Xaropes de Glucose e Frutose.
Universidade Técnica de LisboaInstituto Superior de Agronomia
2012/ 2013
U.C. Tecnologia dos Açucares e Produtos
Alternativos
Trabalho realizado por:
Ana MonteiroCarolina MascarenhasHugo CastanheiroSara Solipa
Docente:
Professora Isabel Januário
Xaropes:
Glucose, Frutose e Açúcar Invertido
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Enquadramento
Para a indústria alimentar, o açúcar, bem como os edulcorantes, adquire um papel inúmeras formas de aplicação.
Variedade de substâncias com poder edulcorante
Podem ter ou não, poder calórico, e podem ser naturais ou de síntese)
Propriedades físico-químicas diferentes
(o que se vai refletir no uso dado a cada substancia)
Figura 1: Diferente poder adoçante de várias substanciasFonte: Nordic Sugar
O amido é um polissacárido de reserva que se encontra na parte aérea das plantas
armazenado em forma de grânulos. As principais culturas utilizadas para a extração do
amido são o milho, a mandioca, o arroz e a batata.
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Amido
Amilose: unidades de glucose
unidas por ligações
glucosídicas α-1,4
Amilopectina: unidades de
glucose unidas por ligações
glucosídicas α-1,4 com cadeias
de glucose com ligações α-1,6
Amido
Aptidão tecnológica do amido:
• Espessante;
• Estabilizante;
• Agente gelificante;
• Excipiente;
• entre outros.
Figura 2: Amilose e AmilopectinaFonte: Costa, 2012-2013
A produção de xaropes de glucose tem como base uma serie de reações de hidrolise
da molécula de amido. A hidrolise do amido pode ocorrer por via química, enzimática
ou ambas.
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Gelatinização do amido
Dextrinização
Sacarificação
Purificação
Amido
Xarope de Glucose
Xarope de Glucose
Xarope de Glucose
Tab.1: Designação das enzimas envolvidas na degradação do amido e respetivas atividades.
Designação Atividade
β-amilases
Hidrolisam as ligações α-1,4 das cadeias de
amido a partir de uma extremidade não redutora,
produzindo maltose
Amiloglucos
idases
Hidrolise, ao acaso, das ligações α-1,4 das
cadeias de amido a partir de uma extremidade não
redutora, produzindo glucose
α-amilases
Hidrolise das ligações α-1,4 (de forma especifica
ou ao acaso) das cadeias de amido , produzindo
glucose, maltose, maltotriose e outros polissacáridos
Pululanases Hidrolise das ligações α-1,6 das cadeias de amido
Enzimas
ciclizantes
Hidrolise do amido com formação de compostos
cíclicos de D-glucose
Xarope de Glucose
Fonte: Pinto, 2009
Figura 3: Esquema de produção do xarope de glucoseFonte: Januário, 2012-2013; Pinto, 2009
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O grau da hidrolise é medido em DE (equivalente em Dextrose): número de
extremidades redutoras nos produtos resultantes da hidrolise do amido. Assim
podemos obter produtos com diferentes viscosidades e poder edulcorante, esta
diversidade de propriedades permite criar uma vasta gama de produtos tendo em
conta o objetivo o qual se destinam.
• Sector da confeitaria e bebidas alcoólicas
Viscosidade elevada e
baixo poder edulcorante
• Produtos doces (gomas, chupas) e produtos à base de fruta
Viscosidade e poder
edulcorante médios
• Sector das bebidas, panificação e confeitaria
Viscosidade baixa e elevado
poder edulcorante
Figura 4: Esquema de xaropes de glucose com diferentes DEFonte: Nordic Sugar
A inulina é um polissacárido de reserva que se encontra nos vacúolos das células das raízes
e tubérculos das diferentes espécies vegetais. É constituída por polímeros de frutose com
ligações glucosídicas e com uma unidade de glucose terminal.
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InulinaRaiz da chicória
Chicória ou Cichorium intybus
(família:Compositae)
A chicória é utilizada como principal
fonte de inulina uma vez a inulina
encontrada na raiz desta planta
apresenta, normalmente, um elevado
teor em frutose (cerca de 85-90% de
frutose e 10-15% de glucose).
Inulina
Figura 5: Estrutura molecular da inulinaFonte: Barreiros, 2009
Figura 6: Cichorium intybusFonte: Crujo, 2010
A partir da Glucose
Figura 8: Xarope de glucoseFonte: www.flickr.com
Figura 9: Xarope de frutoseFonte:http://77175.ru.all.biz
Xarope de Frutose
A glucose isomerase abre o anel de glucose,
Ocorre o processo de isomerização em que a glucose se transforma em frutose, com a ajuda de um intermediário, o enediol.
Por fim o anel de frutose e fechado
Figura 7: Isomerização da glicose em frutoseFonte:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/cs/c3cs35506c
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Xarope de Frutose
Clarificação
Hidrolise enzimática
Descoloração
Concentração
Aquecimento
Chicória
“Sumo”
“Sumo”Prensagem
Adição de água
Prensagem
Adição de água
Prensagem “Sumo”Subprodutos
A partir da Inulina
Inulina é hidrolisada completamente até frutose, pela inulinase.
A hidrólise completa da inulina por estas enzimas pode produzir um concentrado de frutose com aproximadamente com 95% de pureza.
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Figura 10: Isomerização pela InulinaseFonte: http://www.sigmaaldrich.com
Figura 11: Esquema da produção de xaropes de frutose a partir de inulinaFonte: Januário, 2012-2013
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Sacarose
Encontra-se na natureza em grande parte das plantas, produzida durante a fotossíntese, e dissolvida na seiva do floema.
Extracção mais rentável e eficiente é através da cana-de-açúcar ou da beterraba sacarina
Dissacárido
Elevada Aptidão tecnológica:
- Adoçante
- Sabor, cor
- Propriedades reológicas
- Interações funcionais
com outros compostos
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Figura 12: Estrutura molecular da sacaroseFonte:
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5988
Figura 13: Cristais de sacaroseFonte: http://olhares.sapo.pt/cristais-de-acucar-
foto3615747.html
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Açúcar Invertido
+ 65,5⁰
+ 52,5⁰ - 92⁰
A designação de açúcar invertido advém de uma das propriedades físicas dos açúcares, a atividade ótica, capacidade de desviar feixe de luz polarizada.
Figura 14: Atividade ótica do açúcar invertido
Fonte:http://qnint.sbq.org.br/sbq_uploads/layers/imagem1539.png
Figura 15: Hidrólise enzimática da sacarose
Fonte:http://www.klickeducacao.com.br/2006/arq_img_upload/paginas/525/acucar.gif
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Xarope Açúcar Invertido
Hidrólise
ÁCIDA
Trocas com resinas
Catiónicas
ENZIMÁTICA
A matéria prima mais utilizada é o Açúcar Liquido, ou Xarope Simples.
A Inversão poder ser efetuada por 3 vias:
Quebra da ligação glucosídica α – 1,2
Retenção de água Aumento do peso
molecular
Fatores limitantes:- Concentrações dos reagentes,
do xarope simples- Tempo- Temperatura- Tipo de ácido e poder de
inversão
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Aumento do poder Edulcorante em 20% Pode ser adicionado a outros xaropes Impede a cristalização ⁰ Brix 75 – 78
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Figura 16: Esquema de produção de açúcar liquido invertido Fonte: Podadeira, 2007; Bianchini et al,2001 ; Adasi, 2006
Figura 17: Diferentes gamas (“Blends”) comerciais de xaropes de
açúcar invertido e xaropes de simples com açúcar invertido a 5%.
Fonte:http://www.tiensesuikerraffinaderij.com/en/Products/Indus
try-Products/Liquid%20Sugars/Blends
Aplicações Xarope de Glucose
- agente texturizante/efeito anti cristalizante (previne a recristalização da sacarose)
-humectante
-corante
-poder edulcorante (intensidade do sabor doce)
-diminuir retrogradação
-reduzir tendência de formação de géis
-aumentar estabilidade da massa à refrigeração e congelação
-aumentar transparência dos géis
-aumentar poder de adesividade e de emulsionante
confeitaria (rebuçados, pastilhas)
cerveja
Pastelaria, bolachas
gelados
fruta cristalizada (bolo rei) preparados de fruta
molhos
Doces, geleia
• Propriedades e Funcionalidades
13Figura 18: Vários tipos de cerveja
http://www.cassol.com.br/blog/wp-content/uploads/2013/02/beerbuzz600.jpeg
Xarope de Frutose
-poder edulcorante elevado-efeito sinergético em mistura com
outros edulcorantes (naturais e artificiais)
-baixo custo
confeitaria (rebuçados, pastilhas)
cerveja
pastelaria
bolachas
gelados
fruta cristalizada (bolo rei)
preparados de fruta
molhos
doces
geleia
• Propriedades e Funcionalidades
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refrigerantes e bebidas alcoólicas
conservas
iogurtes
compotas
produtos de padaria
bolos/doces e sobremesas
cereais de pequeno-almoço/barras de cereais
hambúrgueres
sopas instantâneas
Figura 19: Fruta cristalizada, bolo rei.Fonte: http://4.bp.blogspot.com/-sK-5XtCTeMQ/TvMX-P_5RtI/AAAAAAAAFdI/fi2eNuMyljg/s1600/bolo_rei.jpg
Xarope de Açúcar Invertido
- efeito anti cristalizante-poder edulcorante-poder humectante-higroscopicidade
-viscosidade- reduz o ponto de congelação
-atividade redutora-resistência à contaminação microbiológica
-confere maciez e coloração caramelo-custo de transporte e armazenamento
mais vantajoso-maior tempo de prateleira
- bebidas (refrigerantes, vinhos espumantes, licores, aguardentes
preparadas, cerveja)-fruta em calda
-gelados-rebuçados
-geleias-biscoitos-bombons
• Propriedades e Funcionalidades
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Figura 20: Recheio de Bombons, com açúcar invertidoFonte: http://www.docstoc.com/docs/22993096/Invert-Sugars-
and-Blends
Conclusão
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Como se verificou ao longo deste trabalho, os xaropes, podem ter diferentes
origens e métodos de obtenção.
Proporcionam benefícios na produção de alimentos, e são uma alternativa como
edulcorante, para a indústria e para o consumidor particular.
Este trabalho permitiu verificar as aplicações dos edulcorantes na indústria dos
alimentos, bem como a versatilidade destes compostos. Permitiu também
constatar que na tecnologia do açúcar, apesar de amplamente estudada há
décadas, é possível inovar, o que enriquece o sector alimentar.
Os benefícios da utilização de xaropes na Indústria, abrange também os
processos e a manipulação, e o aumento da vida útil dos alimentos em que é
aplicado.
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FIM