UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA
ENGENHARIA DE ALIMENTOS
DISCIPLINA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS
Carboidratos
Profa. Valéria Terra Crexi
1- Amido
Constituído por uma mistura de polissacarídeos:
Amilose e Amilopectina
# Amilose
Cadeia linear de unidades de glicose unidas por ligações
glicosídicas α 1,4.
Pode conter de 350 a 1000 unidade de glicose em sua
estrutura.
Amilose
Apresenta estrutura helicoidal, α helice, formadas por pontes de
hidrogênio entre os radicais hidroxilas das moléculas de glicose.
Esta estrutura acomoda átomos de iodo, formando compostos de
inclusão de cor azul intensa.
# Amilopectina
Apresenta uma estrutura ramificada
Constituída por cadeias lineares de 20 a 25 unidades de
glicose unidas em α 1,4
Essas cadeias estão unidas entre si, através de ligações
glicosídicas
α 1,6
A amilopectina é constituída por 10 a 500 mil de unidades de glicose e
apresenta uma estrutura esférica.
Amilopectina
Grânulo do amido
De todos os polissacarídeos, o amido é
o único presente nos tecidos vegetais
em unidades individuais pequenas
denominadas de GRÂNULOS
A mistura de moléculas lineares (amilose) e ramificadas
(amilopectina) estão associadas em paralelo, existem associações entre as
cadeias lineares e ramificadas , e elas são mantidas juntas por pontes de
hidrogênio, resultando em regiões CRISTALINAS OU MICELAS.
Sob luz polarizada os grãos são BIORREFRINGENTES, que é um
indicativo do arranjo cristalino
1.2 GELATINIZAÇÃO DO AMIDO
Aquecimento do amido na presença de água
Moléculas do amido começam a vibrar mais intensamente,
quebram-se as pontes de hidrogênio intermoleculares, permitindo
que a água penetre nas micelas (zonas cristalinas)
Aquecimento contínuo na presença de uma quantidade
abundante de água resulta em perda total das zonas cristalinas
Biorrefringência desaparece e o amido se
torna transparente
Ponto de gelatinização ou temperatura de gelatinização
Temperatura na qual a biorrefringência desaparece
Durante a gelatinização, o grão incha
muito, e a viscosidade da suspensão
aumenta,formando uma pasta.
Posterior aquecimento, além da
temperatura de gelatinização quando
a viscosidade é máxima, resulta em
degradação da estrutura do amido
A viscosidade da pasta decorre da alta resistência ao fluxo de água por
parte dos grânulos inchados, que agora ocupam quase que todo o volume
da dispersão.
Esses grânulos inchados podem ser facilmente quebrados e desintegrados
pela moagem ou agitação da pasta e, neste caso, a viscosidade diminuirá.
A medida que o amido gelatiniza, aumenta sua suscetibilidade
ao ataque por amilases.
Quando a pasta de amido é resfriada, a viscosidade vai
aumentar com o decréscimo de temperatura, pontes de
hidrogênio intermoleculares serão formadas e será formado
o gel.
Grânulo
do amido
A 70°C, os grânulos de amido tornam-se
excessivamente inchados; cerca de 70% dos
grânulos são rompidos (Figura 3a). Esta
temperatura pode ser considerada como a
temperatura de gelatinização do amido de milho.
A temperaturas superiores a 75°C, a observação
deste material sob luz polarizada mostra a
ausência de birrefringência (Figura 3b), resultante
da perda da ordenação molecular previamente
existente.
1.3 RETROGRADAÇÃO DO AMIDO
Ocorre a reaproximação das moléculas
Redução da temperatura durante resfriamento do gel,
com formação de pontes de hidrogênio
intermoleculares e com consequente formação das
zonas cristalinas
SINÉRESE - Expulsão da água existente entre as moléculas
Redução do volume e aumento da firmeza do gel
Adição de tensoativos ou de lipídios neutros dificulta a associação entre
as moléculas de amilose porque esses compostos se associam com as
amiloses.
Os efeitos da retrogradação podem ser parcialmente revertidos pelo
aquecimento.
A energia térmica e a movimentação das moléculas de amido
restauram o estado amorfo, estrutura aberta que confere uma textura
macia.
1.4 FATORES QUE AFETAM O GEL DE AMIDO
a) Atividade de água
Influenciada por sais, açúcares e outros agentes capazes de ligar
fortemente a água
Competem pela água que iria se ligar ao amido
Redução da gelatinização do amido
b) Lipídios e alguns emulsificantes
Gorduras se complexam com a amilose retardam a absorção
de água pelos grãos
Emulsificantes
Aumento da temperatura de gelatinização, redução da
temperatura de formação do gel e redução da força do gel de
amidos
1.4 FATORES QUE AFETAM O GEL DE AMIDO
Emulsificantes
Aumento da temperatura de gelatinização, redução da
temperatura de formação do gel e redução da força do gel de
amidos
Esses compostos formam complexos de inclusão
com a amilose helicoidal e resistem à entrada de água no grânulo, mas
por outro lado dificultam a retrogradação.
2. GLICOGÊNIO
O glicogênio é outro polissacarídeo muito importante é
encontrado nas células animais em forma de grãos ou
grânulos.
OH
OH
O
HO
HO
H OH
OH
O
HO
O
OH
O
O
H OH
O
OH
H
OH
O
HO
O
HO
H O
OH
O
HO
OH
OH
H
O
H
OH
OH
HO
2. GLICOGÊNIO
Polissacarídeo
que
ocorre
somente
nos
animais,
é
armazenado no fígado ( 2- 8% do total) e no músculo em baixas
concentrações (0,5 – 1%)
É hidrolisado à glicose, a qual por sua vez, é utilizada como
fonte de energia imediata para a contração no músculo ou então para a
manutenção da concentração de glicose sanguínea no fígado.
3. CELULOSE
Principal constituinte da parede celular de vegetais superiores
A celulose, é formada por
β-glicose também unidas por
ligações do tipo 1-4, o que lhes confere estrutura tridimensional e
propriedades físicas diferentes.
OH
OH
O
OH
O
HO
HO
O
O
HO
OH
H
OH
O
O
HO
OH
H
Celulose
O
HO
OH
H
OH
OH
H
3. CELULOSE
A celulose apresenta as unidades monossacarídicas a 180° em
relação às vizinhas, o que lhe confere um rede estabilizadora de
pontes de hidrogênio
Formando regiões de ordem cristalina elevada,
contribuindo para insolubilidade e pouca
reatividade da celulose
4. PECTINAS
São polímeros compostos principalmente por unidades
de α-D- ácidos galacturônicos ligados por ligações glicosídicas α1,4, encontrados na lamela média das células vegetais
O grupo de substâncias pécticas abrange substâncias com diferentes
propriedades e difíceis de serem separadas umas das outras.
O aspecto que as diferencia é o seu grau de
metoxilação – grupos metilas esterificados ao
grupo carboxílico da molécula
Grupo de substâncias pécticas
PROTOPECTINA,
ÁCIDOS PÉCTICOS ,
ÁCIDOS PECTÍNICOS
a) Protopectina
É uma substância péctica encontrada em frutas e vegetais não
maduros (verdes).
Insolúvel em água e confere às frutas e vegetais não maduros uma
textura rígida
b) Ácidos pécticos
Os ácidos pécticos não possuem metoxilas e são solúveis em água.
A atuação intensa da enzima pectina metil esterase sobre a protopectina
leva à formação dos ácidos pécticos.
pectina metil esterase
PROTOPECTINA
ÁCIDOS PÉCTICOS
Os ácidos pectínicos são metoxilados e, dependendo do grau de
metoxilação, formam soluções coloidais ou são solúveis em água.
São obtidos a partir da protopectina por ação das enzimas protopectinase e
pectina metil esterase.
protopectinase
PROTOPECTINA
ÁCIDOS PECTÍNICOS
pectina metil esterase
# Estas enzimas contribuem para o desenvolvimento da textura adequada em
frutos e vegetais durante a maturação
Durante a maturação de frutos e vegetais, o teor de protopectina diminui e o de
pectina aumenta, diminuindo consequentemente a firmeza dos frutos e vegetais.
A pectina, ácidos pectínicos com número de metoxilas e grau de
metoxilação variáveis é capaz de formar géis na presença de sacarose em meio
ácido.
Formação de Géis
Essa propriedade da pectina é muito utilizada em alimentos
para a produção de geléias e doces de frutas.
Estrutura
Alguns dos grupos carboxila da pectina estão metilados, alguns estão na
foram livre
Classificação em função do grau de metoxilação:
Pectinas com GM > 50% - pectinas com alto teor de metoxilas (ATM)
Pectinas com GM< 50% - pectinas com baixo teor de metoxilas (BTM)
Mecanismos de Gelificação
PECTINA ATM
pH ajustado a 2,8 -3,5 , Açúcar , Resfriamento
FORMAÇÃO DO GEL
A medida que o pH da solução diminui, os grupos carboxílicos altamente
hidratados e carregados são convertidos em grupos não carregados e levemente
hidratados .
Como resultado da perda de algumas de suas cargas e hidratação, as
moléculas poliméricas podem então associar-se, em porções ao longo de seu
comprimento, formando junções e uma rede de cadeias poliméricas que aprisionam
a solução aquosa.
Açúcar
Favorece a formação das zonas de junção
Concentração (65%, pelo menos 55%)
Compete com as moléculas de pectina pelas moléculas de
água, reduzindo a hidratação das cadeias e permitindo que elas
interajam umas com as outras.
Quanto maior o grau de metoxilas de uma pectina , maior é a
temperatura na qual ela forma gel, sendo formado mais rapidamente ( o
gel se forma no resfriamento).
PECTINA BTM
Podem formar géis estáveis, na ausência de açúcares, mas requerem
a presença de íons bivalentes, como cálcio, o qual provoca a formação de
ligações cruzadas entre as moléculas.
Esse tipo de gel é adequado em produtos de baixa caloria ou dietéticos sem
açúcar.
Tabela 1: Efeitos do grau de metoxilação da pectina na formação do gel
Grau de
metoxilação (%)
pH
Açúcar
(%)
Íon
bivalente
Formação
do gel
Maior que 70
2,8-3,5
65
Não
Rápida
50 -70
2,8-3,5
65
Não
Lenta
Menor que 50
(BTM)
2,5-6,5
Nenhum
Sim
Rápida