Análise Bromatológicas

1. CARBOIDRATOS Análise Bromatológicas Profa. Ionara F. R. Vieira

2. Introdução • São macronutrientes cujos maiores representantes pertencem ao reino vegetal, seja na forma de carboidrato complexo (amido e/ou celulose) ou na forma de açúcar (dissacarídeos) como a sacarose, além da glicose e da frutose, os monossacarídeos mais comuns da dieta. • A fórmula geral é (CH2O)n

3. Introdução • Suas funções principais nos seres vivos são: • energética (oxidação de glicose) • reserva alimentar (amido e glicogênio) • estrutural (celulose e quitina) • genética (pentoses fazem parte do DNA e RNA) • Fonte primária de energia para o organismo - liberação de energia química para a formação de ATP

4. Monossacarídeos Tabela 1. Fontes e papel nutricional dos principais monossacarídeos

5. Classificação: aldoses e cetoses. • Propriedades: açúcares são geralmente sólidos cristalinos, incolores e têm sabor doce. • São facilmente solúveis em água, e suas soluções são opticamente ativas.

7. Oligossacarídeo • São polímeros compostos de resíduos de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas, em número que variam de duas até, aproximadamente, dez unidades. • Entre os oligossacarídeos, os mais importantes são os dissacarídeos, e entre eles encontram-se a maltose, a celobiose, a lactose e a sacarose, sendo que apenas os dois últimos são encontrados livres na natureza; a maltose e a celobiose são obtidas por hidrólise do amido e celulose, respectivamente.

8. Oligossacarídeo Formação da ligação glicosídica entre um carbono anomérico α e o grupo hidroxila na posição 4, formando uma ligação α-1,4.

9. Dissacarídeos redutores MALTOSE: • É formada quando 2 moléculas de glicose unidas por ligação alfa. • Elemento básico da estrutura do amido, podendo ser obtida por hidrólise ácida ou enzimática. • É hidrolisada pela maltase.

10. Dissacarídeos redutores LACTOSE: • Açúcar comum do leite • Hidrolisada por -galactosidase - ligação glicosídica em posição  • É o menos doce dos dissacarídeos, aproximadamente 1/6 da doçura da sacarose

11. Dissacarídeos não redutores SACAROSE: • Açúcar de cana ou açúcar de beterraba - fotossíntese • Dissacarídeo mais importante • O grupo aldeído da glicose e o cetona da frutose estão envolvidos na ligação glicosídica, por isto a sacarose não é redutora. • Hidrolisada por -glucosidade e invertase: ligação glicosídica é -D-glucose - -D-frutose

12. INVERSÃO DA SACAROSE: • A sacarose é hidrolisada por ácidos diluídos ou enzimas, resultando na reação do “açúcar invertido”. • Vantagens: O xarope de açúcar invertido reúne: a elevada solubilidade da frutose à difícil cristalização da glicose, aumentando seu poder edulcorante (cabor doce) e diminuindo os riscos de cristalização (vasto uso na indústria alimentícia).

13. Polissacarídeos • Macromoléculas naturais ocorrendo em quase todos os organismos vivos • Condensação de muitas unidades de monossacarídeos, unidas entre si por ligações glicosídicas Funções: • Estrutura das paredes celulares de plantas superiores (celulose, hemicelulose, pectina) ou de animais (quitina, mucopolissacarídeos) • Reservas metabólicas de plantas (amidos, dextranas) e de animais (glicogênio) • Protetoras de plantas, devido à sua capacidade de reter grandes quantidades de água.

14. Amido • A mais importante reserva de nutrição de todas as plantas • Estrutura do amido: amilose e amilopetina • Variação de acordo com as espécies vegetais e grau de maturação • Influenciam a viscosidade e o poder de formação de gel

15. Amido • Amilose: • Corresponde de 15 a 20% da molécula de amido • Macromolécula constituída de 250 a 300 resíduos de D-glicose, ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, que conferem a molécula uma estrutura helicoidal.

16. Amido • Amilopectina: • Macromolécula, menos hidrossolúvel que a amilose, constituída de aproximadamente 1400 resíduos de α-glicose ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, ocorrendo também ligações α-1,6. A amilopectina constitui, aproximadamente, 80% dos polissacarídeos existentes no grão de amido

17. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO

18. Método por diferença Normalmente para a composição centesimal dos alimentos os carboidratos são analisados por diferença (NIFEXT): Carboidrato total = 100 - (proteína + umidade + cinzas + gordura) Ou Carboidrato = 100 - (proteína + umidade + cinzas + gordura + fibras) Carboidratos complexos = carboidrato total - açúcares – fibras Problema - incorporação de erros das outras determinações

19. Preparo da amostra • preparo da amostra: - sólida – moagem - Remoção de lipídeos e clorofila (geralmente removidos por extração com éter de petróleo). - Clarificação: Uso de agentes clarificantes (metais pesados), cuja função é de precipitar as substâncias que irão interferir na análise do açúcar como pigmentos solúveis, aminoácidos e proteínas, lipídeos, compostos fenólicos. Elimina a turbidez (proteína e amido solúvel), que afetam polarimetria e titulação. Agentes clarificantes: solução de acetato de chumbo, ácido fosfotungístico e ácido tricloroacético, ferricianeto de potássio e sulfato de zinco.

20. Métodos Quantitativos 1. Métodos Cuprimétricos • Oxidação de açúcares redutores por soluções alcalinas quente de Cu +2. • O açúcar degrada e reduz o Cu+2 (aq) em Cu2O (s). • Métodos gravimétricos ou volumetricos.

21. Reação cuprimétrica com açúcares

22. 1.1. Método Lane-Eynon (método cuprimétrico) Método Volumétrico Açúcar redutor + reagente de Fehling A (sulfato de cobre) + Reagente de Fehling B ( tartarato duplo de Na+ e K+ / hidróxido de sódio (COR AZUL) Titulação à quente, usando azul de metileno como indicador Formação do precipitado de Cu2O (cor vermelho tijolo) Determinação dos açúcares redutores Inversão da sacarose + mesma reação Titulação Determinação dos açúcares totais = Redutores e não redutores

23. 1.2. Método Munson-Walker (método cuprimétrico) Açúcar redutor + reagente de Fehling A (sulfato de cobre) + Reagente de Fehling B ( tartarato duplo de Na+ e K+ / hidróxido de sódio  em EXCESSO Método gravimétrico O precipitado de Cu2O é filtrado em cadinho de porcelana poroso Formação de um precipitado: O açúcar degrada e reduz o Cu+2 formando Cu2O  Secagem e pesagem do precipitado Uso de tabela que relacionam o peso de Cu2O com a quantidade de açúcar

24. 1.3 Método Somogyi(método cuprimétrico) Para pequenas quantidades de açúcar – microtitulação Açúcar redutor + reagente de Fehling A + Fehling B em EXCESSO O açúcar degrada e reduz o Cu+2 formando Cu2O . O Cu+2em excesso é oxidado por KI em excesso formando I2 Titula-se o excesso de iodo com Na2S2O4.

25. 2 – Método do ferrocianeto alcalino • Foi desenvolvido para determinação de açúcares em sangue (1923) e modificado para alimentos (1929). • Redução do ferrocianeto por açúcar redutor. Pode titular diretamente usando azul de metileno (indicador) • Ou o excesso de iodo é titulado com tiossulfato. 2K3Fe(CN)6 + 2KI  2K4Fe(CN)6 + I2 Fe+3 Fe+2

26. 3- Métodos iodométricos • Específico para aldoses, as cetoses não são oxidadas. • A amostra dissolvidas é tratada com excesso de I2 e este titulado com solução de tiossulfato. RCHO + I2 + 3NaOH  RCOONa + 2NaI + 2H2O

27. 4- Métodos cromatográficos Açúcares determinados individualmente: separação dos diversos tipos. Podem isolar, fracionar, identificar e determinar quantativamente. a) Cromatografia de papel e camada delgada: Servem para isolar e identificar. De papel: não dá boa resolução e é demorado. Camada delgada – tempo de corrida é menor, melhor resolução. Limitados para identificação quantitativa (vários passos). b) Cromatografia gasosa: Separação, identificação e determinação de açúcares. Carboidratos são pouco voláteis, dificulta o uso da CG. c) Cromatografia de coluna: extensão predeterminada- secionada em zonas. Alta capacidade de separação.

28. 5- Métodos físicos a)Refratometria refratômetro – mede o índice de refração (quando a radiação eletromagnética passa de um meio para outro ela muda de direção, refrata); utilizada em alimentos onde a composição é predominantemente de água e açúcar (mel, xarope, geléias, sucos); mede o teor de sólidos solúveis (açúcares totais); teor de Grau Brix – tabela de conversão (índice de refração – teor de açúcares). b)Polarimetria Carboidratos são opticamente ativos- quirais; Mede a rotação óptica de solução pura de açúcar. Não é destrutivo, rápido e preciso.

29. 5- Métodos físicos c)Densimentria Mede a densidade exata de soluções de açúcar e aproximada em alimentos açucarados. Determina concentrações de açúcar em soluções líquidas. d)Espectroscopia de Infravermelho Usado para estudo das estruturas dos carboidratos. É complicado para açúcares simples – são praticamente insolúveis nos solventes orgânicos usados