Estudo Sobre As Substâncias Químicas Em Alimentos: Relato De
Atividade Interdisciplinar
Márcia de Lourdes Bezerra dos Santos 1, Anderson Moreira Sá 1, Cleomar
Porto Bezerra 2, Paulo Henrique Almeida da Hora 1, Cecília Ventura Alves 2,
Márcio Rennan Santos Tavares 1
1
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba – IFPB,
Coordenação de Licenciatura em Química,
Avenida Primeiro de Maio, 720, Jaguaribe, João Pessoa – PB
Email: [email protected]
2
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba
Coordenação de Ciências da Natureza, Matemáticas e Suas Tecnologias
1. Introdução
A compreensão da estrutura, funcionamento e importância das vitaminas em nossa
vida passa por um prévio conhecimento da sua composição química. Este projeto visa uma
integração entre as disciplinas Biologia e Química, no que diz respeito ao estudo dos alimentos
no dia-a-dia. Na disciplina Biologia, o professor apresenta todos os aspectos teóricos no que
diz respeito a este conteúdo, enquanto o professor de Química realiza experimentos no
laboratório, nos quais os alunos irão identificar, por meio de análises qualitativas e/ou
quantitativas, a presença e/ou quantidade de substâncias químicas presentes nos alimentos,
importantes para o desenvolvimento do metabolismo do ser humano.
2. Objetivo
Realizar uma integração entre as disciplinas Biologia e Química, de forma com que os
alunos façam menção entre teoria (Aulas de Biologia) e prática (Aulas de Química) de acordo
com Piaget (1976), de forma com que desperte um maior interesse dos alunos pelas
respectivas disciplinas, uma vez que se trata de uma proposta inovadora.
3. Recursos Necessários
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Quadro Magnético e Pincel Anatômico
Laboratório de Química
Vidrarias e Reagentes
4. Tempo Necessário
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•
Aulas Téoricas (Biologia): Conteúdo do 1° bimestre da 1ª série do ensino médio.
Aulas Práticas (Química): Aulas quinzenais durante todo o 1° bimestre.
5. Apresentação do Conteúdo
5.1. BIOLOGIA + QUÍMICA = BIOQUÍMICA
A bioquímica é uma ciência que estuda principalmente a química dos processos
biológicos que ocorrem em todos os seres vivos. Os brunos utilizam ferramentas e conceitos
da química, particularmente da química orgânica e físico-química, para a elucidação do sistema
vivo. É freqüentemente confundida com a biologia molecular, a genética e a biofísica, que são
áreas de estudo profundamente relacionadas com a bioquímica, mas distintas entre si. A
bioquímica é voltada principalmente para o estudo da estrutura e função de componentes
celulares como proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e outras biomoléculas.
Recentemente a bioquímica tem se focalizado mais especificamente na química das reações
enzimáticas e nas propriedades das proteínas. Algumas de suas pesquisas são exames de
sangue, células tronco e DNA. A bioquímica é a única ciência por si só que nasceu no século XX.
5.2. GLICÍDIOS
Os glicídios também conhecidos como açúcares, carboidratos ou hidratos de carbono, são
substâncias orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e
oxigênio. Quando se fala em açúcar lembramos imediatamente do sabor doce, mas nem todos
os glicídios são adocicados. Por isso, os cientistas preferem usar o termo glicídio em lugar de
açúcar, para evitarem mal entendidos.
Os glicídios constituem a principal fonte de energia para os seres vivos, estando presentes em
diversos tipos de alimentos. O mel, por exemplo, contém o glicídio glicose; da cana é extraída a
sacarose, muito utilizada em nosso dia-a-dia; o leite contém o açúcar lactose; e frutos
adocicados contêm frutose e glicose, entre outros tipos de glicídios.
5.2.1. Tipos de glicídios e suas funções:
– Os glicídios mais simples são os monossacarídeos que apresentam entre 3
e 7 carbonos na molécula e cuja fórmula geral é Cn(H2O)n . Nessa fórmula, n representa um
número entre 3 e 7.
Os nomes dos monossacarídeos são dados de acordo com o número de átomos de carbono na
molécula:
– 3 carbonos
– 4 carbonos
- 5 carbonos Ex. ribose, desoxirribose
– 6 carbonos Ex. frutose, galactose e frutose
– 7 carbonos
– são moléculas formadas pela união de dois monossacarídeos. A sacarose
(C12H22O11), o principal açúcar presente na cana-de-açúcar, é um dissacarídeo formado pela
união de uma molécula de glicose e uma de frutose. Outro exemplo, é a lactose, o açúcar do
leite, constituído pela união de glicose e galactose; maltose, glicose + glicose.
– são formados pela ligação entre centenas ou mesmo milhares de
monossacarídeos.
– é uma substância característica das plantas e das algas. Suas moléculas são formadas
pela reunião de milhares de moléculas de glicose. Em momento de abundância de moléculas
de glicose as plantas fabricam amido.. Em momentos de necessidade, o amido é quebrado,
transformando-o em glicose usado como fonte de energia e de matéria – prima para as
células.
Os animais fabricam o polissacarídeo glicogênio, cuja função é semelhante à do amido para as
plantas. Depois de uma refeição rica em glicídios, as células de nosso fígado absorvem
moléculas de glicose do sangue, unindo-as para formar moléculas de glicogênio, bastante
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semelhantes
às
moléculas
de
amido.
Quando a taxa de glicose no sangue reduz, nos períodos entre as refeições, as células do fígado
quebram o glicogênio, convertendo-o em moléculas de glicose. Estas são lançadas no sangue e
chegam a todas as células do corpo. O glicogênio armazenado no fígado, portanto, representa
uma forma de guardar energia para os momentos de necessidade.
-Encontrada principalmente nas plantas, onde participa da constituição da parede
celular.
Suas cadeia são formadas por vários açúcares com grupos amina (NH2 ). Ocorre na
parede celular dos fungos e no exoesqueleto de artrópodes, como insetos, aranhas e
crustáceos.
A quitina e a celulose são polissacarídeos estruturais de difícil digestão.
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–
5.3. LIPÍDIOS
Os lipídios são compostos com estrutura molecular variada, apresentando diversas
funções orgânicas: reserva energética (fonte de energia para os animais hibernantes), isolante
térmico (mamíferos), além de colaborar na composição da membrana plasmática das células
(os fosfolipídios).
São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes polares e a
solubilidade em solventes orgânicos (apolares), apresentando natureza hidrofóbica, ou seja,
aversão à molécula de água.
Essa característica é de fundamental importância, mesmo o organismo possuindo
considerável concentração hídrica. Isso porque a insolubilidade permite uma interface mantida
entre o meio intra e extracelular.
Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias insaturadas) e gorduras
(substâncias saturadas), encontrados nos alimentos, tanto de origem vegetal quanto animal,
por exemplo: nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus derivados e
também na gema de ovo.
Em geral, todos os seres vivos são capazes de sintetizar lipídios, no entanto algumas
classes só podem ser sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos
ácidos graxos essenciais.
A formação molecular mais comum dos lipídeos, constituindo os alimentos é
estabelecida através do arranjo pela união de um glicerol (álcool) ligada a três cadeias
carbônicas longas de ácido graxo.
Dentre os lipídeos, recebem destaque os fosfolipídios, os glicerídeos, os esteróides e
os
cerídeos.
C
classificados como lipídios simples, são encontrados na cera produzida pelas
abelhas (construção da colméia), na superfície das folhas (cera de carnaúba) e dos frutos (a
manga).
Exerce
função
de
impermeabilização
e
proteção.
moléculas anfipáticas, isto é, possui uma região polar (cabeça hidrofílica), tendo
afinidade por água, e outra região apolar (calda hidrofóbica), que repele a água.
podem ser sólidos (gorduras) ou líquidos (óleos) à temperatura ambiente.
formados por longas cadeias carbônicas dispostas em quatro anéis ligados entre
si. São amplamente distribuídos nos organismos vivos constituindo os hormônios sexuais, a
vitamina D e os esteróis (colesterol).
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5.4. PROTEÍNAS
As
são compostos orgânicos de estrutura complexa e massa molecular
elevada (de 5.000 a 1.000.000 ou mais unidades de massa atômica), sintetizadas pelos
organismos vivos através da condensação de um grande número de moléculas de alfaP
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aminoácidos, através de ligações denominadas ligações peptídicas. Uma proteína é um
conjunto de 100 ou mais aminoácidos, sendo os conjuntos menores denominados
Polipeptídeos. Em comparação, designa-se
qualquer composto azotado que contém
aminoácidos, peptídios e proteínas (pode conter outros componentes). Uma grande parte das
proteínas são completamente sintetizadas no citosol das células pela tradução do RNA
enquanto as proteínas destinadas à membrana citoplasmática, lisossomas e as proteínas de
secreção possuem um sinal que é reconhecido pela membrana do reticulo endoplasmático
onde terminam sua síntese.
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5.5. AMINOÁCIDOS
São compostos quaternários de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio
(N) - também chamado de azoto em Portugal. A estrutura geral dos aminoácidos envolve um
e um
, ambos ligados ao carbono α (o primeiro depois do grupo
, que é
carboxila). O carbono α também é ligado a um hidrogênio e a uma
representada pela letra R. O grupo R determina a identidade de um aminoácido específico. A
formula bidimensional mostrada aqui pode transmitir somente parte da estrutura comum dos
aminoácidos, porque uma das propriedades mais importantes de tais compostos é a forma
tridimensional, ou
.
Existem 300 tipos de aminoácidos, porém somente 20 são utilizados no organismo
humano, sendo denominados aminoácidos primários ou padrão; apenas esses podem ser
sintetizados pelo DNA humano. Desses 20, oito são ditos essenciais: o organismo humano não
é capaz de produzi-los, e por isso é necessária a sua ingestão através dos alimentos para evitar
sua deficiência no organismo. Uma cadeia de aminoácidos denomina-se de "peptídeo", estas
podem possuir dois aminoácidos (dipeptídeos), três aminoácidos (tripeptídeos), quatro
é
aminoácidos (tetrapeptídeos), ou muitos aminoácidos (polipeptídeos). O termo
dado quando na composição do polipeptídeo entram centenas ou milhares de aminoácidos.
As ligações entre aminoácidos denominam-se ligações peptídicas e estabelecem-se
entre o grupo amina de um aminoácido e o grupo carboxilo de outro aminoácido, com a perda
de uma molécula de água.
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6. Desenvolvimento da Atividade
As atividades experimentais serão desenvolvidas á medida que o conteúdo teórico for
avançando, logo, ambas serão sincronizadas, a fim de que os alunos tenham um
aprofundamento sobre o conteúdo através da prática.
O “tema foco” a ser trabalhado na disciplina biologia é todo o assunto de Citologia,
conteúdo este trabalhado durante todo o 1° bimestre da 1ª série do Ensino Médio, envolvendo
diversos conceitos sobre a estrutura química dos componentes vivos. Tal conteúdo foi
escolhido porque se trata de um tema que serve de base para todo o estudo da biologia, seja
nesta série ou nas seguintes, pois se trata de um conhecimento elementar que o aluno deve
ter certo domínio para um aprendizado mais significativo da disciplina como um todo, além
disso, tal procedimento acaba por criar uma “identidade” entre o aluno e a disciplina, fazendo
com que esta não seja mais vista como aquele “bicho de sete-cabeças”
Na disciplina química os temas trabalhados serão inúmeros, mas certa relevância será
dada aos conteúdos: reações químicas, reatividade, funções orgânicas, química no cotidiano,
química na vida humana, conceitos de ácido-base e funções inorgânicas, uma vez que também
se tratam de conteúdos de suma importância para que o aluno tenha uma visão e
aprendizagem mais significativa da disciplina como um todo, além de, é claro, criar um “elo”
com a própria disciplina, fator relevado por proposta de interdisciplinaridade.
7. Critério de Avaliação
O processo de avaliação se dará por meio de atividades onde os alunos também irão
descrever o que aprenderam de forma com que todas as dúvidas existentes sejam tiradas
entre eles, com o auxílio do professor. Além disso, após cada prática deve ser requisitado um
relatório sobre o procedimento experimental. Posteriormente, uma prova deve ser aplicada
para uma avaliação complementar.
8. Resultados Obtidos
Os dados a cerca dos resultados obtidos ainda estão sendo levantados e, certamente,
tal levantamento será concluído a tempo de ser apresentado no congresso, entretanto foi
perceptível entre os professores participantes, tanto de química, biologia e educação, que
houve um melhor interesse dos alunos sobre os estudos, sendo a química, uma das disciplinas
mais temidas, encarada como uma disciplina como qualquer outra. Mas nossa avaliação a
cerca da atividade não cabe a observações e sim a certeza do bom aprendizado dos alunos.
9. Conclusões
Ao término do bimestre, espera-se que o aluno tenha um aprofundamento sobre os
conteúdos trabalhados, além disso, uma identificação pelas disciplinas, o que servirá de
motivação para seus estudos durante todo o ensino médio. Tal atividade possibilitará também
uma iniciação para a formação de um futuro profissional, seja na área de Biologia ou Química
10. Referências Bibliográficas
ALLINGER, N.L. Química Orgânica. Traduzido Por: Ricardo de Alencastro. 2ª Edição. Rio de
Janeiro: Guanabara Dois. 1978.
FELTRE, R.. Química Orgânica. 6ª Ed. São Paulo: Moderna,2004. Volume 3.
LOPES, S.. Bio. 1ª Ed. São Paulo: Saraiva, 2001. Único.
PIAGET, J.; A Equilibração das Estruturas Cognitivas. Problema central do desenvolvimento.
Trad. Álvaro Cabral. Rio de Janeiro: Zahar, 1976.