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Aula 05
Determinação de carboidratos
em alimentos
Profa. Rosana Aparecida da Silva Buzanello
Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus Medianeira
Disciplina: Análise de Alimentos
Funções dos carboidratos
No organismo:
Energética: metabolismo (oxidação no Ciclo de Krebs);
Reserva energética;
Componentes de membranas;
Estrutural;
Estrutura de nucleotídeos;
Reconhecimento celular;
Matéria-prima para a síntese de outras biomoléculas.
Introdução
Funções dos carboidratos
Nos alimentos:
Nutricional;
Adoçantes naturais;
Matéria-prima para produtos fermentados;
Principal ingrediente dos cereais;
Propriedades reológicas da maioria dos alimentos de origem vegetal;
Responsável pelas reações de escurecimento em muitos alimentos.
Introdução
Definição de carboidratos:
São polihidroxialdeídos, polihidroxialcoóis, polihidroxiácidos ou
polihidroxicetonas ou compostos que por hidrólise liberam substâncias
com estas características.
Introdução
Polihidroxialdeído Polihidroxicetona Polihidroxiácido Polihidroxiálcool
Para informar sobre o valor nutricional e compor a Informação
Nutricional nos rótulos dos produtos alimentícios.
Importância sensorial e tecnológica.
Importância da análise
Padrões de identidade e qualidade de alimentos:
Exemplo
Importância da análise
Características Físico-Químicas
• Amido (máx.) - 2,0%
• Carboidratos Totais (máx.) - 7,0%
Observação: A somatória dos açúcares totais (carboidratos totais incluindo os de origem do
amido ou da fécula) não deverá ultrapassar o teor de 7% (sete por cento), sendo que o teor
máximo de amido se limita a 2% (dois por cento)
Amostras sólidas
Devem ser moídas
Eliminação de interferentes
Obtenção de uma solução de açúcares livres de substâncias interferentes
(pigmentos solúveis, substâncias opticamente ativas, constituintes
fenólicos, lipídios e proteínas).
Estas substâncias interferentes podem ser eliminadas por:
descoloração,
tratamento com resinas trocadoras de íons,
clarificação.
Preparo da amostra para análise
Eliminação de interferentes (continuação)
A escolha do agente clarificante dependerá:
tipo do alimento a ser analisado;
tipo e quantidade de substância interferente existente;
método proposto.
Principais agentes clarificantes:
Solução básica de acetato de chumbo;
Acido fosfotungístico e ácido tricloroacético;
Ferricianeto de potássio e sulfato de zinco;
Sulfato de cobre.
Preparo da amostra para análise
Eliminação de interferentes (continuação)
Requisitos dos agentes clarificantes:
Devem remover as substancias interferentes completamente sem adsorver ou
modificar açúcares;
Excesso não deve afetar o procedimento;
Formar precipitado pequeno;
Procedimento de precipitação relativamente simples.
Preparo da amostra para análise
Princípio dos métodos
Reações coloridas provenientes da condensação de produtos de
degradação dos açúcares em ácidos fortes com vários compostos
orgânicos ou;
Propriedades redutoras do grupo carbonila.
Podem ser
Qualitativos
Quantitativos
Métodos de análise
Métodos empregados
Titulometria (Lane-Eynon, EDTA, Somogyi-Nelson*);
Gravimetria (Munson-Walker);
Espectrofotometria (Antrona, ADNS, Fenol-H2SO4, Somogyi-Nelson*;
enzimáticos);
Cromatografia (em papel, camada delgada, cromatografia em coluna,
cromatografia à gás e cromatografia líquida de alta eficiência);
Métodos ópticos (Refratometria e Polarimetria)
Densimetria.
Métodos de análise
Método de Lane-Eynon ou de Fehling
Utiliza duas soluções, em volumes iguais: Fehling ou Soxhlet A (sulfato
cúprico) e Fehling ou Soxhlet B (tartarato duplo de sódio e potássio e
NaOH), que é titulada pela solução que contém os açúcares a serem
quantificados.
Baseia-se no fato de que os sais cúpricos, em solução tartárica alcalina
(solução de Fehling), podem ser reduzidos a quente por aldoses ou cetoses
transformando-se em sais cuprosos vermelhos, que se precipitam, perdendo sua
cor azul primitiva. Como critério de positividade da reação verifica-se a formação
de óxido cuproso vermelho tijolo, que precipita.
Observação: O tartarato, ao unir-se ao cobre, formando um complexo solúvel, impede a formação
de hidróxido cúprico insolúvel que teria lugar se existisse cobre livre na solução alcalina.
Métodos de análise: titulometria
Método de Lane-Eynon ou de Fehling (continuação)
Reação química:
Métodos de análise: titulometria
Precipitado vermelho
tijolo
Fonte: http://www.quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2010/vol33n4/07-AR09295.pdf
Método de Lane-Eynon ou de Fehling (continuação)
Características do método:
Determina açúcares redutores; àqueles que não apresentam esta característica
devem ser hidrolisados aos seus respectivos monossacarídeos (por exemplo:
determinação de sacarose e amido).
A solução deve ficar constantemente em ebulição durante a titulação, porque o
Cu2O formado pode ser novamente oxidado pelo O2 do ar, mudando a cor
novamente para azul;
A titulação deve levar no máximo 3 min, porque pode haver decomposição dos
açúcares com o aquecimento prolongado.
Métodos de análise: titulometria
Método de Lane-Eynon ou de Fehling (continuação)
Características do método:
A relação entre o cobre reduzido e o açúcar redutor não é estequiométrica, o
resultado é obtido de tabelas ou padronizando-se a mistura de Fehling com uma
solução de açúcar com concentração conhecida, e é geralmente expresso em
glicose (Fator de conversão –FC ou título de Fehling)
• Observação: Título é a quantidade em gramas de açúcares redutores, expressa
em glicose, necessária para reduzir todo o cobre de 1 mL de licor de soxhlet.
• Os resultados normalmente são expressos como glicídios redutores em
glicose, glicídios não redutores e glicídios totais.
Métodos de análise: titulometria
Método de Lane-Eynon ou de Fehling (continuação)
Desvantagens:
Os resultados dependem de um tempo de reação preciso;
Dependem da temperatura da reação e concentração dos reagentes, que
devem ser cuidadosamente controladas;
Não distingue os diferentes tipos de açúcares redutores;
É susceptível à interferência de outros tipos de moléculas que atuam como
agentes redutores.
Métodos de análise: titulometria
Método complexométrico de EDTA
Os açúcares presentes na amostra reagem com uma solução de cobre,
antes e depois da inversão.
Os íons Cu2+ se reduzem a Cu+, que precipitará como Cu2O.
O excesso de cobre que não reagiu é determinado, posteriormente por
complexiometria com EDTA.
Métodos de análise: titulometria
Método Munson-Walker
Os reagentes e princípio de reação são os mesmos daqueles utilizados no
Método de Lane-Eynon; porém, neste caso, pesa-se o precipitado de óxido
de cobre.
A relação entre o cobre reduzido e o açúcar redutor não é estequiométrica e
existem tabelas que relacionam o peso do precipitado de óxido de cobre
com a quantidade de açúcar para cada tipo de açúcar, ou através da
calibração com soluções padrão de cada açúcar.
Os resultados normalmente são expressos como açúcar total e redutor em
glicose.
Métodos de análise: titulometria
Métodos de análise: espectrofotometria
Importante: determinar curva padrão
Solução padrão de açúcar redutor
Protocolo da
análise
Leitura no
espectrofotômetro
Fonte: MALDONADE et al. Protocolo para Determinação de Açúcares Redutores pelo Método de Somogyi-Nelson. Embrapa Agroindústria de Alimentos, Brasília, 2013a. Disponível em: < http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/81814/1/cot-86.pdf >.
Método de Somogyi-Nelson
Sob a ação do calor e do álcali, os açúcares redutores se decompõem
parcialmente em fragmentos oxidáveis pelo hidróxido cúprico existente no
reativo de Somogyi - Nelson, resultando em ácido oxálico, malônico, etc.
Nesta reação o hidróxido cúprico (azul) se reduz a hidróxido cuproso (amarelo).
Continuando o aquecimento, o hidróxido cuproso perde uma molécula de água,
transformando em óxido cuproso (vermelho). O óxido cuproso assim
formado, vai reduzir o reativo arsenomolíbdico dando o óxido de molibdênio
(MoO3) de coloração azul, cuja intensidade é proporcional a quantidade de
glicose existente na amostra.
Pode ser quantificado por espectrofotometria ou titulometria.
Métodos de análise: espectrofotometria
Método de Somogyi-Nelson
Exemplo da curva padrão para Somogy-Nelson:
Fonte: MALDONADE et al. Protocolo para Determinação de Açúcares Redutores pelo Método de Somogyi-Nelson. Embrapa
Agroindústria de Alimentos, Brasília, 2013a. Disponível em: <
http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/81814/1/cot-86.pdf >.
Métodos de análise: espectrofotometria
Método de Antrona
Baseia-se na determinação espectrofotométrica a 620 nm do composto
colorido formado pela antrona (9,10-diidro-9-oxiantraceno) e produtos de
degradação dos carboidratos (hidroximetilfurfural ou furfural), em meio
ácido (ácido sulfúrico).
Observações
Pode ser qualitativo ou quantitativo.
Determinação de açúcares solúveis totais.
Fonte: http://www.dbi.ufla.br/Ledson/LBMP/LBMP2007/Grupo_Joyce/Curvaspadrao.pdf
Métodos de análise: espectrofotometria
Método de fenol sulfúrico ou Método de Dubois
Baseia-se na determinação de açúcares simples, polissacarídeos e seus
derivados, após a desidratação dos mesmos pelo ácido sulfúrico e
subsequente complexação dos produtos formados com o fenol, formando
complexo de coloração amarelo alaranjado.
A leitura é realizada a 490 nm.
Métodos de análise: espectrofotometria
Método do ácido dinitrosalicílico (ADNS ou DNS)
Ocorre a redução do ácido 3,5 dinitrosalicílico para 3-amino-5-nitrossalicílico, o
qual é um produto de cor laranja, enquanto o grupo aldeído dos açúcares
redutores é oxidado para carboxila (ácido aldônico).
A leitura é feita em 540 nm.
Além do DNS, utiliza-se sal de Rochelle, fenóis, bissulfito de sódio e hidróxido
de sódio.
Fonte: http://www.scielo.br/pdf/cta/v23n3/18834.pdf
Métodos de análise: espectrofotometria
Método do ácido dinitrosalicílico (ADNS ou DNS)
MALDONADE et al. Protocolo para determinação de açúcares totais em hortaliças pelo método de DNS. Embrapa Agroindústria de Alimentos,
Brasília, 2013b. Disponível em: < http://www.cnph.embrapa.br/paginas/serie_documentos/publicacoes2013/cot_85.pdf >.
Métodos de análise: espectrofotometria
Métodos enzimáticos
Rápidos, muito específicos e sensíveis para baixas concentrações;
Existem diversos kits comerciais para analisar carboidratos específicos.
Exemplo: determinação de glicose empregando glicose oxidase.
Fonte: http://www.newagepublishers.com/samplechapter/000091.pdf
Ler em espectrofotômetro a 540 nm
Métodos de análise: espectrofotometria
Refratometria
Mede o índice de refração da solução de carboidratos;
Determinação de açúcares totais como sólidos solúveis.
Métodos de análise: ópticos
Polarimetria
Polarímetro mede rotação óptica de uma solução pura de um carboidrato.
Densimetria
Medida da gravidade específica de uma solução açucarada; já que a densidade é
função da concentração de carboidrato a uma dada temperatura (20 ºC)
Resultados exatos para soluções puras, mas resultados aproximados para
alimentos açucarados.
Métodos de análise: ópticos
Métodos que permitem obter dados qualitativos e
quantitativos:
Cromatografia em papel,
Cromatografia de camada delgada,
Cromatografia em coluna,
Cromatografia à gás,
Cromatografia líquida de alta eficiência.
Métodos de análise: cromatografia
CARVALHO, H. H. et al. Alimentos: métodos físicos e químicos de análise. Porto
Alegre: UFRGS, 2002.
CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2 ed.
Campinas: UNICAMP, 2003.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas analíticas. Métodos químicos e físicos para
análise de alimentos. v. 1, 3 ed. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 1985.
GOMES, J. C.; OLIVEIRA, G. F. Análises físico-químicas de alimentos. Viçosa: UFV,
2011.
SILVA, D. J.; QUEIROZ, A. C. Análise de alimentos: métodos químicos e biológicos.
Viçosa: UFV, 2009.
Sites
Referências Bibliográficas