carboidratos
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Carbohidratos/”açúcares”Hidratos de carbono/glícides (ídeos)
C6H12O6 ou 6C + 6H2O
• Constituem principal fonte de energia na dieta humana• Nos países desenvolvidos representam cerca de 50% das calorias da dieta, sendo este número maior nos países em desenvolvimento por se tratar de alimento de baixo custo• De certo modo, poderíamos dizer que o consumo de hidratos de carbono está inversamente relacionado com o grau de desenvolvimento.
Carbohidratos• De todos os grupos de substâncias
orgânicas, são os carbohidratos que ocorrem na natureza em maior quantidade
• São de grande importância, neste grupo, o amido e alguns outros hidratos de carbono de baixo peso molecular
• Sacarose, largamente usada como edulcorante (adoçante) e conservante
• Um grama de carbohidrato contribui com 4,1 kcal.
Classificação dos carbohidratos
1. Monossacarídeos: glicose, galactose, manose, frutose, etc.
2. Oligossacarídeos (dissacarídeos: sacarose, maltose, lactose, etc.)
4. Polissacarídeos: amido, dextrinas, glicogênio, celulose, pectinas, gomas, etc.
Carbohidratos• A celulose não é digerida por humanos,
consequentemente, não é aproveitada (não energética!)
• Um outro polissacarídeo comum presente na dieta humana é a pectina porém sem importância como fonte de energia
• A ribose é um monossacarídeo importante nos processos bioquímicos, mas não como fornecedora de energia
Mecanismo de digestão e absorção de carbohidratos
Polissacarídeos Dissacarídeos Monossacarídeos
Amido solúvel
Maltose
Galactose
Frutose
Glicose
HexoseFosfato
ATP
I/Fi
GLI
• Os monossacarídeos glicose, galactose e frutose são absorvidos pela parede intestinal sem se alterarem.
• Caem na corrente sanguínea e são transformados em hexose-fosfato
• A amilase da saliva solubiliza o amido liberando moléculas de maltose
• No intestino, a amilase pancreática hidroliza o amido solúvel, as dextrinas e o glicogênio até maltose
Mecanismo de digestão e absorção de carbohidratos
• No caso de dissacarídeos (sacarose, maltose, etc.) as enzimas respectivas os hidrolizam a monossacarídeos
• Os monossacarídeos são absorvidos, caem na corrente sanguínea onde são transformados em hexose-fosfato e então utilizados nos mecanismos metabólicos
Mecanismo de digestão e absorção de carbohidratos
• As propriedades dos polissacarídeos afastam-se muito das de outros grupos (mono e dissacarídeos).
• Entre as diferenças são características a pouca solubilidade em água e o fato de não possuírem poder adoçante
• As propriedades de oligo (di) e monossacarí- deos são idênticas (solubilidade, paladar e propriedades químicas)
Propriedades dos carbohidratos
• Propriedades químicas dos oligo, dos di e dos monossacarídeos são semelhantes
Carbohidratos
Nome Descoberta PF
oC
20
[ ] D
Água
Reação de Fehling
Poder adoçante
Mono Glicose
Frutose
1802
1847
146
103
+52,8
-92
+
+
0,5
1,3
Di Sacarose
Lactose
1747
1615
186
200
+ 66,5
+ 55,3
negativa
+
1,0
0,2
Monossacarídeos
• Estrutura, classificação e nomenclatura
Segundo o agrupamento funcional:
- aldoses
- cetoses
Segundo o número de átomos de carbono:
- Trioses - pentoses
- Tetroses - hexoses, etc...
• Relacionamento dos monossacarídeos com o aldeído glicérico (D e L)
Monossacarídeos
• Esta conformação espacial, relacionada com a atividade ótica, foi confirmada por estudos de difração de raios x.
• Teoricamente, todos os açúcares poderiam derivar do aldeído glicérico
• Para manter um ponto de referência estrutural foram conservadas as letras D e L apenas para informar a série a que pertence o açúcar
• A rotação ótica é dada pelos sinais + e – respectivamente, destrógiro e levógiro
Monossacarídeos
Mutarrotação• Muitos pares de anômeros já foram isolados na forma
cristalina. Diferenciam-se bem pelo poder rotatório específico
• Na forma sólida são ambas estáveis, mas em solução deslocam-se uma na outra até alcançar um equilíbrio constante.
• Deste modo a forma alfa, dissolvida em água, começa a baixar o poder rotatório
• Já a forma beta aumenta!• Este fenômeno é chamado de mutarrotação e pode ser
acelerado pela adição de íons H+ ou OH-
• Os monossacarídeos são incolores e inodoros• Polares, dissolvem-se em água e álcool• A solubilidade diminui com o acréscimo da cadeia• São ainda solúveis em piridina, tetrahidrofurano,
dioxano, dimetilformamida, etc.• São praticamente insolúveis em éter, clorofórmio e
benzeno• O ponto de fusão de muitos açúcares dá-se com
decomposição o que conduz a resultados não muito precisos
Propriedades físicas
• Uma constante característica para os açúcares é o poder rotatório específico
• Ainda de grande importância é a análise cromatográfica de açúcares (papel, camada fina, gás-líquido, etc.)
• Poder adoçante para monossacarídeos e dissacarídeos.
• Reologia para os polissacarídeos
Propriedades físicas
Redução• As aldoses dão apenas um produto de redução.
Já as cetoses dão dois
• Glicose Sorbitol Frutose Manitol Manose
• O sorbitol e outros açúcares-álcoois ocorrem com frequência na natureza
Propriedades químicas
Oxidação
• As aldoses e as cetoses, quando submetidas à oxidação, comportam-se de modo idêntico aos aldeídos e cetonas
• As aldoses são facilmente oxidadas sem haver quebra de cadeia
• Já as cetoses precisam de condições mais enérgicas e ao se oxidarem, apresentam rompimento de cadeia
Propriedades químicas
Ácidos aldônicos (Cl2, Br2)• Resultam da oxidação branda das aldoses
Ácidos sacáricos (HNO3)• Resultam da oxidação enérgica das aldoses
Propriedades químicas
Ácidos urônicos (oxidação biológica)• Estes ácidos apresentam -COOH apenas na
posição final da cadeia oxidada (C6 nas hexoses)
• Por esta razão continuam dando as reações típicas de açúcares pois o grupamento aldeído (ou cetona, nas cetoses) continua livre
Propriedades químicas
Ácidos urônicos• Estes ácidos são importantes pois ocorrem com
frequência em produtos vegetais e animais• Os mais importantes são:Glucurônico (desintoxicação, urina). Ocorre em
produtos vegetais e em certas glicoproteínasGalacturônico em várias gomas e mucilagens
(base da estrutura da pectina) Manurônico (ácido algínico) alginatos, etc.
Propriedades químicas
Ação de alcalis• A ação de bases fracas provoca isomerização
parcial da glicose em frutose e manose• Trata-se de uma reação de equilíbrio que se
processa por uma forma enodiólica
• As duas aldoses diferenciam-se pela posição das hidroxilas em C2
• Estes dois compostos são chamados epímeros e o fenômeno chama-se apimerização
Propriedades químicas
Oxidação de açúcares em meio alcalino• Os açucares, quando em meio alcalino, sofrem
enolização• A forma enodiólica é fortemente reativa e
facilmente reduz algumas substâncias oxidantes tais como: Ag+, Hg2, Bi3+, Cu2+
• Nestas reações os açúcares são oxidados a uma mistura de ácidos orgânicos e derivados
• Esta propriedade redutora dos açúcares em meio alcalino tem sido explorada para determiná-los qualitativa e quantitativamente
Propriedades químicas
Oxidação de açúcares em meio alcalino
• A mais importante destas reações é a que involve a reação do Cu2+ em meio alcalino-tartárico (reação de Fehling)
Propriedades químicas
Ação dos ácidos sobre os açúcares
• Os monossacarídeos são, em geral, bem estáveis em meio ácido
• Os oligo e os polissacarídeos hidrolizam-se facilmente em meio ácido a quente
• Aumentando a concentração do ácido e a temperatura, os monossacarídeos podem sofrer decomposição
• Pentoses: sofrem desidratação dando furfural• Hexoses: sofrem desidratação dando HMF
Propriedades químicas
Propriedades químicas Ação dos ácidos sobre os açúcares
• Hidroximetil-furfural (HMF) – Importância em qualidade de bebidas fermento-destiladas
• Hidroximetilfurfural (HMF) - análise de acúcares• A maioria das reações coradas para açúcares é
baseada nesta propriedade– Reação com Fenol, Nafto-Resorcinol, Floroglucinol, a-
naftol, Resorcinol, etc.