIDRATOS


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• Fornece energia para ser transformada em trabalho no corpo e fornece calor para regular a temperatura corporal;

• São economizadores de proteínas. Se há CHO disponíveis, o corpo não utiliza as proteínas como fonte de energia e elas serão aproveitadas para suas funções específicas .

FUNÇÕES DO CARBOIDRATOS


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• São utilizadas como alimentos (substrato) da flora microbiana sintetizadora de diversas vitaminas;

• São responsáveis pela reação de escurecimento em muitos alimentos;

• Propriedades reológicas na maioria dos alimentos de origem vegetal (polissacarídeos);

• Podem ser utilizados como adoçantes naturais;

• São utilizados como matéria-prima para alimentos fermentados.

FUNÇÕES DOS CARBOIDRATOS


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PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS

• Geralmente são sólidos cristalinos, incolores e tem sabor doce;

• São compostos naturais bastantes comuns e a sacarose é considerado o adoçante mais antigo;

• São facilmente solúveis em água e muito higroscópicos;

• Quando aquecidos em soluções ácidas sofrem desidratação, por um mecanismo que tem como produto final um furaldeído;

• Alguns CHO formam estruturas rígidas em plantas (celulose, lignina, hemicelulose), é a mesma função dos ossos dos animais.


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CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS

• Os CHO constituem ¾ do peso seco de todas as plantas terrestres e marinhas e estão presentes nos grãos, verduras, hortaliças, frutas e outras partes de plantas consumidas pelo homem;

• O homem consome em maior proporção o amido e a sacarose;

• Nas tabelas de composição de alimentos, o conteúdo de carboidratos é obtido pela diferença, isto é, a percentagem de água, proteína, gordura e cinza subtraída de 100.


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CONTEÚDO DE CARBOIDRATOS EM ALGUNS ALIMENTOS

PRODUTO % CHO

FRUTAS (sacarose) 6 a 12

BATATA (amido) 15

FARINHA DE TRIGO (amido) 60

MEL (açúcares redutores) 75

AÇÚCAR (sacarose) 99,5


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• A sacarose está presente em pequenas quantidades na maior parte dos vegetais. Sua ingestão em maior proporção se dá através de alimentos modificados;

• Os cereais contêm pequena quantidade de açúcares, pois a maior parte é convertida em amido;

• O amido é o CHO mais comum utilizado pelos vegetais como reservas energéticas. O homem utiliza sistemas enzimáticos para transformá-lo em fonte de energia.



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• As frutas maduras são doces devido a transformação do amido (reserva) em açúcares mais simples como a sacarose, frutose, etc.;

• Os produtos de origem animal contêm menos CHO metabolizável que outros alimentos;

• Os CHO são classificados de acordo com o nº de carbonos, sendo: monossacarídeos, oligossacarídeos (dissacarídeos e trissacarídeos) e polissacarídeo;



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• São os açúcares simples formados por cadeias de 3 a 7 carbonos;

• São moléculas de baixo peso molecular de fórmula (CH2O)n;

• Os monossacarídeos não podem ser hidrolisados a moléculas menores.

MONOSSACARÍDEOS


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• O monossacarídeo existente em maior quantidade na natureza é a glicose;

• É solúvel em água e álcool e encontra-se no mel e frutas;

• O sangue humano contém cerca de 0,8% de glicose;

• A frutose é o açúcar das frutas, encontra-se em pequenas quantidades no reino animal;

• A galactose é um monossacarídeo resultante do desdobramento da lactose.

MONOSSACARÍDEOS


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• Polímeros compostos de resíduos de monossacarídeos unidos por ligação glicosídica;

• São solúveis em água e muito abundantes na natureza;

• Entre os dissacarídeos de maior importância, tem: sacarose, maltose e lactose.

DISSACARÍDEOS


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• 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 freqüência como pela importância na alimentação humana;

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

SACAROSE


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• No processo de hidrólise química ou enzimática ocorre a inversão da rotação ótica da solução inicial, motivo pelo qual o processo de hidrólise da sacarose é também conhecido por inversão da sacarose e o produto final é conhecido como açúcar invertido.

H+

• Sacarose + H2O D-Frutopiranose + D-Glucopiranose Enzimas

INVERSÃO DA SACAROSE


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• É o açúcar do malte (maltobiose), é o elemento básico da estrutura do amido;

• Pode ser produzida pela hidrólise ácida / enzimática ou fermentação (cerveja);

• É bastante solúvel em água e pela ação da enzima maltase é hidrolisada em 2 glicose;

• É encontrada na cevada malteada e grãos germinados. Nos animais, durante a digestão ocorre à hidrólise do amido, produzindo maltose.

MALTOSE


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• É o açúcar do leite, encontra-se apenas neste alimento (4 - 5 %), desdobrando-se através de hidrólise enzimática (lactase) em Glicose + Galactose.

LACTOSE


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• Os dissacarídeos classificam-se em redutores e não-redutores;

• Os redutores são aqueles que possuem apenas um grupo hidroxílico envolvido na ligação de monossacarídeos e reduzem em soluções alcalinas como a de Fehling;

• Os não-redutores possuem os dois grupos hidroxílicos envolvidos na ligação glicosídica de monossacarídeos não reduzindo a solução de Fehling;

• A sacarose é um açúcar não-redutor enquanto a lactose e a maltose são redutores.

CLASSIFICAÇÃO DOS DISSACARÍDIOS


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• São macromoléculas naturais, ocorrendo em quase todos os organismos vivos;

• São formados pela condensação de monossacarídeos, unidos entre si pelas ligações glicosídicas;

• Possuem alto peso molecular e podem ter cadeias lineares, ramificadas e cíclicas;

• Os polissacarídeos de menor peso molecular são solúveis em água e, esta solubilidade diminui com o peso da molécula e com associações entre moléculas.

POLISSACARÍDEOS


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• Aqueles mais insolúveis são os encontrados nas paredes celulares e sua função nos vegetais é a de reforçar a estrutura, por isso são denominados polissacarídeos estruturais;

• São denominados por nomes já consagrados pelo uso como amido, celulose, pectinas, etc.

POLISSACARÍDEOS


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• São classificados em homoglicanas, quando formado por uma única espécie, e heteroglicanas, por diferentes espécies de monossacarídeos;

• Na natureza estes polímeros têm diversas funções:

- Fazem parte de estruturas da parede celular de vegetais (celulose, pectina, hemicelulose) ou de animais (quitina);

- Servem de reservas metabólicas de plantas (amido, frutanas, dextranas) e de animais (glicogênio);

- São substâncias protetoras de plantas (retém água) e com isso, os processos enzimáticos não são interrompidos, mesmo em condições de desidratação.

CLASSIFICAÇÃO E FUNÇÕES


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• Retém umidade, formando soluções e reduzindo a atividade de água do sistema;

• Importante na textura, aparência e “flavor” dos alimentos;

• Entre os polissacarídeos mais importantes temos o amido, a celulose, as pectinas e outros.

FUNÇÕES NOS ALIMENTOS


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• Reação de caramelização: açúcares redutores;

• Reação de Maillard: aminoácidos + açúcares redutores;

• Em ambas reações, ocorre degradação dos carboidratos, formando compostos escuros, de alto peso molecular e produtos voláteis, responsáveis pelo cheiro característico;

• Nas reações que ocorrem na formação das melanoidinas.

REAÇÕES QUÍMICAS DOS CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS


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• Ocorre devido ao aquecimento de açúcares com ou sem a presença da água e catalisadores ácidos ou básicos;

• O produto desta reação possui coloração escura e dependendo da temperatura e catalisadores possui viscosidade e coloração variáveis;

• A temperatura de preparação do caramelo não deve ultrapassar 200ºC;

REAÇÃO DE CARAMELIZAÇÃO


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• É também chamada de escurecimento não-enzimático;

• Esta transformação deve ser considerada de dois modos:

• Útil: tornam o alimento mais aceitável (Ex.: carne assada);• Prejudicial: quando os produtos resultantes não são aceitáveis

(Ex. leite condensado).

• As melanoidinas são produtos da reação que possuem coloração marrom claro a escuro.

REAÇÃO DE MAILLARD


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• Temperatura: lenta a baixas temperaturas, sendo sua velocidade duplicada a cada 10ºC (40 a 70ºC);

• pH: a velocidade da reação aumenta quando o pH está próximo da neutralidade (6-7).

• Aa: velocidade diminui acima de 0,9 e abaixo de 0,25.

• Natureza do carboidrato: na forma redutora, a velocidade é maior.

• Natureza do aminoácido: dependo do pH e qual o aminoácido irá atuar.

• Catalisadores: é acelerado pela presença destes componentes. Ex.: Ions Cu+2 são catalisadores efetivos em pH ácido.

FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO DE

MAILLARD


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• A Reação de Maillard pode ser inibida pela adição de SO2 nos estágios iniciais da reação, formando o ácido sulfônico estável e interrompendo a formação das melanoidinas;

• Porém o uso do SO2 pode levar a sabor e cheiro desagradáveis ao alimento e destruição da vitamina B1;

• Em casos especiais, há eliminação dos açúcares redutores antes do tratamento térmico. Ex.: remoção da glucose da clara de ovo desidratada.

FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO DE

MAILLARD


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• Os aromas e sabores produzidos na Reação de Maillard são conseqüentes da presença de açúcares redutores e aminoácidos;

• Portanto, baseado na presença destes compostos, é possível preparar aromas sintéticos de diversos produtos.

IMPORTÂNCIA DOS AMINOÁCIDOS NA REAÇÃO DE MAILLARD

AMINOÁCIDO ALDEÍDO ISOLADO AROMA 100ºC 180ºC

GLICINA ACETALDEÍDO CARAMELO AÇÚCAR QUEIMADO

TREONINA LÁCTICO CHOCOLATE QUEIMADO CISTEÍNA HCL CARNE METIONINA METIONAL BATATA BATATA


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MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS

• Os testes qualitativos para açúcares estão baseados no seguinte:

- Reações coloridas provenientes da condensação de produtos de degradação dos açúcares em ácidos fortes com vários compostos orgânicos;

- As propriedades redutoras do grupo carbonila.


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FIM

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