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CARBOIDRATOS Profa. M.e. Ingrid Graça Ramos

Introducao a Bromatologia - Carboidratos

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Page 1: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

CARBOIDRATOS Profa. M.e. Ingrid Graça Ramos

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CARBOIDRATOS

São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou, então, substâncias que, por hidrólise, liberam estes compostos;

Fórmula geral: [(CH2O)]n, sendo n 3;

Compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio;

Também denominados glicídios, hidratos de carbono, glucídeos;

Principal fonte de energia (50 a 60% de uma dieta equilibrada), facilmente digeridos e disponíveis nos alimentos;

1ª reserva de energia (armazenada na corrente sanguínea, fígado e músculo) requerida pelo organismo.

Além de C, H e O, alguns carboidratos apresentam N, P ou S;

Page 3: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Funções Bioquímicas dos Carboidratos

•Energética (oxidação da glicose)

•Reserva alimentar (amido e glicogênio)

•Estrutural (celulose e quitina)

•Genética (pentoses fazem parte do DNA e RNA)

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Propriedades dos Carboidratos nos Alimentos

•Nutricional

•Adoçante

•Matéria-prima para produtos fermentados

•Principal constituinte dos cereais

•Propriedades reológicas dos alimentos de origem

vegetal

•Reação de escurecimento em muitos alimentos

Page 5: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

CLASSES DEFINIDAS PELO NÚMERO DE UNIDADES DE AÇUCAR

Monossacarídeos Consistem de uma única unidade de poliidroxialdeído ou cetona Oligossacarídeos Consistem de pequenas cadeias de unidades monossacarídicas unidas entre si por ligações covalentes Polissacarídeos Consistem de longas cadeias com centenas de unidades monossacarídicas

Page 6: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

CLASSES DEFINIDAS PELO NÚMERO DE UNIDADES DE AÇUCAR

Monossacarídeos

Dissacarídeos

• Possuem sabor

doce

(edulcorantes)

• Geralmente

sólido cristalino

e incolor

Oligossacarídeos

Polissacarídeos

• Nãopossuem

sabor doce

• Alteram

propriedades

físicas

Page 7: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS Cadeia não ramificada de átomos de carbono unidos entre si por ligações simples: Um dos átomos de carbono é unido a um átomo de oxigênio

por dupla ligação formando um grupo carbonila; Cada um dos demais átomos de carbono está ligado a um

grupo hidroxila.

Aldose Quando o grupo carbonila está na extremidade da cadeia

Cetose Quando o grupo carbonila estiver em qualquer outra posição na cadeia, que não seja extremidade

Page 8: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Possuem a mesma fórmula molecular e também a mesma fórmula estrutural plana, diferenciando apenas nas fórmulas estruturais espaciais

Ocorre em compostos formados por moléculas assimétricas

Carbono assimétrico C* átomo de carbono que está ligado a 4 radicais diferentes entre si

Enantiômeros: estereoisômeros com imagens especulares

Diasteroisômeros: Isômeros que não se sobrepõem e nem são imagens especulares uns dos outros

D-açúcar Quando o grupo OH do C* mais distante do C da carbonila projeta-se para a direita na fórmula de projeção

L-açúcar Quando o grupo OH do C* mais distante do C da carbonila projeta-se para a esquerda na fórmula de projeção

Estereoisomeria ou Isomeria Espacial

Page 9: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Estereoisomeria ou Isomeria Espacial Glicose L ou D?

Qual o C* mais distante do C da carbonila?

C6H12O6

1

2

3

4

5

6

H

C4H9O4

CHO

C2 OH OH

C3H7O3

C2H3O2

C3 H

H

C2H5O2

C3H5O3

C4 OH H

CH2OH

C3H5O3

C5 OH H

OH

C5H9O5

C6 H

Page 10: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Estereoisomeria ou Isomeria Espacial Epímero: diasteroisômeros que se diferem uns dos outros na

configuração em somente um C*

1 e 2 são enantiômeros

1 e 3 são diasteroisômeros

2 e 3 são epímeros

Page 11: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Isomeria Óptica

Substância opticamente ativa: é aquela que desvia o plano da luz polarizada Necessário apresentar carbono assimétrico (C*) ou quiral

Destrógiros: quando o desvio para a direita

Levógiros: quando o desvio para a esquerda

Page 12: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS Açúcares simples possuem somente uma molécula elementar

Forma mais simples de carboidratos, com reduzido número de átomos de carbono em sua molécula

O "n" da fórmula geral (CnH2nOn) pode variar de 3 a 7 Trioses Tetroses Pentoses Hexoses Heptoses

São relativamente pequenos, solúveis em água e não sofrem hidrólise

Page 13: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Os monossacarídeos com 5 ou mais átomos de C ocorrem quando em solução como estruturas cíclicas ou em anel; nestas o grupo carbonila não está livre, mas formando uma ligação covalente com um dos grupos hidroxilas existentes ao longo da cadeia;

MONOSSACARÍDEOS – Estruturas Cíclicas

Apresentam duas estruturas espaciais possíveis (isômeros α e ), uma das quais se transforma na outra durante a dissolução, até que um estado de equilíbrio, onde ambas as estruturas coexistem, seja alcançado

Monossacarídeos com mais de 5 átomos de carbono

Consiste na mudança gradativa da rotação óptica até alcançar um ângulo de equilíbrio;

MUTARROTAÇÃO

Page 14: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Glicose – Estruturas Cíclicas

SOLUÇÃO AQUOSA

- D - Glicose

1

2 3

4

5

6

- D - Glicose

1

2 3

4

5

6

63,6% 36,4%

1%

Page 15: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS – Estruturas Cíclicas

A ciclização acontece como resultado de interação entre carbonos distantes, tais como C-1 e C-5, para formar um hemiacetal; ou interação entre C-2 e C-5 para formar um hemicetal

O carbono carbonílico torna-se um novo centro quiral carbono anomérico

O açúcar cíclico pode assumir 2 formas diferentes: e , denominados anômeros

O grupo hidroxila ligada ligado ao carbono anomérico hidroxila anomérica ou hidroxila redutora

Page 16: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

- D - Glicose - D - Glicose

1

2 3

4

5

6

1

2 3

4

5

6

Para um açúcar D, o grupo à direita de um C na projeção de Fischer fica dirigido para baixo na projeção de Haworth e vice-versa O grupo terminal (-CH2OH) é sempre apontado para cima

Page 17: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

CICLIZAÇÃO DA FRUTOSE

D - Frutose

α – D - Frutose – D - Frutose

Page 18: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS Reação de Óxido-Redução

Açúcares redutores: açúcares capazes de reduzir agentes oxidantes

Na reação de açúcar com agentes oxidantes, o açúcar é oxidado no grupo carbonila e o agente oxidante é reduzido

Açúcares que apresentam a hidroxila livre no C-1 são bons agentes redutores extremidade que contém o grupo –OH extremidade redutora

Todos os monossacarídeos são redutores

Page 19: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS

Carboidrato Importância biológica

Trioses (C3H6O3)

Gliceraldeído Composto intermediário da glicólise

Diidroxiacetona Participa da glicólise e do ciclo de Calvin

Pentoses (C5H10O5)

Ribose Matéria-prima para a síntese do ácido ribonucleico (RNA)

Desoxirribose Matéria-prima para a síntese do ácido desoxirribonucleico (DNA)

Hexoses (C6H12O6)

Glicose Molécula mais utilizada pelas células para obtenção de energia

Frutose Função energética

Galactose Constitui a lactose do leite. Função energética

Page 20: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS

Glicose

•Pouco encontrado em estado livre nos

alimentos

•Entram na composição de vários

outros açúcares

•Usada pelo tecido de plantas e animais

para obter energia rápida

Page 21: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS

Frutose

• Presente no mel e nas frutas

• Participa na composição da

sacarose

• Mais doce dos açúcares

simples

Page 22: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS - FRUTOSE

56,8 % é frutose 43,2% são outros açúcares

Page 23: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

MONOSSACARÍDEOS

Galactose

•Entra na composição da

lactose

•Não ocorre livre na natureza

•Liberada durante a digestão

Page 24: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

OLIGOSSACARÍDEOS

São polímeros compostos de resíduos de

monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas, em

número que variam de duas até, aproximadamente, dez

unidades;

Mais importantes: dissacarídeos

Maltose obtido pela hidrólise do amido

Celobiose obtido pela hidrólise da celulose

Lactose

Sacarose Encontrados livres na natureza

Page 25: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

DISSACARÍDEOS São pares de monossacarídeos ligados

A glicose é o principal componente dos dissacarídeos

Carboidrato Monossacrídeos

constituintes Importância biológica

Dissacarídeo

Sacarose Glicose + Frutose Abundante na cana-de-açúcar e beterraba. Função energética.

Lactose Glicose + Galactose Encontrada no leite. Função energética.

Maltose Glicose + Glicose

Encontrada em alguns vegetais, provém também da digestão do amido pelos animais. Função energética.

Apenas lactose e sacarose são encontradas livres na natureza!

Page 26: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

DISSACARÍDEOS - Ligação Glicosídica Um açúcar com um grupo OH ligado a um C anomérico pode

reagir com outra hidroxila para formar uma ligação glicosídica (R-C-R’);

A ligação glicosídica, ao ser formada, imobiliza por definição uma função carbonila, que passa a se ligar com o álcool primário de outro composto conhecido como fração aglicona; quando essa aglicona é um monossacarídeo caracteriza-se a estrutura de um dissacarídeo;

Page 27: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

As ligações glicosídicas podem ter várias formas, pois o C anomérico de um açúcar pode estar ligado a qualquer um dos grupos OH de um segundo açúcar para formar uma ligação ou glicosídica.

Os grupos OH são numerados e o esquema de numeração segue o dos átomos de C nos quais estão ligados;

A notação para a ligação glicosídica especifica qual forma anomérica do açúcar ( ou ) é a que está envolvida na ligação e também quais átomos de C estão ligados.

DISSACARÍDEOS - Ligação Glicosídica

Page 28: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

DISSACARÍDEOS - Maltose

Dissacarídeo formado por -D-glicose + -D-glicose (Ligação

14) ou -D-glicose + α-D-glicose (Ligação α 14)

Mutarrotação

Açúcar redutor (contém um grupamento anomérico livre)

Elemento básico da estrutura do amido, podendo ser obtida por

hidrólise ácida ou enzimática (maltase)

É usada na indústria de alimentos em fórmulas para alimentação

de crianças e outras bebidas (cerveja)

Page 29: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

DISSACARÍDEOS - Lactose

Dissacarídeo formado por -D-Galactose + D-Glicose (Ligação -1,4)

D-Glicose pode ser α ou Mutarrotação

Açúcar redutor (contém um grupamento anomérico livre)

Açúcar comum do leite

Hidrolisada por -galactosidase

É o menos doce dos dissacarídeos, aproximadamente 1/6 da doçura

da sacarose

Page 31: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

O produto resultante da hidrólise possui rotação inversa à da

sacarose:

Sacarose + H2O Frutose + Glicose H+ ou enzima

[]D = +66,5 []D = -94,2 []D = +52,5

A sacarose, formada por glucopiranose mais frutofuranose

possui uma rotação ótica positiva de 66,5°, quando é

hidrolisada libera para o meio a glucopiranose, que possui

uma rotação ótica positiva de 52,5°, e a frutofuranose. A

frutofuranose imediatamente converte-se na forma

piranosídica, mais estável, que possui uma rotação ótica

negativa de -92,4°. De forma que a rotação ótica inverte de

positiva, na sacarose, para negativa na sacarose hidrolisada.

Em função desse fato, a sacarose hidrolisada é conhecida por

açúcar invertido.

INVERSÃO DA SACAROSE

Page 32: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

INVERSÃO DA SACAROSE

A ligação glicosídica da sacarose é excepcionalmente sensível à hidrólise, a qual ocorre mesmo sob condições fracamente ácidas a baixas temperaturas e com pequenos filmes de água;

Sacarose

Glicose

Frutose

hidrólise Açúcares

redutores

Reações de escurecimento

Produção de cores

Produção de odores

A água pode ser gerada por decomposição térmica e reações de condensação de dissacarídeos, promovendo sua hidrólise em um estado aparentemente seco.

Page 33: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

INVERSÃO DA SACAROSE:

A sacarose é hidrolisada por

ácidos diluídos ou enzimas,

resultando na reação do “açúcar

invertido”.

Consequência: O xarope de

açúcar invertido reúne:

Elevada solubilidade da frutose

aumenta seu poder

edulcorante (sabor doce)

Difícil cristalização da glicose

vasto uso na indústria alimentícia

Implicações na produção de açúcar: impede a cristalização

Page 34: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS

Macromoléculas naturais que ocorre em quase todos os

organismos vivos

Condensação de muitas unidades de monossacarídeos,

unidas entre si por ligações glicosídicas

Funções:

Estrutura das paredes celulares de plantas superiores

(celulose, hemicelulose, pectina) ou de animais (quitina,

mucopolissacarídeos)

Reservas metabólicas de plantas (amidos, dextranas) e de

animais (glicogênio)

Protetoras de plantas, devido à sua capacidade de reter

grandes quantidades de água (agar, pectinas e alginatos)

Page 35: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Propriedades Solubilidade

Fibras dietéticas motilidade intestinal correta

Coesão, textura e palatabilidade

Maioria ingeridos na dieta são insolúveis

Celulose, hemilose

Solúveis ou dispersáveis em água

Capacidade espessante e geleificante

Viscosidade Permite o preparo de alimentos

com formas e texturas específicas

Grupos hidroxila podem estabelecer pontes de hidrogênio com as moléculas de água

Molécula de polissacarídeo pode

estar totalmente solvatada

Totalmente dissolvida na água

Peso molecular ↑ Solubilidade ↓

Page 36: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Propriedades

Forma dos polissacarídeos

Relacionada com a força de estabelecimento das ligações glicosídicas União pouco rígida flexibilidade da molécula

Diversas conformações

Cargas superficiais Polissacarídeos lineares um tipo de carga iônica, sempre negativa, resultante da ionização do grupo hidroxila forças de repulsão conformação linear

Page 37: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Propriedades

Viscosidade

Polissacarídeos moléculas grandes Soluções viscosas

Forma da molécula Tamanho da molécula Conformação que adota na solução

Polissacarídeos em solução

Moléculas giram livremente

Volume efetivo

Polissacarídeos linear Volume efetivo Chocam-se

Fricção ↑ viscosidade ↑ consumo de energia

Polissacarídeos ramificado Volume efetivo

↓ viscosidade ↓ consumo de energia

Page 38: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Propriedades

Polissacarídeos em solução

Crioprotetores

Evita ou controla a formação de cristais

↑ Viscosidade ↓ Ponto de congelamento

Mobilidade das moléculas de H2O limitada

↓ Cristalização

Aplicação em alimentos congelados

Conservam as características estruturais e de textura

Page 39: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Classificação

Homopolissacarídeos ou Homoglicanas

Heteropolissacarídeos ou Heteroglicanos

Page 40: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Nomenclatura

Glicose Glicanas Manose Mananas Xilose + Arabinose xiloarabinanas

Homoglicanas Heteroglicanas

Glicanas (amilose,

amilopectina, glicogênio,

etc.)

Frutanas (inulina, levanas de

bactérias)

Galacturonanas (ácido

péctico)

Galactanas (carragenana)

Glucosaminanas (quitina) Xilanas (rodimenana)

Page 41: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS – Aditivos em Alimentos

Qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos, sem o propósito de nutrir, com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento.

Polissacarídeos podem atuar como aditivos, com as seguintes funções: Espessante Geleificante Estabilizante Emulsificante

Page 42: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS – Aditivos em Alimentos

Espessantes:

Substância que aumenta a viscosidade de um alimento. Ou ainda,

funcionalidade referente à viscosidade, a qual consiste na

resistência em fluir de um líquido.

Geleificante:

Substância que confere textura através da formação de um gel. O

gel é um sistema bifásico constituído por uma rede

macromolecular tridimensional sólida que retêm entre suas malhas

uma fase líquida. Todos os hidrocolóides solúveis em água

proporcionam aumento da viscosidade, porém poucos possuem a

capacidade de formar gel

Hidrocolóide: substâncias que, quando dissolvidas ou dispersas em água, formam soluções ou dispersões viscosas

Page 43: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS – Aditivos em Alimentos

Estabilizante:

Substância que torna possível a manutenção de uma dispersão

uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento

Favorece e mantém as características

físicas das emulsões e suspensões

Emulsificante:

Apresentam um segmento em sua molécula com propriedades

hidrofílicas e outro segmento lipofílico

Compatibiliza misturas de água com óleo

Todo emulsificante é um estabilizante, mas nem todo estabilizante é um emulsificante

Page 44: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Homopolissacarídeos

A mais importante reserva de nutrição de todas as plantas

Variação de acordo com as espécies vegetais e grau de

maturação

Influenciam a viscosidade e o poder de formação de gel

Estrutura do amido: amilose e amilopetina

AMIDO

Grânulos depositado nos cloroplastos das células

Page 45: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

AMIDO - Amilose É um polissacarídeo não ramificado que apresenta configuração helicoidal

Page 46: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Cadeias longas não ramificadas

(Glicose α 14)n – 350 à 1000

Corresponde de15 à 20% da

molécula de amido

PM até 500.000

AMIDO - Amilose

Page 47: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

AMIDO - Amilopectina Alto peso molecular

Muito ramificada menos hidrossolúvel que a amilose Aproximadamente 80% dos polissacarídeos existentes

no grão de amido

(Glicose α 14)n – linear – 20 à 30 unidades Glicose α 16 – ramificações

Page 48: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

AMIDO

Amilose Amilopectina

Grânulo de amido

(em paralelo, ligadas por pontes de hidrogênio)

Regiões cristalinas e micelas amorfas

Page 49: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Gelatinização do amido

Umidade natural do amido 12 à 14%

amido

Praticamente insolúvel

amido

Solubilidade ↑

Page 50: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Gelatinização do amido

↑ T penetração da água na região amorfa

↑↑T penetração da água na região microcristalina rompimento das ligações entre as cadeias de amilose e amilopectina intumescimento soluções viscosas

↑↑↑T degradação do amido

Ponto de gelatinização ou Temperatura de gelatinização

Faixa de gelatinização

↑ T

↑ susceptibilidade ao ataque de enzimas que hidrolizam o amido

Grânulos inchados são facilmente quebrados ou desintegrados nos processos de moagem ou agitação intensa

Page 51: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Soluções de amido gelatinizada

Formação de ligações intermoleculares

↓ T e ↑ [amido]

Retrogradação do amido

Zonas cristalinas Liberação de moléculas de H2O (sinérese)

Redução do volume Aumento da firmeza do gel Sinérese Irreversível

Fatores:

Tipo do amido

Concentração

Temperatura

Tempo de armazenamento

pH

Processo de resfriamento

Presença de outros compostos

Page 52: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Amidos Modificados

Por que modificar os amidos ? Novas exigências do processamento de alimentos

Alimentos instantâneos: capacidade espessante à frio

Bebidas: solubilidade à frio

Alimentos infantis: estabilidade às altas temperaturas

Molhos para salada, maionese, temperos: estabilidade em baixos pH

Alimentos congelados: estabilidade a congelamento/descongelamento

Alimentos a serem aquecidos em forno de microondas: resistência à tratamento térmico, baixa sensibilidade à migração de água

Alimentos fritos: regulador da absorção de óleo

Page 53: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

AMIDO Apesar da grande variedade e larga distribuição do amido na natureza, o número das maiores fontes para produção industrial de amido é comparativamente pequena

Amidos comerciais:

Tubérculos:batata Raízes: mandioca, batata-doce Cerne: sagú

Cereais comuns: milho, trigo, sorgo e arroz

Amidos waxy: obtidos de cereais, mas com propriedades similares aos amidos de raízes

Page 54: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Amido de

cereais

75% amilopectina

25% amilose

Amido ceroso

(waxy)

80 – 100%

amilopectina

Modificação genética

temperatura de gelatinização

viscosidade à quente

baixa estabilidade em alta temperatura

baixa retrogradação

alimentos conservados sob

refrigeração

produtos em que se necessita de

pastas claras

base para modificação química

Page 55: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Pré-gelatinização

Modificação física Após gelatinização o amido é seco e pulverizado

Dispersável em água fria Forma gel sem aquecimento

Usos: pudins, sopas instantâneas, recheios de bolo (nos quais o cozimento não é utilizado); como espessantes em recheio, molhos e sopas.

Amidos Modificados

Page 56: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Amidos Modificados

Dextrinização

Modificação química

Resultante da hidrólise ácido do amido

Maior solubilidade em água fria Soluções menos viscosas Géis mais duros em temperaturas mais baixas

Usos: balas de goma e confeitos

Page 57: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Oxidação

Modificação química

O amido é tratado com agente oxidante hidroxilas livres são oxidadas à carboxilas

Géis claros e moles

Amidos Modificados

Usos: Ligante em massas e recheios, formador de filme em cobertura de alimentos

Page 58: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Ligações cruzadas

Modificação química

Introdução de ligações éster nas hidroxilas entre as cadeias de amido

Evita que o grânulo aumente de volume Maior estabilidade ao calor e agitação Reduz sua tendência à ruptura

Amidos Modificados

Usos: alimentos infantis, temperos de saladas, coberturas

Page 59: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Amidos Modificados

Page 60: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Homopolissacarídeos

Celulose

É a substância orgânica mais abundante na natureza;

É resistente às enzimas digestivas humanas;

Auxilia no bom funcionamento do intestino;

É encontrada exclusivamente nas plantas e compreende a parte estrutural das folhas, caules e raízes, sementes e cascas de frutas.

Page 61: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Homopolissacarídeos

Celulose

Muitas cadeias se dispõe ordenadamente formando estruturas cristalinas, ligadas por pontes de hidrogênio

Page 62: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Homopolissacarídeos

Celulose Regiões

cristalinas Regiões amorfas

Firmeza das fibras Capacidade de intumescimento

Hidrólise

Pequenas zonas cristalinas resistentes ao ácido

Celulose Microcristalina Agente não metabolizável Lubrificante Reologicamente ativo

Alimentos dietéticos de baixa caloria

Page 63: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada

Carboximetilcelulose - CMC

É um polímero aniônico derivado da celulose

Obtida através da reação de Williamson

NaOH ClCH2-COONa

celulose

CMC substituição parcial dos grupos hidroxilas da glicose por –CH2-COOH

Solubilidade em água fria Moléculas mais curtas que a celulose que a originou Viscosidade gel transparente

Grau de substituição médio: 0,5-0,9 Grau de polimerização – no de vezes que a estrutura anelar é repetida DP ↑ viscosidade ↑ Uniformidade da substituição Pureza final do produto

Solução 2% 10 – 50.000 cps (20°C) Estável em pH 5-11 Viscosidade reversivelmente com a o T

Page 64: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada - CMC Aplicações em alimentos

Em alimentos dietéticos: Auxilia no controle do apetite e retarda a absorção dos alimentos

Fabricação de diversos alimentos: Pães: estrutura esponjosa, suave e uniforme, sem perda da

firmeza Sorvetes:

inibe a formação de cristais Auxilia no encorpamento Auxilia na homogeneização (sistema água, ar, gordura) Por ser termoestável, garante ao sorvete maior

resistência às trocas bruscas de temperatura Achocolatados em pó, recheios, coberturas, misturas para

bolos

Page 65: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada - CMC Aplicações em alimentos

Page 66: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada - CMC Aplicações em alimentos

Page 67: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada

Metilcelulose

NaOH CH3Cl

celulose

Metilcelulose R-ONa + CH3Cl R-OCH3 + NaCl

Grau de substituição: 1,6-2,0 grupos metoxilas/unidade de glicose

“Lower Critical Solution Temperature (LCST, temperatura acima da

qual o sistema apresenta uma separação de fases) entre 40 e 50°C

T TSC solúvel em água

T TSC insolúvel em água

Solução 2% 7.000 – 8.000 cps (20°C)

Estável em pH 3-11

Sais e açúcares diminuem a temperatura de geleificação

Utilizado como emulsificante em alimentos

Page 68: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada

Metilcelulose

Diagrama de fases para uma solução de metilcelulose comercial (DS=1,8) a uma taxa de aquecimento de 1 ºC/min

T 50°C solução, independente da concentração

Sol

T 50°C Transição sol-gel, para algumas concentrações

Sol-Gel

T 70°C geleificação completa, para as concentrações indicadas

Gel

T 80°C precipitação Precipitado

O gel liquefaz-se quando arrefecido!

Page 69: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Celulose Modificada

Hidroxipropilmetilcelulose - HPMC

NaOH CH2Cl2

C3H6O (óxido de propileno)

celulose

HPMC

Grau de substituição: 0-3

Solúvel em água fria

Estável em pH 3-11

Geleifica a quente reversivelmente 75-85°C

Page 70: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Pectina É um termo genérico para um grupo de polissacarídeos

presentes nas paredes celulares de plantas que produzem sementes

Funcionam em combinação com a celulose e hemicelulose, como material de cimentação intercelular

Lamela média

Parede primária

Parede secundária

Membrana celular

Page 71: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Nomenclatura, função e ocorrência

Substâncias pécticas: consiste em todos os materiais que contém ácidos

poligalacturônicos em sua composição

Os grupos carboxílicos do ácido poligalacturônico podem estar

parcialmente esterificados por grupos metílicos e parcial ou

totalmente neutralizados por uma ou mais bases

Page 72: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Estruturas isoméricas da galactose Ácido galacturônico

Ácido galacturônico

Oxidação no carbono 6

Page 73: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Nomenclatura, função e ocorrência

Protopectina: consistem na forma natural da pectina, quando associada à celulose, hemicelulose e lignina.

Encontram-se ligadas ao cálcio das paredes celulares pectato de cálcio pouco solúveis em água

A maior parte dos grupos carboxílicos estão esterificados

Em presença de ácidos diluídos formam os ácidos pectínicos ou pécticos, de diferentes tamanhos moleculares e composição

Presentes nos tecidos dos frutos imaturos

Maturação: por atividade enzimática, são transformadas em pectina ou ácido péctico, com uma consequente diminuição da rigidez da célula

Amadurecimento demasiado ou apodrecimento: decomposição em álcool metílico e ácido péctico

Page 74: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Nomenclatura, função e ocorrência

Ácidos pécticos: são cadeias de ácidos galacturônicos totalmente livres

de metoxilas

São oriundos da ação das enzimas pectinametilesterase durante o

processo de amadurecimento remoção dos grupos metílicos

São pouco solúveis em água

Page 75: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Nomenclatura, função e ocorrência

Ácidos pectínicos: termo usado para designar ácidos poligalacturônicos

que contém uma proporção insignificante de grupos metil éster

Obtidos a partir da hidrólise da protopectina pela ação das enzimas

poligalacturonases

Aparece nas plantas à medida que sua maturação avança

Page 76: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Nomenclatura, função e ocorrência

Pectina: são ácidos pectínicos solúveis em água, com os grupos

carboxilas do ácido galacturônico variavelmente esterificados com

metanol

Encontrada em frutas em quantidade variável

conforme o tipo de fruta e estágio de maturação

Frutas cítricas e maçã ricas em pectina

A pectina da beterraba caracteriza-se por

possuir um grupamento acetil ao invés de

metoxílico

Page 77: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina

Formação de gel

Grau de polimerização

Ausência de grupos

ligados

Conteúdo de grupos

metoxílicos

As pectinas presentes nas frutas são geralmente as de alta metoxilação

Aditivos: Espessante, Estabilizante, geleificante

Page 78: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina

Pectinas com alto teor de metoxilas (ATM, 50%)

Pectinas com baixo teor de metoxilas (BTM, 50%)

Velocidade de geleificação ATM BTM

Interação hidrofóbica existente entre as moléculas de pectina ATM, devido ao seu alto grau de metilação

Page 79: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Aplicação em alimentos

Iogurte líquido Sucos concentrados

Bebidas lácteas acidificadas Sorvetes de frutas

Formam geléia na presença de quantidade relativamente alta de açúcar e acidez

Classificação quanto à velocidade de geleificação:

Rápida 20 à 70s

Geléias

80% de pectinas de rápida geleificação – devido ao baixo pH

Geléias com partículas de frutas suspensas – geleificação rápida

para a fruta não decantar

Semi-rápida e lenta 180 à 250s

Pectinas com alto teor de metoxilas (ATM)

Page 80: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Aplicação em alimentos

Page 81: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Geléia de Framboesa Zero HOMEMADE 200g

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Aplicação em alimentos

Pectinas com baixo teor de metoxilas (BTM)

Provém da modificação química da pectina com alto teor de metoxilas

Formam geléia na ausência de açúcar, porém na presença de certos íons

metálicos (Ca2+)

Pectinas BTM com grau de metilação abaixo de 7% não geleificam,

mesmo na presença de íons Ca2+

Geléias dietéticas Iogurtes Doces de leite

Page 82: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Aplicação em alimentos

Page 83: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Aplicação em alimentos

Pectinas amidadas

Características semelhantes às pectinas de baixa metoxilação (BTM)

Vantagens em relação à pectina BTM:

Formação de géis mais firmes

Necessidade de menor teor de cálcio para geleificar

Maior flexibilidade à oscilações do teor de cálcio

São utilizadas em concentrações 10-15% inferiores às pectinas BTM

Page 84: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Pectina – Aplicação em alimentos

Page 85: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos Ficocolóides

São polissacarídeos coloidais extraídos da parede celular de algas

Formam gel em solução aquosa

Geleificantes

Estabilizantes

Emulsificantes

Grande aplicação na indústria alimentícia

Parede celular das algas

Componente fibrilar formador do esqueleto da parede

Componente amorfo matriz na qual o componente fibrilar se encontra embebido

Composição variada

70% da massa seca da parede celular

Maior quantidade em Phaeophyta e Rhodophyta

Polissacarídeos comercialmente explorados: agaranas, carragenanas e ácido algínico

Page 86: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Galactana extraída de algas vermelhas Rhodophyceae

Brasil Gracilaria verrucosa

Agar-Agar

Agarose

Fração geleificante

Molécula linear neutra

Cadeias repetidas de unidades

alternadas β-1,3 D-galactose e

α-1,4 3,6-anidro-L-galactose

Agaropectina

Fração não geleificante

Polissacarídeo sulfatado (3 – 10%)

composto de agarose (70%) e

porcentagens variadas de éster-

sulfato, ácido D-glucurônico e

pequenas quantidades de ácido

pirúvico

Agarose e agaropectina se diferenciam pela presença de restos de sulfato e piruvato

Page 87: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Agar-Agar Insolúvel em água fria, mas dissolve-se completamente em água quente

(95 – 100°C)

Forma gel termorreversível já à 0,5% com o resfriamento, não-absorvível, não-fermentável e atóxico

Composição: fibras, sais minerais, celulose, anidrogalactose e pequena quantidade de proteínas

Adição de açúcares e dextrinas Força do gel ↑

Demonstra claramente os fenômenos: Sinérese: exsudação espontânea da água de um gel que está em

repouso Histerese: intervalo de temperatura entre as temperaturas de fusão e

geleificação A geleificação ocorre à temperatura muito abaixo da temperatura

de fusão Solução de agar-agar 1,5% forma um gel a ser resfriado para

uma temperatura de 32 à 45°; enquanto que a fusão não ocorre à temperaturas inferiores à 85°C

Page 88: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Produtos lácteos: sorvetes, pudins, flans, iogurtes, leites

fermentados, leite gelificado

Doces e confeitaria: balas de goma, marrom glacê, geléia de mocotó

Produtos cárneos: patês, produtos enlatados de peixe

Aditivos, atuando como espessantes e estabilizantes

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Agar-Agar – Aplicação em alimentos

Page 89: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas

Substância presente na parede celular e matriz intercelular dos tecido das algas marinhas vermelhas, da classe Rhodophyceae

Assim, como as agaranas, constituem um grupo de polissacarídeos formado por galactanas, mas são altamente sulfatadas e fortemente aniônicas excesso de carga negativa

Estrutura 15 – 40% de éster sulfato Formado por unidades alternadas de D-galactose e 3,6-anidro-

galactose (3,6-AG) unidas por ligações α-1,3 e β-1,4-glicosídica

Formam colóides e géis em meios aquosos em concentrações muito baixas Transparentes Termorreversíveis Ampla variedade de texturas

Page 90: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas - Tipos

Tipos Kappa Iota Lambda Mu Nu

Posição e número de grupos éster sulfato Conteúdo de 3,6 -AG

Éster sulfato geleificação e temperatura de solubilização

Page 91: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas - Tipos

Tipo Lambda 32 – 39% de éster sulfato

Não contém 3,6-AG Não forma gel na presença de íons Ca2+ e K+ Podem atuar como agentes espessantes à quente ou à frio

Tipo kappa 25 – 30% de éster sulfato

28 – 35% de 3,6-AG

Tipo Iota 28 – 35% de éster sulfato

25 – 30% de 3,6-AG

Formam gel termo-reversível na presença de íons Ca2+ e K+, através do seu refriamento

Agentes espessantes em produtos que se preparam em altas temperaturas

Obtenção de géis estáveis em água à temperatura ambiente, sem refrigeração

Agentes geleificantes

Page 92: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas - Solubilidade Solubilidade em água

Todos os tipos de carragenas são solúveis em água quente Solubilidade em água fria

Somente tipo lâmbda é solúvel Sais de sódio do tipo kappa e iota são solúveis Sais de potássio e cálcio do tipo kappa e iota são insolúveis

Expansão considerável

Solubilidade em leite Todos os tipos de carragenas são solúveis em leite quente

Resfriamento geleifica a solução Solubilidade em leite frio

Tipo lâmbda é solúvel (devido à insensibilidade aos íons K+ e Ca2+) Tipo kappa e iota são insolúveis

Usadas para espessar ou geleificar soluções de leite frio quando usadas em conjunto com um fosfato tal como o tetra-sódio pirofosfato

Page 93: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas - Solubilidade

Solubilidade em açúcar Todos os tipos de carragenas são relativamente insolúveis em soluções

concentradas de açúcar à temperatura ambiente Kappa e lâmbda solúveis em solução com até 65% de açúcar em

temperaturas superiores à 70°C Iota difícil dissolução em soluções concentradas de açúcar a

qualquer temperatura

Solubilidade em salmoura (solução de sal) Lâmbda e iota solúveis em solução concentrada (20-25% ) de sal a

altas temperaturas Kappa insolúvel

Page 94: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas - Propriedades

Estável em pH neutro e alcalino pH hidrólise do polímero

Depois da formação do gel o gel é estável mesmo em baixos pH’s

viscosidade força de geleificação

Tixotropia Os géis aquosos de iota carragena, em baixas concentrações possuem

propriedades tixotrópicas podem ser fluidizados por agitação ou corte e voltam a recuperar

sua forma de gel elástico uma vez parados os esforços de agitação ou corte

Suspender partículas insolúveis como especiarias em molhos para saladas

Page 95: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas - Propriedades

Interação com proteínas do leite

Forte interação eletrostática entre os grupos éster sulfato negativamente carregados da molécula da carragena com a micela de caseína do leite que possui regiões de forte carga positiva

Pontes entre grupos de éster sulfato da carragena com resíduos carboxílicos dos aminoácidos que compõe a proteína

Interação da carragena com proteínas do leite

Habilidade de formar gel

Retenção de água

Estabilização e geleificação de produtos lácteos

Page 96: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas – Aplicação em alimentos

Page 97: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas – Aplicação em alimentos

Page 98: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Carragenas – Aplicação em alimentos

Page 99: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Algina Substância presente na parede celular de algas marinhas pardas, da

classe Phaeophyta

É formado por 2 monômeros β-D-manuronila e α-L-guluronila

Page 100: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Algina ou Ácido Algínico Possui cadeia polimérica linear constituídas essencialmente por 3 tipos

de blocos, de comprimento variável: Blocos constituídos por apenas por guluronilas -L-(1-4) ácido

gulurônico Blocos constituídos por apenas manuronilas -D-(1-4) ácido

manurônico Blocos constituídos por blocos alternando entre um e outro

monômero

v v

Page 101: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Alginatos

O ácido algínico é insolúvel em água à temperatura ambiente

Solúvel em altas temperaturas

Comercialmente, são extraídas de algas e vendidas para a

indústria de alimentos, principalmente, sob a forma de

sais de sódio alginato de sódio

Sais de Ca, K, amônio também são utilizados

Solúveis em pH 3,5

Page 102: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Alginatos Alginato em meio aquoso:

Solução coloidal viscosa Gel termo irreversível (não retorna ao estado

líquido com o calor) Em água gelada, quando certos sais divalentes

estão presentes (Ca2+) Quando o polímero é acidificado

transformado em ácido algínico Precipitado

Força iônica e pH do meio

Alginato de propilenoglicol Excelente espessante Obtido pela reação do óxido de propileno com ácido algínico

parcialmente neutralizado Solúveis até pH em torno de 2 Aumento do caráter lipofílico Perdem ou reduzem a capacidade de geleificar na presença de íons

Ca2+

Page 103: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Alginatos – Aplicação em alimentos

Propriedades: Formação de géis Emulsões estáveis Retenção de água

Grande aplicação na indústria alimentícia

Estabilizante de emulsões em molhos

Espessante em sucos naturais

Geleificantes

Inibidores de sinerese

Page 104: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Alginatos – Aplicação em alimentos

Emulsificante

Page 105: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Alginatos – Aplicação em alimentos

Estabilizante

Page 106: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Gomas

Moléculas de alto peso molecular com características ou hidrofílicas ou

hidrofóbicas, que usualmente, têm propriedades coloidais com capacidade

de produzir géis ao combinar-se com o solvente apropriado.

Ampla variedade de substâncias com características gomosas

Gomas – Ramo alimentício

Polissacarídeo ou seus derivados, obtidos de plantas ou por processamento

microbiológico, que ao dispersar-se em água fria ou quente, produzem

soluções ou misturas viscosas.

Exclui proteínas e polímeros sintéticos que podem ser usados como

gomas em aplicações práticas

Page 107: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Gomas – Ramo alimentício

Polissacarídeo ou seus derivados, obtidos de plantas ou por processamento

microbiológico, que ao dispersar-se em água fria ou quente, produzem

soluções ou misturas viscosas

Extratos de algas marinhas (agar, carragenas e alginatos) Derivados celulose

Pectina

São gomas?

Extratos de sementes (locusta, guar) Exsudatos vegetais (arábica)

Microorganismos (xantana, gelana)

Page 108: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Gomas – Propriedades

Capacidade de reter grande quantidade de água

Baixos índices de calorias

Acrescentam características de textura e sensação tátil bucal aos substitutos

de gordura

Auxiliam na estabilização de emulsões e suspensões de partícula

Controle da cristalização

Inibição de sinérese

Encapsulamente e formação de filmes comestíveis

Emulsificantes, Estabilizantes e Espessantes

Page 109: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Locusta

Também conhecida como goma jataí, LGB e caroba

É um polissacarídeo neutro composto de manose e galactose em relação 4:1

É isolada de sementes de uma leguminosa da subfamília Caesalpinaceae

(ceratoniasiliqua)

Page 110: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Locusta - Propriedades

Insolúvel em água fria

Desenvolve máxima viscosidade após aquecimento à 95°C e posterior

resfriamento

Isoladamente não forma gel, mas pode fazê-lo com xantana e carragena tipo

kappa

Estável em pH 3,5-11

Incorpora ar com facilidade

Page 111: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica

Também conhecida como goma acácia

Exsudato gomoso dessecado dos troncos e dos ramos da Acacia senegal ou

de outras espécies africanas de acácia

Page 112: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica - Estrutura

Constituída principalmente por arabina (mistura complexa de sais de cálcio,

magnésio e potássio do ácido arábico)

Ácido arábico hidrólise

L-arabinose

D-galactose

Ácido D-glucurônico

L-ramnose

Page 113: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica - Estrutura

Cadeia estrutura da molécula: unidades de D-galactopiranose em ligação 1,3

Algumas unidades de D-galactopiranose contém cadeias laterais na posição C-6, constituídas por 2 unidades de D-galactopiranose em ligação 1,6 terminadas por uma unidade de ácido glucurônico em ligação 1,6

Estrutura altamente ramificada moléculas compactas volume hidrodinâmico relativamente soluções pouco viscosas

12-15% de água

Várias enzimas ocluídas (oxidases, peroxidases e pectinases)

Podem causar problemas em formulações

Page 114: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica – Função emulsificante

Composto de 2 frações:

Fração 1: composta de polissacarídeos, os quais apresentam pouco ou

nenhum material nitrogenado, que não pode ser removida através de

purificação (70% da composição da goma)

Inibem a floculação e coalescência (de gotinhas de óleos) por

fenômeno de repulsão eletrostática e estérica

Tem a habilidade de agir como emulsificante para óleos essenciais e aromas

Page 115: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica – Função emulsificante

Tem a habilidade de agir como emulsificante para óleos essenciais e aromas

Fração 2: composta de moléculas de elevado peso molecular e proteínas

integrantes da estrutura

Cadeias de polipeptídeos hidrofóbicos adsorvem e ancoram as moléculas na superfície

Page 116: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica – Propriedades

Solúvel em água, gerando soluções claras que variam da coloração amarelo

muito pálido para laranja dourado, com pH de aproximadamente 4,5

Aquecimento prolongado da goma arábica leva à precipitação dos

componentes proteináceos influencia processo de emulsificação da goma

Facilita a reconstrução de produtos desidratados e de concentrados de aromas

Estável em condições ácidas

Page 117: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica – Aplicações em Alimentos

Page 118: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica – Aplicações em Alimentos

Agente encapsulante

Óleos aromatizantes empregados em misturas em pó para

bebidas

Page 119: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Arábica – Aplicações em Alimentos

Dissolução de essências cítricas em bebidas

Page 120: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Xantana

É um polissacarídeo aniônico de alto peso molecular obtido por fermentação

pela bactéria Xanthomonas campestris

Altamente solúvel em água fria ou quente produzindo alta viscosidade

Valor calórico: 0,5 kcal/g baixo (apenas 15% é digerido)

Estável entre 0 e 100°C, na faixa de pH entre 1 e 13, em ciclos de gelo-

degelo, sem ocorrência de sinérese

Apresenta sinergismo com as gomas guar e locusta, provocando aumento da

viscosidade

Page 121: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Xantana - Estrutura

Cadeia principal de unidades de -glicose, ligadas na posição 1,4

Ácido glucurônico

Manose

As cadeias laterais são compostas por uma unidade de ácido D-glucurônico entre 2 unidades de D-manose

As ramificações ocorrem em unidades alternadas de -D-glicose, sendo a ligação com as unidades de manose do tipo O-3.

Page 122: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Xantana - Estrutura A estrutura secundária possui forma helicoidal, no qual os grupamentos

laterais se entrelaçam ao longo dessa hélice, criando uma macromolécula

rígida e semelhante a uma haste

Forma ordenada (hélice)

Forma desordenada

(novelo)

calor

Volume hidrodinâmico

Viscosidade

[sal]

Alta viscosidade em taxas de cisalhamento

São pseudoplásticas a viscosidade aparente com o aumento da taxa de cisalhamento

Page 123: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Xantana – Aplicação em alimentos

Page 124: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Xantana – Aplicação em alimentos

Efeito sinérgico

Page 125: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Xantana – Aplicação em alimentos

Efeito sinérgico

Page 126: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Gelana

É obtida por fermentação em cultura da bactéria Pseudomonas elodea

Sua estrutura é linear

Ácido--D-glucurônico

-D-glicose -D-glicose

-L-ramnose

Ligação -1,4

Ligação -1,4

Ligação -1,4

Ligação -1,3

Page 127: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Gelana

Estável na faixa de pH de 3,5 a 8

As propriedades funcionais são manifestadas já em concentrações muito

baixas:

0,05% soluções aquosas de baixa viscosidade a elevada temperatura,

que sob resfriamento origina géis fortes, com excelente claridade

Requer aquecimento ( 70°C) para dissolução e a presença de cátions para

geleificação

Page 128: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Gelana – Aplicação em Alimentos

Page 129: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

POLISSACARÍDEOS - Heteropolissacarídeos

Goma Gelana – Aplicação em Alimentos

Page 130: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

Podem ocorrer no processamento ou armazenamento

1) Reação de Mailard

2) Caramelização

3) Degradação e hidrólise por efeito do pH e calor

Page 131: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

1) Reação de Mailard

Reação envolvendo aldeído (açúcar redutor) e grupos amina de aminoácidos, peptídeos e proteínas, seguida de várias etapas e culminando com a formação de um pigmento escuro

NH2 +

HC

(HC

CH2OH

O

OH)n

H2O

NH

C

(HC OH)n

C

CH2OH

OOHOH2C C O

H

HMF

NH2

MELANOIDINA

Proteína Glicose Glicosilamina

Page 132: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

1) Reação de Mailard

É a principal causa do escurecimento desenvolvido durante o aquecimento e

armazenamento prolongados do produto

Inibe a ação de enzimas digestivas Reduz a digestibilidade da proteína

Destrói nutrientes como aminoácidos essenciais e ácido ascórbico

Interfere no metabolismo de minerais, mediante a complexação com metais

Inibição

Alteração do teor de água Alteração do pH do meio Redução da temperatura Remover substância reativa

Page 133: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

1) Reação de Mailard – Controle do teor de água

A taxa de escurecimento é baixa ou mesmo zero em valores para atividade da água elevada ou muito baixa

Aumenta de forma rápida em valores intermediários (aw entre 0,5 e 0,8)

Atividade de água (aw)= teor de água livre, fracamente ligada ao substrato

Expressa por: Pressão de vapor da água em equilíbrio no

alimento/pressão de vapor da água pura, na mesma

temperatura

Page 134: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

1) Reação de Mailard – Controle do pH

A intensidade da reação de Mailard aumenta quase que linearmente na faixa de pH 3 a 8 e atinge um máximo na faixa alcalina (pH 9 a 10)

pH elevado: par de elétrons do nitrogênio do aminoácido livre para que a reação ocorra

pH baixo: formação da espécie –NH3+, diminuindo

a velocidade da reação de Mailard

Page 135: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

1) Reação de Mailard – Controle da temperatura

A reação ocorre à temperatura elevada, bem como em temperatura reduzida

Elevaçào da temperatura: aumento rápido da velocidade de escurecimento – 1-3 x para cada incremente de 10°C

Page 136: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

1) Reação de Mailard – Controle da substância reativa

Tipos de amina presente

A reatividade dos aminoácidos envolvidos na reação de Mailard é diferente entre si

Tipos de açúcares presentes

Presença de açúcar redutor é essencial para a interação da carbonila com grupos amina livre

Reatividade: pentose > hexose > dissacarídeo

Page 137: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

Reação de Mailard – Método de inibição mais empregado

Aplicação do sulfito

SO2 inibe a reação de Mailard bloqueando a carbonila do açúcar e prevenindo a condensação desses compostos pela formação irreversível de sulfonatos

CH O

S

ONa

O

-OH+

OH

C+H S

ONa

O OH C

OH

O S

O

Na+ +

Glicose Sulfito Hidroxissulfonato

Atua também como conservante e antioxidante

Page 138: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

2) Caramelização

Açúcares no estado sólido

Estável

T 120°C

Pirólise

Produtos de degradação de alto peso molecular escuro

Caramelo

Page 139: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Principais Transformações Químicas para Carboidratos de Baixo Peso Molecular

2) Caramelização - Etapas

a) Desidratação do açúcar redutor com rompimento das ligações glicosídicas.

b) Introdução de uma ligação dupla.

c) Formação de intermediários de baixo peso molecular.

d) Os polissacarídeos são inicialmente hidrolisados para monossacarídeos

HC OH

CH O

CHOH

HC OH

HC OH

CH2OH

Glicose

H2O

C OH

CH O

CH

HC OH

HC OH

CH2OHH2O

C

CH O

CH

HC OH

HC

CH2OH

O

H2O

OHOH2C C O

H

HMF

MELANOIDINA

Page 140: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

COMPOSIÇÃO CENTESIMAL

Alimento

100%

Umidade

Cinzas

Proteínas

Carboidratos

Fibras

Lipídeos

Vitaminas

Minerais

Page 141: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Alimento

100%

Umidade

Cinzas

Proteínas

Carboidratos

Fibras

Lipídeos

Vitaminas

Minerais

COMPOSIÇÃO CENTESIMAL – Determinações

Extração de Soxhlet (AOAC e IAL)

Page 142: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Alimento

100%

Umidade

Cinzas

Proteínas

Carboidratos

Fibras

Lipídeos

Vitaminas

Minerais

Analisados por diferença

COMPOSIÇÃO CENTESIMAL – Determinações

Page 143: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

COMPOSIÇÃO CENTESIMAL – Determinação de Carboidrato

Carboidrato total = 100 - (proteína + umidade + cinzas + gordura)

Carboidrato (fração NIFEXT) = 100 - (proteína + umidade + cinzas + gordura + fibras)

Fração NIFEXT = “Nitrogen Free Extract”, compreende os carboidratos mais digestíveis,

ou seja os que não estão incluídos na fração fibra

Carboidratos complexos = carboidrato total – açúcares – fibras

Problema: Incorporação de erro das outras determinações!

Page 144: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Método

Amostragem

Eliminação de

interferentes

Métodos

Qualitativos de

Identificação

Métodos

Quantitativos

Page 145: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Amostragem

Amostras Sólidas

Devem ser moídas: devem causar a mínima mudança no conteúdo de umidade e afetar as propriedades e composição do alimento

Page 146: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

CONTEÚDO DE CARBOIDRATO EM

UM ALIMENTO

Obtido em uma solução

aquosa dos açúcares livres de

substâncias interferentes

Pigmentos solúveis Substâncias

opticamente ativas Constituintes fenólicos Proteínas

Separação de Interferentes

Page 147: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Separação de Interferentes

Lipídeos e clorofila

São removidos por extração com éter de petróleo: carboidratos são insolúveis neste solvente

Page 148: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Separação de Interferentes

Troca iônica Uso de substâncias

clarificantes

Métodos de separação

Precipitam as substâncias que irão interferir na medida física ou química do açúcar

Solução básica de acetato de chumbo Det. Polarimétrica de soluções coloridas

Ácido fosfotungístico e ácido tricloroacético precipita proteína, mas não descolore

Ferricianeto de potássio e sulfato de zinco precipita proteína e descolore um pouco

Sulfato de cobre determinação de lactose em leite

Page 149: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Métodos Qualitativos

Reações coloridas provenientes da

condensação de produtos de degradação dos

açúcares em ácidos fortes com vários

compostos orgânicos

Propriedades redutoras do grupo carbonila

Page 150: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise Métodos Qualitativos

Reação de Fehling

Se baseia na redução de soluções alcalinas de CuSO4 em presença de tartarato de sódio e potássio, com formação de um precipitado cor de tijolo

Reação de Barfoed

O reagente de Barfoed é uma solução fracamente ácida de CuSO4 e permite distinguir qualitativamente monossacarídeos de dissacarídeos redutores, pela velocidade de reação

Cu++ (OH- ) (reagente de Fehling) + aç. redutor ppt. vermelho tijolo

Page 151: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Métodos Qualitativos

Reação de Seliwanoff

A reação de Seliwanoff se baseia na formação de compostos coloridos quando furfural e hidroximetilfurfural, obtidos pela ação de ácidos sobre pentoses e hexoses respectivamente reagem com compostos aromáticos como o resorcinol e anilina

Antrona + H2SO4 compostos de degradação (HMF ou Furfural)

Formação de coloração azul

Page 152: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Métodos Quantitativos

1. Métodos Cuprimétricos

Oxidação de açúcares redutores por soluções

alcalinas quente de Cu +2

O açúcar degrada e reduz o Cu+2 (aq) em Cu2O (s)

Métodos gravimétricos ou volumétricos

Page 153: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise

Reação

cuprimétrica com

açúcares

Page 154: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

1.1. Método Lane-Eynon (método cuprimétrico)

Açúcar redutor + reagente de Fehling A (sulfato de cobre) + Reagente de Fehling B ( tartarato duplo de Na+ e K+ / hidróxido de sódio) (COR AZUL)

Titulação à quente, usando azul de metileno como indicador

Formação do precipitado de Cu2O (cor vermelho tijolo)

Determinação dos

açúcares redutores

Inversão da sacarose + mesma reação

Titulação

Determinação dos açúcares totais =

Redutores e não redutores

Método

Volumétrico

Page 155: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

1.2. Método Munson-Walker (método cuprimétrico)

Açúcar redutor + reagente de Fehling A (sulfato de cobre) + Reagente de Fehling B (tartarato duplo de Na+ e K+ / hidróxido de sódio) em EXCESSO

Formação de um precipitado:

O açúcar degrada e reduz o Cu+2 formando Cu2O

O precipitado de Cu2O é filtrado em cadinho de porcelana poroso

Secagem e pesagem do precipitado

Uso de tabela que relacionam o peso de Cu2O com a quantidade de açúcar

Método

gravimétrico

Page 156: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

1.3 Método Somogyi (método cuprimétrico)

Açúcar redutor + reagente de Fehling A + Fehling B em EXCESSO

O açúcar degrada e reduz o Cu+2 formando Cu2O .

O Cu+2 em excesso é oxidado por KI em excesso formando I2

Titula-se o excesso de iodo com Na2S2O4

Para pequenas

quantidades de

açúcar –

microtitulação

Page 157: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

2. Métodos do Ferrocianeto Alcalino

Foi desenvolvido para determinação de açúcares em

sangue (1923) e modificado para alimentos (1929).

Redução do ferrocianeto por açúcar redutor. Pode titular

diretamente usando azul de metileno (indicador)

Ou o excesso de iodo é titulado com tiossulfato.

2K3Fe(CN)6 + 2KI 2K4Fe(CN)6 + I2

Fe+3 Fe+2

Carboidratos – Análise Métodos Quantitativos

Page 158: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise Métodos Quantitativos

3. Métodos Iodométricos

Específico para aldoses, as cetoses não são oxidadas.

A amostra dissolvidas é tratada com excesso de I2 e

este titulado com solução de tiossulfato.

RCHO + I2 + 3NaOH RCOONa + 2NaI + 2H2O

Page 159: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

4. Métodos Cromatográficos

Açúcares determinados individualmente

Podem isolar, fracionar, identificar e determinar quantitativamente

a) Cromatografia de papel e camada delgada: servem para isolar e identificar

De papel: não dá boa resolução e é demorado.

Camada delgada – tempo de corrida é menor, melhor resolução.

Limitados para identificação quantitativa (vários passos).

b) Cromatografia gasosa: Separação, identificação e determinação de

açúcares.

Carboidratos são pouco voláteis, dificulta o uso da CG.

c) Cromatografia de coluna: extensão predeterminada- seccionada em

zonas. Alta capacidade de separação.

Carboidratos – Análise Métodos Quantitativos

Page 160: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise Métodos Físicos

a)Refratometria

refratômetro – mede o índice de refração (quando a radiação

eletromagnética passa de um meio para outro ela muda de direção, refrata)

Utilizada em alimentos onde a composição é predominantemente de

água e açúcar (mel, xarope, geléias, sucos)

Mede o teor de sólidos solúveis (açúcares totais);

Teor de Grau Brix – tabela de conversão (índice de refração – teor de

açúcares).

b)Polarimetria

Carboidratos são opticamente ativos (quirais)

Mede a rotação óptica de solução pura de açúcar. Não é destrutivo,

rápido e preciso

Page 161: Introducao a Bromatologia - Carboidratos

Carboidratos – Análise Métodos Físicos

c)Densimentria

Mede a densidade exata de soluções de açúcar e aproximada em

alimentos açucarados

Determina concentrações de açúcar em soluções líquidas

d)Espectroscopia de Infravermelho

Usado para estudo das estruturas dos carboidratos

É complicado para açúcares simples – são praticamente

insolúveis nos solventes orgânicos usados

Page 162: Introducao a Bromatologia - Carboidratos