Aula 5 - Carboidratos Polissacarídeos 2012

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08/05/2012
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Universidade Estadual de Feira de Santana
Departamento de Tecnologia
Engenharia de Alimentos
Química de Alimentos I – TEC 331
CarboidratosCarboidratos
PolissacarídeosPolissacarídeos
Profª Taís S. de Oliveira Brandão
UEFS, 2012.1
Polissacarídeos
• Definição
– São macromoleculas naturais formadas pela condensação 
de monossacarídeos ou seus derivados, unidos por 
ligações glicosídicas. 
• Características
– Elevado peso molecular; 
– Caracteriza-se pelo tipo de monômeros presentes, a 
seqüência dos mesmos e o tipo de ligação glicosídica 
envolvida;
– Solubilidade em água;
– Polissacarídeos estruturais;
Polissacarídeos
• Polissacarídeos X Oligossacarídeos
• Tamanho da molécula
• Facilidade de combinação durante biossíntese
• Nomenclatura
• Sufixo “ana”
Ex.: Glucose Glucana;
• Galactose e Manose Galactomanana
Polissacarídeos
• Classificação:
– Homopolissacarídeos ou homoglicana
Ex. amido e glicogênio (ligação a); 
celulose e quitina (ligação b)
– Heteropolissacarídeos ou heteroglicana
Ex. pectina, goma arábica
• Linear, Ramificada, Cíclica
Polissacarídeos
POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE
Glicogênio Açúcar de reserva energética de animais 
e fungos
Amido Açúcar de reserva energética de 
vegetais e algas
Celulose Função estrutural. Compõe a parede 
celular das células vegetais e algas
Quitina Função estrutural. Compõe a parede 
celular de fungos e exoesqueleto de 
artrópodes
Ácido hialurônico Função estrutural. Cimento celular em 
células animais
Polissacarídeos nos alimentos
• Apesar de não apresentar sabor doce, os polissacarídeos 
contribuem muito na textura dos alimentos:
– Viscosidade;
– Consistência;
– Resistência.
• Funções em alimentos:
– Reter moléculas de água, formando soluções coloidais;
– Agentes espessantes ou gelificantes, estabilizantes de
emulsões.
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Polissacarídeos
Gomas
Colóides hidrofílicos (hidrocolóides)
Mucilagens
Polissacarídeos solúveis em água
Substâncias que tem
capacidade de formar
com água géis ou
soluções viscosas
• “Dispersões grosseiras”
• Emulsões – partículas de tamanhos variáveis
• Particulas tendem a se separar e depositarem
• Mudança na textura, aparência e “flavor”
Polissacarídeos
• Polímeros constituídos por mais de 20 monossacarídeos 
dispostos de forma linear ou ramificada.
• São denominados:
– Homoglicanas: mesmo açúcar
– Heteroglicanas: açúcar diferente
• São classificados em:
– Polissacarídeos digeríveis
– Polissacarídeos não digeríveis
• Solubilidade
Polissacarídeos utilizados na indústria de 
alimentos
• Amido
• Carboxi-metil-celulose (CMC)
• Metilcelulose (MC)
• Hidroxipropilcelulose (MHPC)
• Hemiceluloses
• Substâncias pécticas
• Quitina
• Gomas
Amido
• É um polissacarídeo de reserva dos vegetais sendo
armazenado nas raízes, caules e sementes;
• É um dos elementos mais importantes da alimentação
humana.
• É um polímero da glucose, formado por:
– amilose lig (a-1®4) - molécula linear – forma hélice,
– amilopectina lig. (a-1®4 e a-1 ®6) -molécula ramificada;
Amido
+ de 1400 moléculas de glicose
Amido
Amilose Amilopectina
PM 500 – 2000 glucose 
80.000-320.000
Milhares de glucose 
> 1 milhão
Forma Espiral (cada 6 glucose) esférica
Iodo Azul
Afinidade 20%; 5 
amilose – 1 Iodo
Vermelha
Viscosidade maior menor
Estabilidade ppt/ microcristais 
“retrogradação
Praticamente 
estável
Hidrólise enzimática
Conversão (b-
amilase) 
Maltose (~100%) 52% maltose
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Amido - Amilose Teste para detectar presença de amido
Amido - Amilopectina Estrutura do amido
• A percentagem de cada 
constituinte depende da sua 
origem;
• As proporções de amilose e 
amilopectina influem na 
viscosidade e no poder de 
gelificação do amido;
•Tamanho dos granulos difere 
entre as fontes.
Estrutura do Amido
• 2-15 microns (diferentes fontes, diferentes tamanhos);
• Grânulos - ”Hylum”/ núcleo amilose e amilopectina se 
depositam;
• Regiões cristalinas ou micelas (pte H, amilose e amilopectina) 
– mantém a estrutura do grânulo;
• Apresenta “birrefringência” / luz polarizada – Indicativo de 
arranjo cristalino; 
Gelatinização do amido
Água + Amido + Aquecimento
Rompimento de pontes de hidrogênio
Intumecimento / Soluções viscosas
Perda total das zonas cristalinas, desaparecimento da 
birrefringência, amido transparente
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Gelatinização do amido
û Ponto de gelatinização ou Temperatura de gelatinização
û Viscosidade máxima Degradação da estrutura do amido
û Granulos inchados facilmente quebrados por agitação e moagem 
Redução da viscosidade
û Amidos de diferentes origem Diferentes pontos de 
gelatinização
û Resfriamento Temperatura ambiente
Pontes de hidrogênio
intermoleculares
Géis (Sol. Conc.)
Gelatinização do amido
Gelatinização do amido Retrogradação do amido
û Fenômeno decorrente da reaproximação das moléculas e 
redução da temperatura durante o resfriamento do gel. 
û Fenômeno irreversível
û Formação de pontes de hidrogênio intermoleculares
û Sinérese
û Redução de volume
û Aumento da firmeza do gel
û Amido retrogradado é insolúvel em água fria
û Adição de tensoativos ou lipídeos (associação com 
amilose)
Amilose Estrutura linear
Retrogradação do amido
• Influenciado por:
– tipo de amido,
– concentração, 
– temperatura, 
– tempo de armazenamento, 
– pH, 
– processo de resfriamento 
– e presença de outros compostos.
Amidos modificados
û Amidos modificados
û Modificações genéticas (Amido de milho á amilose)
û Métodos químicos ou enzimáticos
• Dextrinas
― Aquecimento do amido + Catalisador HCl
― Menor peso molecular, menor viscosidade, gel mais mole
• Amidos com ligações cruzadas
― Epicloridrina, anidrido succinico – União entre cadeias de 
amilose formando ligações cruzadas; ligação ester nos grupos 
hidroxila
― Estabilidade em agitação, resistência a temperaturas altas, 
resistência a gelatinização, não sofrem retrogradação 
― Alimentos infantis, sopas 
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Amidos modificados
• Amidos oxidados
― Oxidação branda do amido (Ex.: ácido hipocloroso)
― Reduz retrogradação (repulsão amilose)
― Gel mole, claro
• Amido pré-gelatinizado
– Modificação física (secagem, pulverização, “spray-drying”);
– Solúvel em água fria;
– Rapidamente reidratado;
– Não há necessidade de aquecimento;
– Pudins instantâneos, sopas instantâneas, recheio de bolos, etc.
Celulose
• É o carboidrato mais abundante na natureza
• Função estrutural na célula vegetal parede celular
• Ligações tipo β (1, 4) cadeias lineares
• Este tipo de ligação glicosídica confere à molécula uma 
estrutura espacial muito linear, que forma fibras 
insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.
• Não é digerida mas é importante na dieta Fibras 
dietéticas
• Produtos panificados: acréscimo de volume sem adição 
de calorias
Celulose
Carboxi-metil-celulose (CMC)
Metilcelulose (MC)
Hidroxipropilcelulose (MHPC)
Celulose
alcalina
NaOH Outros
Celulose Carboxi-metil-celulose (CMC)
• Origem
Tratamento da celulose com solução de hidróxido de 
sódio (NaOH) e monocloroacetato de sódio (ClCH2-
COONa).
• Características
– O grupo substituinte como –CH2-COOH - produz 
afastamentos das cadeias o que permite penetração de 
água - produto maior solubilidade em água fria;
– Auxilia na solubilidade de algumas proteínas: gelatina, 
caseína, proteínas da soja;
Carboxi-metil-celulose (CMC)
û É estável entre pH 5 e 10.
û Pode precipitar a pH abaixo de 3.
û A viscosidade ↓
û Aplicação
û Sorvetes, sobremesas geladas Cristais de gelo
û Confeitos cristais açúcar
û Retenção de gás carbônico Bebidas baixa caloria
û Aumento de
volume
û Espessante em alimentos.
û Light e diet
pH abaixo de 5
↑ temperatura
Metilcelulose (MC)
û Origem
Preparada por tratamento da celulose com solução de hidróxido 
de sódio (NaOH) e cloreto de metila (CH3Cl).
û Características:
û Confere maior solubilidade em água fria. 
û Soluções de metilcelulose, quando aquecidas, perdem 
viscosidade até atingir ~ 50ºC-60ºC quando formam um gel 
que volta a solução pelo resfriamento. 
û Sais e açúcares diminuem a temperatura de gelificação, 
etanol eleva a temperatura. É estável em soluções entre pH 3 
e 11 e em presença de eletrólitos.
û Aplicação
û Forma filmes aquossolúveis.
û Em alimentos (espessante -↑ PM)
û Evitar sinerese
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HidroxipropilceluloseHidroxipropilcelulose (MHPC)(MHPC)
Origem
Preparada de modo semelhante ao da CMC por ação sucessiva 
de cloreto de metila (CH3Cl) e óxido de propileno (H2C-CH-CH3) 
sobre celulose sódica:
Características
• É solúvel em água fria e estável a ácidos e bases entre pH 3 e11. 
• Gelifica a quente, reversivelmente, a temperatura entre 75oC85oC
• Capacidade tensoativa e espessante. 
O
NaO-R-ONa + CH3Cl + H2C-CH-CH3®H3C-O-R-OCH2-CHOH-CH3
O
Hemiceluloses 
• Polissacarídeos ramificados
• Acompanham a celulose na constituição da parede das 
células vegetais. 
• São moléculas muito menores que a celulose, formadas 
principalmente por resíduos de:
– xilose,
– Arabinose,
– Galactose,
– Manose e 
– Ramnose. 
Homopolissacarídeos
Heteropolissacarídeos
Substâncias Pécticas
û São heteropolissacarídeos complexos extraídos de plantas. 
û Encontrado nas paredes celulares e lamela média das células 
vegetais – Mantém células unidas
û São substâncias coloidais e constituídas, na sua maioria, por 
cadeias de ácidos D-galacturônicos ligados em α (1 → 4) e 
cujos grupos carboxilicos podem estar parcialmente 
metoxilados e parcial ou totalmente neutralizados por bases.
û Protopectinas
ácido pectínico
ácido péctico
û Cadeia linear de unidades de α-D-ácidos galacturônicos, L-
ramnose, arabinogalactanas ramificadas, D-xilose
û Pectinas: ácidos pectínicos solúveis em água
û Tecidos pouco rijos
Pectinas – Ácidos pectínicos
Pectina
û Frutas verdes: protopectinas
Frutas maduras: pectinas
û São ácidos pectínicos solúveis em água, com número de 
metoxilação esterificadas e grau de neutralização variável;
û Grau de amidação - percentagem de grupos carboxilas na 
forma amida;
û Grau de metoxilação - 100 vezes a razão entre o número de 
resíduos de ácido galacturônico esterificados e o número total 
de resíduos de ácido galacturônico.
Pectina
û São subdivididas em função do grau de esterificação ou 
metoxilação
û GM > 50% pectinas de alto teor de metoxilas
û GM < 50% pectinas de baixo teor de metoxilas
û Solubilidade
û Capacidade de gelificação
û Temperatura e
û Condição de gelificação
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û Pectinas comerciais – extração com ácidos diluídos de frutas 
cítricas (Pectina ATM)
û Quanto maior grau de metoxilas maior temperatura de 
formação de gel
û Gel - resfriamento
û Pectina BTM – tratamento com reagente alcalino ou enzima 
(desmetoxilação)
û Géis estáveis em ausência de açúcar
û Presença de íons bivalentes (cálcio – ligação cruzada)
û Produtos dietéticos
û Sem açúcar gel quebradiço e menos elástico que ATM
Pectina QuitinaQuitina
û Polímero de cadeia longa derivado da
glicose;
û Difere-se da celulose na natureza de
monossacarídeos;
û na celulose o monômero é ß-D-glicose,
û na quitina o monômero é a N-acetil- ß-
D-glicosamina;
û Possui papel estrutural e apresenta boa 
resistência mecânica.
Gomas
û Conhecidas como hidrocolóides (texturização)
û Estabilizantes
û Espessantes
û Polímeros de cadeia longa, alto peso molecular
û São espessantes, podem ou não ser gelificantes
û Propriedades relacionadas:
û Peso molecular
û Temperatura do meio
û Interações com o meio
û Tamanho da molécula
Tipos de gomas
Extraídas de sementes
v Goma guar
v Goma locusta
Extraídas de exudados de 
árvores
v Goma arábica
v Goma tragacante
Extraídas de algas marinhas
v Goma carragena
v Goma agar-agar
Produzidas por 
microorganismos
v Goma xantana
v Goma gelana
Goma Goma xantanaxantana
û Polissacarídeo de alto peso molecular - Xanthomonas campestris. 
û Produzida por fermentação
û Viscosidade alta em repouso e baixa em cisalhamento, como 
resultado de interações moleculares fracas, em concentração baixa 
de goma.
û Alta pseudoplasticidade – as soluções altamente cisalhadas têm 
viscosidade baixa devido ao alinhamento das moléculas rígidas com 
a força do cisalhamento.
û Confere maciez
û Liberação de odores voláteis
Polissacarídeos 
produzidos por 
microrganismos
Goma Goma xantanaxantana
û Viscosidade­ em presença de sais, estabilizam a conformação de bastão.
û A viscosidade é estável em temperaturas­ e também em um amplo 
intervalo de pH.
û Apresenta sinergismo com as gomas guar e locusta, provocando um 
aumento na viscosidade. 
û Em maiores concentrações e sob condições apropriadas produzem géis 
termo –reversíveis. 
û Muito utilizada em alimentos por ser estável à variações de temperatura, 
pH e inerte aos componentes naturais ou adicionados aos alimentos.
û Dissolvida em água pode servir para formar filmes protetores no processo 
de industrialização de alimentos congelados, reduzindo desta forma , o 
risco de contaminação bacteriana durante o descongelamento.
û Mantém a turbidez ou as partículas coloidais em dispersão como sucos 
naturais não classificados, clara em neve, espuma de cerveja e leite de 
coco. 
û Previne a sinerese e a retrogradação de iogurtes, molhos e cremes. 
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Goma Goma gelanagelana
û Pseudomonas elodea, estrutura linear, glicose:ramnose:ácido 
glucurônico ( 2:1:1);
û Funcional à níveis bem reduzidos à forma géis fortes a 
concentração de 0,5%;
û Gelificação à resfriamento da solução quente da goma
û Espessante, estabilizante e gelificante/ panificação: recheios 
de frutas para massas, massas folhadas e outros. 
û Pode substituir a pectina BTM ou kappa- carragena em 
geléias, fornecendo excelente liberação de aroma e ­ a 
estabilidade e claridade do sistema. 
Goma arábicaGoma arábica
Polissacarídeos 
produzidos por 
exudados de 
árvores
Goma arábica Goma arábica 
û Mistura complexas sais / Ca, Mg, K, ác. Arábico (árvore 
Acacia);
û Molécula complexa, altamente ramificada e fortemente 
empacotada;
û Cadeia princ. b – galactopiranose – substit. C – 6 com várias 
ramificações;
û Hidrólise: L–arabinose, D-galactose, L–ramnose e ácido D-
glucorônico, ácido arábico quando aquecido à ebulição em 
água, sofre hidrolise;
û Moléculas de alto peso molecular e Pequena quantidade de 
proteína está presente.
Goma arábicaGoma arábica
û Adição de proteínas em sistema de emulsões de refrigerantes 
demonstraram que a funcionalidade da goma arábica pode ser 
aumentada
û Muito solúvel, viscosidade baixa se comparadas a de outros 
hidrocolóides
û Fixador de flavor, como estabilizante de espumas em bebidas, 
como adesivo e como emulsificante e estabilizante em produtos 
de confeitaria e sorvetes. 
û Hidrocolóide mais utilizado: solubilidade, características 
gelificantes e estáveis a pH. 
û Amplamente utilizada em alimentos , cosméticos aplicações 
farmacêuticas. 
û Compatível com outras gomas, proteína, carboidratos e amido. 
Goma LBG Goma LBG –– LocustaLocusta
û Cerotonia siliquam, (endosperma), galactomanana neutra, pouco 
ramificada, manose:galactose (4: 1) 
û Altamente hidrofílicas -soluções bastante viscosas.
û Galactose - cadeia principal - dificulta a aprox. das moléc. 
polissacarídeos, evitando que se agreguem, tornando as soluções 
bastante estáveis.
û Não forma gel sozinha - gelifica com goma xantana.
û Polissacarídeos não iônico – estável pH entre 3,5 a 11,0.
û Estabilizante de emulsões de sorvetes evitando cristais, produtos 
lácteos e carnes processadas. 
û Compatível com todas as gomas, interage com a k–carragena -
aumenta força do gel, modifica a textura e reduz a sinerese.
û Incorpora ar muito facilmente-alimentos como cremes tipo mousse 
e chantilly. 
Polissacarídeos Polissacarídeos 
estruturais de sementes estruturais de sementes 
de plantas terrestresde plantas terrestres DextranasDextranas
û Origem:
û Polissacarídeo extracelular bacteriano (Leuconostoc 
mesenteroides)
û Características:
û Exopolissacarídeo produzido a partir de sacarose por uma 
enzima extracelular secretada no meio (dextrana sacarase)
û Polímero de alto peso molecular, formadores de soluções 
viscosas. 
û Composição:
û Homopolissacarídeo constituído por a-D-glucopiranoses 
ligadas em 1®6, às vezes com certa proporção de ligações 
a-(1®3), a-(1®4).
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DextranasDextranas
Problemas
û Indústria sucroalcooleira – Caldo de cana; perda de sacarose, 
aumento viscosidade
û Interferência filtração e cristalização
û Encolhimento de balas;
û Flocos alcoólicos
û Aplicação:
û Soluções para administração de ferro
û Purificação de macromoléculas biológicas
û Agentes emulsionantes e estabilizantes de emulsões 
constituídos de óleo em água.
AgarAgar
û Algas marinhas da classe de Rhodophyceae, (algas vermelhas)
û Galactana com ligações 1,4 e 1,3 contendo grupo OH esterif. 
sulfatos (HSO4)
û Gelificação perceptível a concentrações muito baixa como 
0,4%.
û Agarose - fração neutra, livre de grupos sulfatos-caracter, 
gelifica
û Agaropectina - grupos sulfatos e cálcio ligados estrutura; 
forma géis fracos / Não gelifica
û Insolúvel em água fria, mais dissolve completamente em água 
quente. 
û Adição de açúcares e dextrinas na solução de agar aumenta a 
força do gel formado, enquanto que o amido e o alginato de 
sódio tem um efeito oposto.
û Ágar - meio de cultura, estabilização de massas, doces, 
queijos e outros.
Polissacarídeos Polissacarídeos 
estruturais de plantas estruturais de plantas 
aquáticasaquáticas
AlginatosAlginatos
û Algas marinhas marrons, Phaeophyceae, polis. linear, ácido D-
manurônico e gulurônico - 1,4 em proporções variáveis-ácido
û Comercialmente- sais alginatos (K, Na, amônio, Ca, propileno 
glicoalginato. 
û Aumenta o caráter lipofílico da goma;
û Reduz ou elimina a capacidade de gelificar com íons de cálcio. 
û Todos os alginatos gelificam, mas formam géis irreversíveis água 
fria/ baixa concentração cálcio.
û Alimentos - estabilizantes de emulsões em molhos, espessante 
sucos naturais, gelificantes e inibidores de sinerese. Por ex: 
propileno glicoalginato - emulsificação molhos de saladas; 
CarragenasCarragenas
û A carragena é um hidrocolóide extraído de algas marinhas 
vermelhas (Rhodophceae), polis. sulfatados (20- 40% base seca);
û galactose e anidrogalactose lig. Alternadamente α - 1,3 e b – 1,4, 
elevado PM;
û Três grandes frações - diferem entre si quanto à funcionalidade:
û kappa, iota e lambda: - galactose sulfatados em graus diferente. 
û lambda possui boas propriedades de espessamento, (32 – 39% S)
û kappa produz um gel rígido e a fração (25 – 30% S)
û iota -gel fraco e elástico com característica tixotrópicas (28 – 35% S)
CarragenasCarragenas
û Misturas comerciais K–carragena e iota – carragena -
sobremesa, coberturas e produtos fluidos de leite;
û K-carragena -estabilizante sorvete /evita a separação das fases 
ou sinerese durante a armazenagem. 
û É utilizada em diversas aplicações na indústria alimentícia 
como espessante, gelificante, agente de suspensão e 
estabilizante, tanto em sistemas aquosos quanto em sistemas 
lácteos. 
û A carragena é um ingrediente multifuncional e comporta-se 
diferentemente em água e em leite. 
û Na água, apresenta-se tipicamente como hidrocolóide com 
propriedades espessantes e gelificantes. 
û No leite, tem ainda a propriedade de reagir com as proteínas e 
fornecer funções estabilizantes.