Carboidratos

Carboidratos

(Parte 1 de 2)

CARBOIDRATOS 1 – INTRODUÇÃO

CONCEITO - O termo carboidrato deriva da terminologia “hidratos de carbono”,determinados pela fórmula Cx (H2O)y, que contém C, H, e O, estes últimos na mesma proporção que na água.

Os carboidratos são sintetizados na natureza pelas plantas, através do processo de fotossíntese, a partir do dióxido de carbono e água. Com ajuda da energia solar, os vegetais verdes tomam o anidro carbônico da atmosfera e a água do solo, produzindo carboidratos, através da seguinte reação:

CO2 + H2O6 HCHO + O2

Função da clorofila é unir-se ao Carbono e catalizar a reação.

• São fácil combustíveis energéticos de que os animais necessitam para desenvolver seus movimentos. Representam 80% do total calórico utilizado pela humanidade ( 75 - 80 % deste valor 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. CHO complexos devem ser hidrolizados a CHO simples para serem absorvidos pelo organismo.

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

• CHO são essenciais para a completa oxidação das gorduras do corpo. Se ausentes há acúmulo de ácidos (acidose) provenientes do metabolismo intermediário das gorduras, sendo portanto antiácidos.

• São economizadores de proteínas. Se os CHO estão disponíveis, o corpo não utiliza as proteínas como fonte de energia e elas serão aproveitadas para suas funções específicas (+ nobres).

• 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

PROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS - Geralmente 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.

- Reduzem facilmente, soluções alcalinas de Cu2+ a Cu+

- Reagem com oxidantes brandos formando ácidos glicônicos e ácidos glicóricos.

- Cetonas reagem com oxidantes mais enérgicos, formando dois ác. dicarboxílicos;

- 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.

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 o amido e a sacarose e as plantas que os produzem são as mais cultivadas.

Nas tabelas de composição de alimentos, o conteúdo de carboidratos tem sido dado como carboidratos totais pela diferença, isto é, a percentagem de água, proteína, gordura e cinza subtraída de 100. Tabela 5 - conteúdo de carboidratos em alguns alimentos

ALIMENTO% DE CARBOIDRATOS

Frutas 6 – 12% sacarose Milho e batata 15% amido Trigo 60% amido Farinha de trigo 70% amido Condimentos 9 – 39% açúcares redutores Açúcar branco comercial 9,5% sacarose Açúcar de milho 87,5% glicose Mel 75% açúvcares redutores

A sacarose está presente em pequenas quantidades na maior parte dos vegetais. Portanto sua ingestão em maior nível 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. Assim, o homem e os animais desenvolveram sistemas enzimáticos para utilizá-lo como fonte de energia .

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 matabolizável que outros alimentos. O glicogênio é semelhante a amilopectina do amido e é metabolizável da mesma forma que este.

Os CHO são classificados de acordo com o nº de carbonos que tenham, em monossacarídeos, oligossacarídeos (dissacarídeos e trissacarídeos) e polissacarídeo. Os CHO têm um ou vários grupos alcoólicos (-OH) e um grupo aldeído (-CHO) ou cetônico (-CO-).

a) MONOSSACARÍDIOS- São os açúcares simples formados por cadeias de 3,4,5,6,7 carbonos, podendo ter um grupo funcional aldeído (aldose) ou grupo funcional cetônico (cetoses) São moléculas de baixo peso molecular de fórmula Cn (H2O)n. Os Monossacarídeos não podem ser hidrolisados a moléculas menores, de menor peso molecular. Na natureza encontra-se com mais facilidade as aldo-hexoses (glucose, galactose), seguidas dasaldo-pentoses (arabinose, xilose). Entre as cetoses, a mais difundida é a frutose (cetohexose).

O monossacarídeo existente em maior quantidade na natureza é a D-glucose. Tem suave poder edulcorante, é solúvel em água e álcool, desvia a luz polarizada para a direita e encontra-se no mel e frutas. O sangue humano contém cerca de 0,8 de glicose, exceto em pessoas diabéticas que podem ter até 10% de glicose na urina.

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. Não se encontra livre na natureza, embora faça parte do cérebro, como glucídio estrutural e daí sua importância. Também faz parte de alguns compostos pectínicos, na formação dos ácidos galacturônicos.

Polímeros compostos de resíduos de monossacarídeos unidos por ligação hemiacetálica (glicosídica), em nº de 2. São solúveis em água e muito abundantes na natureza. Fórmula geral é:

2 C6H12O6C12H10O5 + H2O

Entre os dissacarídeos de maior importância, tem: Sacarose, Maltose e Lactose

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.Também 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.

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 + H2OD-Frutopiranose + D-

Glucopiranose enzimas

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 alfa-glucosidase (maltase) é hidrolisada em 2 D- glucose. É encontrada na cevada malteada e grãos germinados, também nos animais, durante a digestão ocorre à hidrólise do amido, produzindo maltose.

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

CLASSIFICAÇÃO DOS DISSACARÍDIOS - 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 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.

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 (Ex. dextrinas) Os polissacarídeos de menor peso molecular são solúveis em água e, esta solubilidade diminui com o peso da molécula e com associações entre moléculas. Aqueles mais insolúveis são os encontrados nas paredes celulares e sua função nos vegetais é a de reforçar e estrutura, por isso são denominados polissacarídeos estruturais. Nomenclatura - São designados pelo sufixo “ana”, assim, glucose dá origem a glucanas,; arabinose dá origem a arabinana ou arabanas. Também são denominados por nomes já consagrados pelo uso como amido, celulose, pectinas, etc.

São classificados em homoglicanas e heteroglicanas, quando formado por uma única espécie ou 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.

- Retém umidade, formando soluções , 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.

É a mais importante reserva de nutrição das plantas superiores (sementes, tubérculos, rizomas e bulbos). É facilmente digerido e por isso é importante na alimentação humana. Quando aquecido na presença de água, os amidos formam géis estáveis. É constituído de dois polissacarídeos, chamados de amilose e amilopectina, em proporção que varia de acordo com a origem das plantas e mesmo do grau de maturação. As proporções destes influem na viscosidade e poder de geleificação do amido.

Amilose - Polissacarídeo linear formado por unidades de D- glucopiranose, unidas por ligações glicosidicas alfa (1-4) em nº que varia de 200 - 10.0. A amilose possui estrutura helicoidal dentro da qual podem acomodar-se moléculas de Iodo, formando um composto de cor azul. Esta reação é indicativa da presença de amido, e é usada para identificar ponto de maturação de frutos, por exemplo. Os lipídios podem ser envolvidos pelas hélices da amilose, que poderá ter influência na digestibilidade do amido.

Amilopectina - Fração ramificada do amido. É formada por várias cadeias de 20 a 25 unidades de alfa-D-glucopiranose, unidas por ligações alfa (1-4) e as cadeias são unidas entre si por ligações alfa (1-6).

Grãos de amido em suspensão com água em temperatura alta, formam géis. Esta gelatinização está relacionada com a quantidade de água presente e a 120 ºC todos os grãos estarão dissolvidos. Soluções de amido a temperaturas baixas gelatinizam ou formam precipitados cristalinos, estes só ocorrem com a forma linear (amilose). Este fenômeno é conhecido como retrogradação do amido.

Esquema da estrutura da amilopectina, sendo as ligações alfa 1- 6, que une as cadeias entre si, representada por *.

(Parte 1 de 2)

Comentários