Funções. Adoçantes naturais; Matéria prima de fermentados, inclusive alcoólicos; Responsáveis pelo escurecimento em muitos alimentos;

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1 São os componentes mais abundantes e amplamente distribuídos nos alimentos. É a fonte de energia mais abundante e econômica. omposto de carbono (), hidrogênio (), oxigênio (O) e água. Glicose, frutose, galactose, sacarose, lactose, amido, dextrina, celulose e hemicelulose, com destaque para a glicose e a sacarose. Também são chamados de idratos de arbono ou Glicídios. São compostos de função mista poliálcool-aldeído ou poliálcool-cetona, assim como todos os compostos que, por hidrólise, produzem os referidos compostos de função mista. Suas moléculas são constituídas, geralmente, por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Os vegetais verdes produzem açúcares na fotossíntese, a partir de O 2 e água. Os açúcares sofrem combustão, reagindo com o oxigênio e formando O 2 e água, na respiração celular combustão dos açúcares libera energia. aracterísticas A maior parte dos carboidratos é de origem vegetal. cereais, batatas, leguminosas, arroz, beterraba Alimentos de origem animal: Os Exceção: leite (teor relativamente de lactose (açúcar do leite). Os carboidratos constituem a principal fonte de energia para o homem, cerca de 4 Kcal/g. Ingeridos em excesso: podem ser convertidos em gordura que é armazenada no nosso corpo. Nutricional fonte de energia (Fornecer energia através da glicose, que dentro das células é transformada em glicogênio e seu excesso em triglicerídios); Adoçantes naturais; Funções Matéria prima de fermentados, inclusive alcoólicos; Responsáveis pelo escurecimento em muitos alimentos; Principal componente dos cereais. Preserva as proteínas dos tecidos lassificação De acordo com o carboidrato predominante, alimentos podem ser classificados em: os Açucarados - maior predominância de hexoses e sacarose. Mel, xaropes, caldas, caramelos, balas, bombons e frutos. Feculentos - maior presença de amido. Féculas, farinhas, pães, massas, grãos e tubérculos. Mistos - contém hexoses, sacarose e amido. Biscoitos, doces, pães doces, bolos e outros. 1

2 Teores de carboidratos em alguns alimentos frutas 6-12% sacarose milho 15% amido trigo 60% amido farinha de trigo 70% amido condimentos 9-39% açúcares redutores açúcar branco comercial 99% sacarose açúcar de milho 87,5% glicose mel 75% açúcares redutores maça 5-12% açúcares redutores tomate 25% açúcares redutores trigo 0,1-2% açúcares redutores arroz 0,1-0,2% açúcares redutores Grau de doçura de um carboidrato (em relação à sacarose) Açúcar Grau de doçura (%) Lactose 16 Glicose 31 Maltose 65 Mel 80 Açúcar mascavo 90 Sacarose 100 Frutose 172 Açúcar invertido 122 lassificação com base na digestibilidade arboidratos lassificação quanto ao tamanho da molécula arboidratos Digeríveis Não digeríveis Monossacarídios Açúcares Amido Insolúveis Solúveis Sacarose Frutas, Mel Geléias Leite ereais Batatas Raízes Vegetais elulose emicelulose Pectinas Gomas Mucilagens Oligossacaridios Polissacarídios lassificação Monossacarídios arboidratos São açúcares simples, cuja hidrólise não resulta em moléculas de açúcares menores. Monossacarídios Açúcares simples Glicose Frutose Galactose Mel Fruta Leite Dois açúcares Sacarose Lactose Maltose Açucar Leite Malte Oligossacarídios 3-10 açúcares Rafinose Estaquiose Soja (não metabolizado) Polissacarídios omplexos Vegetal Amido, Fibras Animal Glicogênio Os mais abundantes são as hexoses, como a glicose, cujo principal papel é energético. São as unidades de formação dos açúcares mais complexos. Podem ser considerados como agentes redutores por poder serem oxidados com íons férrico (Fe3+) ou cúprico (u2+). 2

3 aracterísticas Fórmula molecular 6 12 O 6. O O O O O O 2 Glicose O O O 2 2 Frutose O O O Glicose É oxidada na célula na forma de energia e armazenada nos músculos na forma de glicogênio. Sob condições normais, o sistema nervoso central pode usar apenas a glicose como a principal fonte de energia. Frutose Galactose Levulose, açúcar da fruta - é encontrada junto com a glicose e a sacarose no mel, frutas e no xarope de milho. O mel é o mais doce dos açúcares (frutose e glicose em iguais proporções). Os refrigerantes são quase completamente adoçados com xarope de milho, rico em frutose. Não é encontrada na forma livre na natureza, mas é produzida a partir da lactose (açúcar do leite) pela hidrólise no processo digestivo. Em muitos momentos, quando o organismo não utiliza um composto ele pode ser armazenado e reutilizado, quando e onde for necessário. Pode ser um polihidróxi-aldeído (aldose) ou uma polihidroxi-cetona (cetose). Estereoisomeria Estereoisômeros com imagens especulares são também chamados de enantiômeros (ex: L- gliceraldeído e D-gliceraldeído). 3

4 Açúcares possuem assimétricos. O poder rotatório específico é a medida desta atividade. Indica a direção ( + = dextrorrotatória, - = levorrotatória) e a grandeza, em graus, do desvio que ocorre pela passagem da luz polarizada numa camada com um dm de espessura de uma solução que contém um grama da substância oticamente ativa por ml. A medida é realizada em POLARÍMETRO. Reação de Fehling (Método químico) Se baseia na redução da solução alcalina de uso 4 em presença de tartarato de sódio e potássio. O sulfato de cobre em meio alcalino (solução de Fehling) é reduzido a óxido cuproso formando um precipitado vermelho. O ponto final da reação é indicado pelo azul de metileno que é reduzido à sua forma incolor por um excesso de açúcar redutor. 2 u 2+ Açúcar (agente redutor) u 2 O onsistem de dois monossacarídios unidos entre si por ligações glicosídicas e formados com eliminação de água. Os mais comuns na natureza são a maltose, a lactose e a sacarose. Maltose glicose + glicose Lactose glicose + galactose Sacarose glicose + frutose ereais Leite ana Beterraba A maltose (açúcar do malte e da cevada) ocorre na natureza nos grãos em germinação; Pode ser obtido através da hidrólise parcial do amido, sendo a glicose o produto final da hidrólise da maltose. Lactose: é o principal açúcar encontrado no leite (açúcar do leite). Não existe em vegetais e está limitado quase que exclusivamente às glândulas mamarias de animais lactantes. É o menos doce dos dissacarídios, aproximadamente 1/6 da doçura da sacarose. 4

5 Sacarose É o dissacarídio mais importante. A hidrólise da sacarose, catalisada por ácidos e por enzimas, fornece quantidades iguais de glicose e frutose. Provém somente dos vegetais e é encontrada no açúcar da cana, açúcar da beterraba e mel. om a mudança dos hábitos alimentares e a expansão de alimentos processados, a sacarose contribui com 30 a 40% do total de quilocalorias de carboidratos na dieta. Inversão da sacarose O açúcar invertido, na forma em que é comercializado, possui uma taxa de 60% de inversão e uma concentração em torno de 76 o Brix. É uma mistura, em solução concentrada de 40% de sacarose, 30% de glicose e 30% de frutose - quebra da ligação glicosídica, que une glicose e frutose - tratamento ácido a quente (ácido fosfórico). Grande vantagem em relação aos outros adoçantes, especialmente em relação a sacarose, quando esta é comercializada sob a forma de açúcar líquido. Forma química mais estável O 11 (sacarose) + 2 O (água) = 6 12 O 6 (glicose) O 6 (frutose) Aspectos nutricionais do açúcar invertido Devido a sua composição, os produtos à base de açúcar invertido têm sua assimilação mais rápida que a sacarose, que é função também do seu grau de inversão. Quanto mais alta for a taxa de inversão da sacarose, mais rápida será a assimilação da frutose e da glicose Reação de Escurecimento Promovem escurecimento dos alimentos e podem ser: Oxidativas ou enzimáticas não envolve carboidratos Não-oxidativas: caramelização e reação de Maillard. Reações de escurecimento não enzimático estão associadas com aquecimento e armazenamento de alimentos. Reação de caramelização É uma reação que ocorre entre açúcares redutores e não redutores quando aquecidos e a temperatura ultrapassa a temperatura de fusão dos açúcares. Envolve a degradação do açúcar na ausência de aminoácidos ou proteínas. Os açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao aquecimento moderado, mas em temperaturas acima de 120 o, formam-se diversos produtos de degradação de alto PM e escuros, denominados caramelos. Reação de caramelização aramelização: escurecimento resultante do aquecimento direto de carboidratos, particularmente açúcares e xaropes de açúcares. Se dá pela degradação de açúcares em ausência de aminoácidos ou proteínas e pode ocorrer tanto em meio ácido quanto em meio básico. Reações: hidrólise, degradação, eliminação e condensação. Formação de polímeros insaturados. 5

6 Reação de Maillard Reação de Maillard Reação desejável em café, cacau, carne cozida, pão, bolos, pois confere aroma e cor característicos. Reação indesejável em leite em pó, ovos e derivados desidratados. A reação ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos com produção de melanoidinas, polímeros insaturados, cuja cor varia de marrom claro até preto. A reação de Maillard compreende três fases: Inicial, Intermediária e Final. á também a formação de compostos voláteis responsáveis pelo cheiro característico do produto que, provêm de uma parte do processo denominada degradação de Strecker. Desencadeada por altas temperaturas, é conhecida como "escurecimento não-enzimático. aracterizada pela junção do grupo carbonila dos açúcares redutores com o grupo amínico das proteínas, de peptídios ou de aminoácidos. Etapas Ocorrem combinações; Rearranjos (arranjos de Armadori), que são a isomerização da aldosilamina; Formação da base de Schiff; Degradação de Strecker; Reações intermediárias (formação furfural ou o hidroximetilfurfural, este é polimerizado, originando as melanoidinas). As alterações ocorridas durante a reação de Maillard, reduzem a solubilidade e o valor nutritivo das proteínas. Oligossacarídeos São carboidratos que por hidrólise fornecem 2-10 unidades de monossacarídeos (ligados por ligações glicosídicas). Podem ser homogêneos ou heterogêneos omogêneos de glicose: celobiose, maltose, isomaltose (redutores reduzem íons de cobre e prata). Polissacarídios São polímeros de alto peso molecular (várias mol. Glicose), com estruturas complexa e variada. Fazem parte das estruturas de paredes celulares de plantas e algas marinhas (celulose, hemicelulose e pectina), e de animais (quitina, mucopolissacarídios); São reservas metabólicas de plantas (amido, dextranas, frutanas) e de animais (glicogênio), entre outras. Tipos omogêneos - resultantes da condensação de um grande número de moléculas de um mesmo açúcar (amido, celulose) eterogêneos - formados pela condensação de diferentes tipos de açúcares (gomas, mucilagens e pectinas). Os produtos resultantes são, em ambos os casos, macromoléculas lineares ou ramificadas. Geram monossacarídeos após hidrólise por ácidos ou enzimas específicas. 6

7 Solubilidade em água Os solúveis: gomas, mucilagens e pectinas; Insolúveis: componentes da estrutura celular dos vegetais, são representados pela celulose e algumas hemiceluloses. Polissacarídeos de bactérias Dextranas: polímeros ramificados de glicose, de alto peso molecular, elaborados por enzimas de bactérias. Gêneros: Leuconostoc, Lactobacillus e Streptococcus. Goma xantana: elaborada pela bactéria Xanthomonas campestris. adeia de glicose com ramificações de ácido glicurônico e manose. Polissacarídeos de algas Propriedades espessantes e geleificantes (indústria alimentícia e farmacêutica) Gêneros: Laminaria, Macrocystis e Fucus (Fucus vesiculosus). arragenanas: polímeros de galactose sulfatados (aplicação terapêutica e dietética). Polissacarídeos de vegetais superiores Ágar-ágar: Formam dispersão coloidal em meio aquoso e quente; Por resfriamento formam gel espesso não absorvível, não fermentável e atóxico. Utilizado como laxativo mecânico devido à capacidade de aumentar o volume e a hidratação do bolo fecal. Base para meios de cultura. Amido Principal forma de armazenamento de OS nos vegetais. omposto por amilose e amilopectina Amilose: cadeia linear Gli ligadas por ligação α (1 4) unidades. Amilopectina: cadeia ramificada (em intervalos de 15 a 30 resíduos de Gli) ligações α (1 4) e α (1 6). 7

8 aracterísticas do amido Grãos de amido não são solúveis em água fria. Temperatura: rompem lig. Intermoleculares, formam-se pontes de com 2 O gelatinização (grão de amido incha e forma soluções viscosas) Dextrinas: resultam da quebra parcial do amido. Se a hidrólise continua chega-se a maltose e depois Gli. Encontradas em baixa quantidade na farinha de trigo, arroz e amido. Retrogradação do amido Quando o amido gelatinizado é armazenado e resfriado, ele pode sofrer retrogradação. om o passar do tempo, as moléculas do amido vão perdendo energia, as lig. de hidrogênio tornam-se mais fortes e as cadeias começam a reassociar-se num estado mais ordenado. Formam-se simples e duplas hélices resultando zonas de junção entre as moléculas, formando áreas cristalinas. Retrogradação do amido omo a área cristalizada altera o índice de refração, o gel vai se tornando mais opaco à medida que a retrogradação se processa. A amilose que foi exudada dos grânulos inchados forma uma rede, por associação com as cadeias que rodeiam os grânulos gelatinizados. A viscosidade aumenta e às vezes pode ocorrer precipitação de cristais insolúveis de amido, levando a separação de fases. A forte interação das cadeias de amido entre si força a saída da água do sistema, sendo esta expulsão chamada de sinérese. É um fenômeno complexo e depende de muitos fatores como temperatura de armazenamento e tempo, p, fonte de amido, presença de componentes não amido (lipídios, eletrólitos e açúcares) e condições de processamento. A repetição de ciclos congelamento-degelo aceleram drasticamente a retrogradação e sinérese. A principal influência da retrogradação é na textura, aceitabilidade e digestibilidade dos alimentos que contém amido. Amido modificado É um ingrediente que dá cremosidade e corpo ao produto. Modificação: o amido em pó é dissolvido, e em seguida é seco até obter o tamanho de partícula desejado, para que posteriormente forneça uma melhor dissolução e obtenção da textura adequada. As técnicas e reagentes usados na manufatura, tanto dos amidos modificados alimentícios, como nos industriais, tem sido profundamente pesquisados e testados para melhorar sua funcionalidade. Propriedades e aplicações dos amidos fisicamente modificados Principais características: viscosidade a frio solubilidade a frio absorção de água a frio Principais aplicações: pudins sopas molhos cremes 8

9 Modificação química MALTODEXTRINAS Suspensão de Amido (30-40% p/p; p = 6,5; a ++ ; alfa-amilase) AMIDO (suspensão 35-40%) l, 2 SO 4 (0,5-3%) (40-60 ) Amido modificado vapor Gelatinização ; 5-10 min fluidez viscosidade solubilidade a quente capacidade de formação de filme estrutura granular claridade Principal aplicação = balas de goma Maltodextrinas são polímeros de glucose, produzidas por hidrólise enzimática parcial do amido. Liquefação (alfa-amilase; ; min) Inativação da Enzima (p 3,5; 5 min; ebulição Filtração Spray Drying Maltodextrina Propriedades e Aplicações PROPRIEDADES - baixa higroscopicidade - sabor suave - baixo poder adoçante - alta viscosidade (menor que a do amido) - poder de retardar o crescimento de cristais de gelo APLIAÇÕES - produtos com redução de calorias, como substitutos de gordura - bebidas lácteas - sucos - balas duras - encapsulador de aromas 9