Carbohidratos Polissacarídeos. Aula apresentada para alunos de graduação do Curso de Farmácia da UFPR Prof. a MSc Maria Eugenia Balbi

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1 Carbohidratos Polissacarídeos Aula apresentada para alunos de graduação do Curso de Farmácia da UFPR Prof. a MSc Maria Eugenia Balbi

2 Celulose Celulose é um material comum nas paredes celulares de plantas, sendo assim notado pela primeira vez em Ela está naturalmente na maioria das fibras, sendo encontrado em toda planta na combinação de lignina com qualquer hemicelulose.

3 Celulose

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5 É o componente estrutural primário das plantas e não é digerível pelo homem. Alguns animais, particularmente os ruminantes, podem digerir celulose com a ajuda de micro-organismos simbióticos.

6 Celulose A celulose é o material orgânico mais abundante na terra, com uma produção anual de mais de 50 bilhões de toneladas A unidade repetitiva da celulose é composta por duas moléculas de glicose esterificadas por ligações β-1,4- glicosídicas.

7 Estrutura da celulose

8 Celulose Esta unidade repetitiva, conhecida como celobiose, contém seis grupos hidroxila que estabelecem interações do tipo ligações de hidrogênio intra e intermolecular.

9 Celulose Devido a essas ligações de hidrogênio há uma forte tendência de a celulose formar cristais que a tornam completamente insolúveis em água e na maioria dos solventes orgânicos.

10 Celulose O grau de cristalinidade da celulose varia de acordo com sua origem e processamento. A celulose de algodão possui cadeias mais ordenadas, apresentando cristalinidade de aproximadamente 70%, enquanto a celulose de árvores apresenta índice de cristalinidade ao redor de 40%.

11 Aplicações da Celulose Membranas para osmose Têxteis Aplicações hortícolas Filmes de celofane Vasos Embalagens Produtos de higiene (escovas de dentes, escovas para banho) Produtos de limpeza Sistemas de filtragem Preparação de alimentos Alimentação animal (Pet Food) Revestimentos de madeira (soalhos)

12 Hemicelulose O termo hemicelulose é usado para os polissacarídeos que ocorrem normalmente associados à celulose, em paredes celulares.

13 Hemicelulose A hemicelulose consiste de vários monossacarídeos polimerizados, incluindo carboidratos de cinco carbonos (como xilose e arabinose), carboidratos de seis carbonos (como galactose, glucose e manose), ácido 4-O-metil glucurônico e resíduos de ácido galacturônico.

14 Hemicelulose é bastante hidrofílica, contém considerável grau de ramificação entre suas cadeias, natureza altamente amorfa DP (Degree of Polimerization) variando entre menos de 100 a no máximo 200.

15 Lignina A lignina está associada com a celulose e a hemicelulose na composição de materiais lignocelulósicos. O nome provém do latim, Lignum = madeira

16 Lignina A lignina é material hidrofóbico estrutura tridimensional, altamente ramificada, podendo ser classificada como um polifenol, o qual é constituído por um arranjo irregular de várias unidades de fenilpropano que pode conter grupos hidroxila e metoxila como substituintes no grupo fenil.

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18 Lignina Em contrastes com a celulose, a formação da lignina ocorre somente em plantas vasculares que desenvolvem tecidos especializados em funções tais como: Transporte de soluções aquosas Suporte

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20 Beta glucano Polimeros ramificados de beta D glucose com ligações do tipo 1 3 a cada 3 ou 4 ligações 1 4 São moléculas longas e cilindricas Podem conter até unidades de glucose Encontra-se nas paredes celulares do endospermo de grãos (Cevada, aveia)

21 Amido Definição Amido: produto amiláceo produzido de partes aéreas comestíveis de vegetais. Fécula: produto amiláceo produzido das partes subterrâneas (tubérculos, raízes) dos vegetais.

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23 Potencialidades do Uso de Amido no Brasil (Embrapa)

24 Produção de amido de mandioca no ano 2004

25 Estrutura Química O grão de amido é uma mistura de dois polissacarídeos: amilose e amilopectina. Amilose: Macromolécula constituida de 250 a 300 resíduos de D- glicopiranose, ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, que conferem a molécula uma estrutura helicoidal. Amilopectina: Macromolécula, menos hidrossolúvel que a amilose, constituída de aproximadamente 1400 resíduos de α-glicose ligadas por pontes glicosidicas α-1,4, ocorrendo tambem ligações α-1,6. A amilopectina constitui, aproximadamente, 80% dos polissacarídeos existentes no grão de amido..]

26 Amilose

27 Amilopectina

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30 Amido de Milho

31 Amido de Batata

32 Amiloplastos no interior celular

33 Grânulos de Amido

34 Hidratação de Grânulos de Amido

35 Gelificação do Amido

36 Amido modificado Amido de cereais 75% de amilopectina 25% de amilose Processos para modificação: Químicos Físicos Enzimáticos Genéticos

37 Para que servem Amidos modificados? Novas exigências do processamento de alimentos Alimentos instantâneos: capacidade espessante a frio. Molhos para salada, maionese, temperos: estabilidade ao baixo ph Alimentos congelados: estabilidade a congelamento / descongelam ento Alimentos a serem aquecidos em fornos de microondas: Alimentos infantis: estabilidade a altas temperaturas baixa sensibilidade à migração de água resistência a tratamento térmico Bebidas: Solubilidade a frio Alimento fritos: regulador de absorção de óleo

38 Por modificação Genética Amido de cereais 75% de amilopectina 25% de amilose amido ceroso (waxy) % de amilopectina amido com alto teor de amilose 50-70% de amilose

39 Características dos amidos obtidos Amidos cerosos - menor temperatura de gelatinização - maior viscosidade a quente - baixa estabilidade em alta temperatura - baixa retrogradação Amidos com alto teor de amilose - maior temperatura de gelatinização (podem não gelatinizar) - alta estabilidade a tratamento térmico - alta retrogradação - baixa absorção de óleo - alta capacidade de formação de filmes

40 Aplicação AMIDOS CEROSOS - alimentos conservados sob refrigeração - em produtos em que se necessitam pastas claras - base para modificação química AMIDOS COM ALTO TEOR DE AMILOSE - produtos fritos - snacks

41 Pectinas A pectina é um polissacárido ramificado constituído principalmente por polímeros de ácido galacturónico, ramnose, arabinose e galactose. A cadeia principal forma ligações (1-4).

42 Pectinas Pectinas é o termo genérico que denomina um grupo se polímeros presentes nas plantas: Protopectina Pectinas Ácidos Pectinícos Ácidos Pécticos

43 Pectinas Comercialmente existem dois tipos de pectinas: as altamente metiladas (HMP), que possuem um grau de esterificação superior a 50% e as pouco metiladas (LMP) que apresentam um grau de esterificação inferior a 50%.

44 Pectinas A produção de pectinas assenta essencialmente nas seguintes etapas: obtenção de cascas de citrinos, resíduos de maça ou beterraba (matérias-primas); extracção (hidrólise da protopectina por cozimento em meio ácido); purificação (prensagem, filtração sob pressão e concentração); coagulação (precipitação em álcool e purificação do coágulo por lavagens sucessivas). No final destas etapas obtêm-se as pectinas que posteriormente são secas e moídas constituindo assim o produto acabado

45 Pectinas Formação de gel De acordo com o grau de esterificação: Grau de Metoxilação AÇÚCAR E ÁCIDO Grau de Metoxilação Cátions bivalentes

46 Aplicações da Pectina Indústria alimentar (agente espessante, gelificante e emulsionante) Indústria farmacêutica (suplementos nutricionais) Uso veterinário (suspensões para tratamento das diarreiras bacterianas e enterites em animais) Cosmética Adesivos

47 Gomas Classe de compostos estudadas pela sua capacidade de texturização Conhecidos como hidrocolóides ou Gomas Aumentam a viscosidade São espessantes Podem ou não gelificar

48 Gomas Propriedades secundárias: Estabilização de emulsões Controle de cristalização Inibição de sinérese Encapsulação Formação de Filmes

49 Gomas 1. Extraídas de Sementes a. Goma Guar b. Goma Lacusta 2. Extraídas de exudatos de árvores a. Arábica b. Tragacante

50 Gomas 3. Extratos de Algas marinhas a. Carragena b. Alginatos c. Agar agar 4. Gomas produzidas por Microrganismos a. Xantana b. Gelana