Carboidratos

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


• 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


• 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


Ácidos aldônicos (Cl2, Br2)• Resultam da oxidação branda das aldoses

Ácidos sacáricos (HNO3)• Resultam da oxidação enérgica das aldoses


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


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.


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


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


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)


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 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.

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