Carboidratos: Classificação, Funções e Estrutura Química

Síntese

Plantas: Realizam a biossíntese a partir de CO₂ e água na presença de luz solar e clorofila (catalisador), produzindo carboidratos (CHOs) e O₂.

Animais: Degradam os CHOs, combinando-os com o O₂ do ar. Essa degradação libera energia e regenera o CO₂.

Definição Química

Quimicamente, os carboidratos são classificados como:

• Polihidroxialdeídos
• Polihidroxicetonas
• Polihidroxiálcoois
• Polihidroxiácidos

Ocorrência na Natureza

• Tecidos animais: Glicose.
• Carboidratos de reserva animal: Glicogênio.
• Vegetais: Grande variedade de CHOs.
• Carboidratos de reserva vegetal: Amido.

Funções Biológicas

• Glicose: Principal combustível das células.
• Metabolismo normal das gorduras e proteínas.
• Fermentação por bactérias benéficas.
• Ação laxativa através das fibras.
• Precursores de compostos, como os ácidos nucléicos.

Classificação dos Carboidratos

São classificados em função de seu peso molecular:

• Monossacarídeos
• Dissacarídeos
• Oligossacarídeos
• Polissacarídeos

Monossacarídeos

São os menores e mais simples carboidratos, representando a menor unidade estrutural. Quando hidrolisados, resultam em compostos diferentes dos CHOs. Nos alimentos, possuem geralmente de 5 a 6 moléculas (sendo as hexoses as mais comuns), embora existam trioses, tetroses e pentoses, variando conforme o número de átomos de carbono.

Exemplos principais: Glicose, Galactose e Frutose.

Fontes de Açúcar:

• Glicose: Encontrada em frutas, hidrólise do amido, açúcar da cana, hidrólise da maltose ou lactose.
• Frutose: Encontrada em frutas, mel, hidrólise do açúcar da cana e inulina.
• Galactose: Proveniente da hidrólise da lactose.

Oligossacarídeos

São polímeros contendo de 2 a 9 unidades de monossacarídeos.

• Dissacarídeos: Compostos por 2 unidades de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. Muitos resultam da hidrólise de polissacarídeos e são encontrados em grande quantidade nos alimentos. Exemplos: Sacarose, Lactose, Maltose e Trealose.
• Trissacarídeos: Exemplo: Rafinose.
• Tetrassacarídeos: Exemplo: Estaquiose.

Detalhes sobre Dissacarídeos:

• Lactose: Composta por Glicose + Galactose. É o principal carboidrato do leite e pode ocorrer na urina durante a gravidez.
• Maltose: Fonte digerida pela amilase ou hidrólise do amido; encontrada em cereais e malte em germinação.
• Sacarose: Açúcar de cana e beterraba, sorgo, abacaxi e raiz de cenoura.
• Trealose: Encontrada em fungos e leveduras; é o principal açúcar da hemolinfa de insetos.

Ligações Glicosídicas

Ocorre pela condensação do grupo hidroxila (OH-) de um monossacarídeo com uma das hidroxilas da unidade adjacente, com a consequente liberação de água.

Polissacarídeos

São polímeros de mais de 10 monossacarídeos, dispostos de maneira linear ou ramificada. Possuem elevado peso molecular (macromoléculas).

• Principal polissacarídeo nos alimentos: Amido.
• Outros exemplos: Celulose, pectina e, no reino animal, o glicogênio.

Função dos Polissacarídeos na Natureza

• Reserva energética: Amido (tecidos vegetais) e glicogênio (tecidos animais).
• Função estrutural: Paredes celulares (celulose, hemicelulose e pectina).

Propriedades dos Polissacarídeos

Possuem propriedades diferentes das dos monossacarídeos: têm pouco sabor adocicado, são pouco solúveis em água e apresentam reações mais lentas.

Principais Polissacarídeos: Amido

Fornecem cerca de 60% das kcal aos humanos e estão localizados no interior dos grânulos das plantas. O interior dos grânulos contém dois tipos de macromoléculas:

• Amilose: Estrutura de cadeia linear.
• Amilopectina: Estrutura de cadeia ramificada.

Amido: Amilose e Amilopectina

Ambos são insolúveis em água fria. O aquecimento em água gera a gelatinização do amido. A amilopectina, por ser ramificada, forma géis mais estáveis e absorve água rapidamente, causando o inchamento dos grânulos.

• Amilose: Composta de centenas a milhares de moléculas de glicose unidas por ligações glicosídicas. Representa de 17% a 30% do total de CHOs dos amidos (chegando a 75% no milho).
• Amilopectina: Contém de 20 a 30 unidades de glicose em suas ramificações.

Principais Polissacarídeos: Glicogênio

É o polissacarídeo de reserva dos animais, presente em todas as células, principalmente nos tecidos musculares (associados aos filamentos de actina) e hepáticos (2 a 10% do órgão). Varia em tamanho e forma. Após a morte do animal, a maior parte se transforma em glicose e, posteriormente, em ácido lático.

Principais Polissacarídeos: Celulose

Principal componente estrutural das paredes celulares dos vegetais, normalmente acompanhada de lignina e hemicelulose. Possui moléculas longas, rígidas e de cadeia linear, formada pela união de moléculas de glicose através de ligações β-1,4.

Sua hidrólise gera celobiose e glicose. A celulose não é digerível pelos seres humanos devido ao tipo de ligação, sendo digerida pela microbiota intestinal (fibra dietética). É insolúvel em água, o que dificulta seu uso na indústria de alimentos. Contudo, a celulose modificada quimicamente (carboximetilcelulose) é usada na indústria alimentícia para produção de soluções viscosas em pudins, flans e sorvetes.

Principais Polissacarídeos: Hemiceluloses

Fazem parte das paredes celulares dos vegetais e são formadas por 2 a 4 tipos de açúcares diferentes (ex: glicose, galactose, xilose). Possuem cadeias lineares e ramificadas, trazem efeitos benéficos à saúde como fibra dietética e podem ser solúveis ou insolúveis. São importantes na panificação pela capacidade de reter água na farinha, facilitando o amassamento.

Principais Polissacarídeos: Pectinas

Presentes nas paredes celulares junto à celulose e hemicelulose. São solúveis (enquanto a pró-pectina é insolúvel) e encontradas em maçãs e frutas cítricas. Possuem estrutura linear e ramificada. Seu principal uso industrial é a capacidade de formar géis com água e ácidos, sendo essencial na produção de geleias, para dar firmeza a tomates e pepinos em conserva, estabilidade a bebidas e na produção de sorvetes. Como fibras, formam géis que protegem a mucosa intestinal.

Principais Polissacarídeos: Gomas

Polissacarídeos solúveis em água de origem vegetal (terrestre ou marítima) ou microbiana. São formadas por diversos monossacarídeos (manose, galactose, ácido glicurônico, fucose, xilose, etc.). Possuem caráter hidrófilo, elevando a viscosidade e formando géis. São utilizadas como espessantes e geleificantes.

• Estrutura linear: Ocupam mais espaço e formam soluções mais viscosas (ex: alfarroba).
• Estrutura ramificada: Absorvem mais água e formam géis estáveis com facilidade.

Utilidades das gomas: Aumentar a viscosidade, formação de géis, estabilização de emulsões e espumas, melhora da textura, prevenção da cristalização de açúcares e fixação de aromas. Exemplos: Goma guar, alfarroba, arábica, xantana, ágar, etc.

Fibras Alimentares

Alguns polissacarídeos não têm função energética, mas atuam como fibras. São definidas como o "conjunto de polissacarídeos hidrossolúveis, provenientes da dieta, que se caracterizam pela resistência à hidrólise pelas enzimas digestivas do trato gastrointestinal (TGI)".

São resistentes à digestão e fundamentais para uma alimentação equilibrada devido às suas propriedades de saúde. Podem estar naturalmente nos alimentos ou serem adicionadas como aditivos, influenciando também a aceitabilidade dos produtos.