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Por que os dissacarídeos são menos redutores do que os monossacarídeos?


Minha professora me disse a afirmação, mas se tanto o monossacarídeo quanto os dissacarídeos têm um único grupo ativo livre, como isso é possível?


Qual é a função biológica dos monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos?

Os monossacarídeos são uma forma básica de carboidrato. É um açúcar básico e muito importante para o seu corpo. Eles são os blocos de construção de todas as outras formas de produtos químicos que você mencionou. Os monossacarídeos são chamados de glicose quando são dissolvidos na corrente sanguínea. Eles são biologicamente importantes porque são basicamente o que lhe dá toda a sua energia, então eles são, em termos simples, o combustível do seu corpo.

Os dissacarídeos são uma molécula dupla de monossacarídeo que é decomposta pelo corpo na forma mais simples de um monossacarídeo. Eles são biologicamente importantes porque, novamente, eles fornecem energia para o corpo funcionar e viver.

Os polissacarídeos são múltiplos de monossacarídeos ou dissacarídeos que são unidos por muitas ligações glicosídicas. Eles podem ser compostos do mesmo tipo de sacarídeos ou de tipos diferentes. Às vezes, eles são mais comumente conhecidos como amido e, novamente, essas cadeias de moléculas são quebradas pelo corpo para criar energia e sustento para si mesmo. Quanto mais ativo ao longo do dia você for, mais destes serão decompostos para o seu corpo usar.

O amido é encontrado em alimentos como batatas, arroz e massas. O amido é um elemento muito importante para o funcionamento do nosso corpo. Como parte de uma dieta balanceada, você deve comer pelo menos uma porção de alimentos ricos em amido por dia para garantir que seu corpo tenha energia suficiente. Existem, é claro, outros alimentos que podem fornecer energia para o seu corpo, mas geralmente são energias de queima mais rápida.

O amido é uma ótima fonte de energia porque continua liberando energia ao longo do dia. Outra boa fonte de amido são os alimentos integrais, que liberam energia lentamente ao longo do dia. É importante que você mantenha seus níveis de energia elevados comendo regularmente ao longo do dia.


Por que os dissacarídeos são menos redutores do que os monossacarídeos? - Biologia

Carboidratos

O termo carboidrato foi originalmente usado para descrever compostos que eram literalmente & quotidratos de carbono & quot porque tinham a fórmula empírica CH2O. Nos últimos anos, os carboidratos foram classificados com base em suas estruturas, não em suas fórmulas. Eles agora são definidos como polihidroxialdeídos e cetonas. Entre os compostos que pertencem a essa família estão a celulose, o amido, o glicogênio e a maioria dos açúcares.

Existem três classes de carboidratos: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. o monossacarídeos são sólidos cristalinos brancos que contêm um único grupo funcional aldeído ou cetona. Eles são subdivididos em duas classes aldoses e cetoses com base no fato de serem aldeídos ou cetonas. Eles também são classificados como triose, tetrose, pentose, hexose ou heptose com base no fato de conterem três, quatro, cinco, seis ou sete átomos de carbono.

Com apenas uma exceção, os monossacarídeos são compostos opticamente ativos. Embora ambos os isômeros D e L sejam possíveis, a maioria dos monossacarídeos encontrados na natureza estão na configuração D. As estruturas para o isômero D e L da aldose mais simples, o gliceraldeído, são mostradas abaixo.

As estruturas de muitos monossacarídeos foram determinadas pela primeira vez por Emil Fischer nas décadas de 1880 e 1890 e ainda são escritas de acordo com uma convenção que ele desenvolveu. A projeção de Fischer representa a aparência da molécula se sua estrutura tridimensional fosse projetada em um pedaço de papel. Por convenção, as projeções de Fischer são escritas verticalmente, com o aldeído ou cetona no topo. O grupo -OH no penúltimo átomo de carbono está escrito no lado direito da estrutura do esqueleto para o isômero D e à esquerda para o isômero L. As projeções de Fischer para os dois isômeros do gliceraldeído são mostradas abaixo.

Essas projeções de Fischer podem ser obtidas a partir das estruturas do esqueleto mostradas acima, imaginando o que aconteceria se você colocasse um modelo de cada isômero em um retroprojetor para que o CHO e o CH2Grupos OH pousaram sobre o vidro e então olharam as imagens desses modelos que seriam projetadas em uma tela.

As projeções de Fischer para alguns dos monossacarídeos mais comuns são fornecidas na figura abaixo.

A glicose e a frutose têm a mesma fórmula: C6H12O6. A glicose é o açúcar com maior concentração na corrente sanguínea. A frutose é encontrada nas frutas e no mel. Use as projeções de Fischer na figura dos monossacarídeos comuns para explicar a diferença entre as estruturas desses compostos. Preveja o que uma enzima teria que fazer para converter glicose em frutose ou vice-versa.

Se a cadeia de carbono for longa o suficiente, o álcool em uma extremidade de um monossacarídeo pode atacar o grupo carbonila na outra extremidade para formar um composto cíclico. Quando um anel de seis membros é formado, o produto desta reação é chamado de piranose, mostrado na figura abaixo.

Quando um anel de cinco membros é formado, ele é chamado de furanose, mostrado na figura abaixo.

Existem duas estruturas possíveis para as formas piranose e furanose de um monossacarídeo, que são chamadas de a - e b -anômeros.

As reações que levam à formação de uma piranose ou furanose são reversíveis. Assim, não importa se comecemos com uma amostra pura de a -D-glucopiranose ou de b-D-glucopiranose. Em minutos, esses anômeros são interconvertidos para dar uma mistura de equilíbrio que é 63,6% do anômero-b e 36,4% do anômero-a. A preferência 2: 1 pelo anômero b pode ser compreendida comparando as estruturas dessas moléculas mostradas anteriormente. No anômero b, todos os volumosos -OH ou -CH2Os substituintes OH estão mais ou menos dentro do plano do anel de seis membros. No a -anômero, um dos grupos -OH é perpendicular ao plano do anel de seis membros, em uma região onde sente fortes forças repulsivas dos átomos de hidrogênio que se encontram em posições semelhantes ao redor do anel. Como resultado, o anômero b é ligeiramente mais estável do que o anômero a.

Dissacarídeos são formados pela condensação de um par de monossacarídeos. As estruturas de três dissacarídeos importantes com a fórmula C12H22O11 são mostrados na figura abaixo.

Maltose, ou açúcar de malte, que se forma quando o amido se decompõe, é um componente importante do malte de cevada usado para fabricar cerveja. Lactose, ou açúcar do leite, é um dissacarídeo encontrado no leite. As crianças muito pequenas têm uma enzima especial conhecida como lactase, que ajuda a digerir a lactose. À medida que envelhecem, muitas pessoas perdem a capacidade de digerir a lactose e não toleram leite ou produtos lácteos. Como o leite humano tem duas vezes mais lactose do que o leite de vaca, as crianças pequenas que desenvolvem intolerância à lactose enquanto estão sendo amamentadas passam para o leite de vaca ou uma fórmula sintética à base de sacarose.

A substância a que a maioria das pessoas se refere como & quotsugar & quot é o dissacarídeo sacarose, que é extraído da cana-de-açúcar ou da beterraba. A sacarose é o mais doce dos dissacarídeos. É quase três vezes mais doce que a maltose e seis vezes mais doce que a lactose. Nos últimos anos, a sacarose foi substituída em muitos produtos comerciais pelo xarope de milho, que é obtido quando os polissacarídeos do amido de milho são quebrados. O xarope de milho é principalmente glicose, que é apenas cerca de 70% tão doce quanto a sacarose. A frutose, entretanto, é cerca de duas vezes e meia mais doce que a glicose. Portanto, foi desenvolvido um processo comercial que usa uma enzima isomerase para converter cerca de metade da glicose do xarope de milho em frutose (consulte o Problema Prático 4). Este adoçante de milho com alto teor de frutose é tão doce quanto a sacarose e tem amplo uso em refrigerantes.

Os monossacarídeos e dissacarídeos representam apenas uma pequena fração da quantidade total de carboidratos no mundo natural. A grande maioria dos carboidratos na natureza está presente como polissacarídeos, que têm pesos moleculares relativamente grandes. Os polissacarídeos têm duas funções principais. Eles são usados ​​por plantas e animais para armazenar glicose como uma fonte de energia alimentar futura e fornecem parte da estrutura mecânica das células.

Muito poucas formas de vida recebem um suprimento constante de energia de seu ambiente. Para sobreviver, as células vegetais e animais tiveram que desenvolver uma maneira de armazenar energia durante os tempos de abundância, a fim de sobreviver aos tempos de escassez que se seguem. As plantas armazenam energia alimentar como polissacarídeos conhecidos como amido. Existem dois tipos básicos de amido: amilose e amilopectina. Amilose é encontrado em algas e outras formas inferiores de plantas. É um polímero linear de aproximadamente 600 resíduos de glicose, cuja estrutura pode ser prevista pela adição de anéis a -D-glucopiranose à estrutura da maltose. Amilopectina é a forma dominante de amido nas plantas superiores. É um polímero ramificado de cerca de 6.000 resíduos de glicose com ramificações em 1 em cada 24 anéis de glicose. Uma pequena porção da estrutura da amilopectina é mostrada na figura abaixo.

O polissacarídeo que os animais usam para o armazenamento de energia alimentar de curto prazo é conhecido como glicogênio. O glicogênio tem quase a mesma estrutura da amilopectina, com duas pequenas diferenças. A molécula de glicogênio é quase duas vezes maior que a amilopectina e tem quase o dobro de ramos.

Há uma vantagem para polissacarídeos ramificados, como amilopectina e glicogênio. Durante os períodos de escassez, as enzimas atacam uma extremidade da cadeia do polímero e cortam as moléculas de glicose, uma de cada vez. Quanto mais ramificações, mais pontos a enzima ataca o polissacarídeo. Assim, um polissacarídeo altamente ramificado é mais adequado para a liberação rápida de glicose do que um polímero linear.

Os polissacarídeos também são usados ​​para formar as paredes das células vegetais e bacterianas. As células que não têm parede celular frequentemente se rompem em soluções cujas concentrações de sal são muito baixas (hipotônicas) ou muito altas (hipertônicas). Se a força iônica da solução for muito menor do que a célula, a pressão osmótica força a água para dentro da célula para equilibrar o sistema, o que faz com que a célula se rompa. Se a força iônica da solução for muito alta, a pressão osmótica força a água para fora da célula, e a célula se abre à medida que encolhe. A parede celular fornece a resistência mecânica que ajuda a proteger as células vegetais que vivem em lagoas de água doce (pouco sal) ou água do mar (muito sal) do choque osmótico. A parede celular também fornece a resistência mecânica que permite às células vegetais suportar o peso de outras células.

O polissacarídeo estrutural mais abundante é a celulose. Há tanta celulose nas paredes celulares das plantas que é a mais abundante de todas as moléculas biológicas. A celulose é um polímero linear de resíduos de glicose, com uma estrutura que se assemelha mais à amilose do que à amilopectina, conforme mostrado na figura abaixo. A diferença entre celulose e amilose pode ser vista comparando os valores de amilose e celulose. A celulose é formada pela ligação de anéis de b-glicopiranose, em vez dos anéis de a-glicopiranose no amido e no glicogênio.

O substituinte -OH que serve como ligação primária entre os anéis de -glucopiranose no amido e no glicogênio é perpendicular ao plano do anel de seis membros. Como resultado, os anéis de glucopiranose nesses carboidratos formam uma estrutura que lembra as escadas de uma escada. O substituinte -OH que liga os anéis de b-glucopiranose na celulose encontra-se no plano do anel de seis membros. Esta molécula, portanto, se estende de forma linear. Isso torna mais fácil a formação de fortes ligações de hidrogênio entre os grupos -OH de moléculas adjacentes. Isso, por sua vez, dá à celulose a rigidez necessária para servir como fonte da estrutura mecânica das células vegetais.

A celulose e o amido fornecem um excelente exemplo da ligação entre a estrutura e a função das biomoléculas. Na virada do século, Emil Fischer sugeriu que a estrutura de uma enzima é compatível com a substância sobre a qual atua, da mesma forma que uma fechadura e uma chave são combinadas. Assim, as enzimas amilases na saliva que quebram as ligações a entre as moléculas de glicose no amido não podem atuar nas ligações b na celulose.

A maioria dos animais não consegue digerir a celulose porque não tem uma enzima que pode quebrar as ligações b entre as moléculas de glicose. A celulose em sua dieta, portanto, serve apenas como fibra ou volumoso. O trato digestivo de alguns animais, como vacas, cavalos, ovelhas e cabras, contém bactérias que possuem enzimas que clivam essas ligações b, para que esses animais possam digerir a celulose.

Os cupins são um exemplo da relação simbiótica entre bactérias e organismos superiores. Os cupins não conseguem digerir a celulose da madeira que comem, mas seus tratos digestivos estão infestados de bactérias que podem. Proponha uma maneira simples de livrar uma casa dos cupins, sem matar outros insetos que possam ser benéficos.

Por muitos anos, os bioquímicos consideraram os carboidratos como compostos monótonos e inertes que preenchiam o espaço entre as moléculas excitantes na célula - as proteínas. Os carboidratos eram impurezas a serem removidas ao "purificar" uma proteína. Os bioquímicos agora reconhecem que a maioria das proteínas são, na verdade, glicoproteínas, em que os carboidratos estão covalentemente ligados à cadeia da proteína. As glicoproteínas desempenham um papel particularmente importante na formação das paredes celulares rígidas que circundam as células bacterianas.


O que é um dissacarídeo

Dissacarídeos são moléculas de açúcar compostas por dois monossacarídeos. Portanto, todo dissacarídeo é composto de dois anéis químicos. A ligação entre dois monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica. Os dissacarídeos também são açúcares simples. Os dissacarídeos são classificados em dois grupos de acordo com sua força redutora.

  • Açúcares redutores & # 8211 podem atuar como um agente redutor
  • Açúcares não redutores & # 8211 não podem atuar como um agente redutor

Figura 03: Estrutura de um dissacarídeo

Portanto, alguns dissacarídeos são açúcares redutores e outros não. Todos os dissacarídeos são solúveis em água e incolores quando dissolvidos em água. Alguns dissacarídeos são doces, mas outros não.


16.5: Propriedades dos monossacarídeos

Monossacarídeos como glicose e frutose são sólidos cristalinos em temperatura ambiente, mas são bastante solúveis em água, cada molécula tendo vários grupos OH que prontamente se engajam em ligações de hidrogênio. O comportamento químico desses monossacarídeos também é determinado por seus grupos funcionais.

Uma reação importante dos monossacarídeos é a oxidação do grupo aldeído, um dos grupos funcionais orgânicos mais facilmente oxidados. A oxidação do aldeído pode ser realizada com qualquer agente oxidante suave, como o reagente Tollens & rsquo ou o reagente Benedict & rsquos. Com o último, íons de cobre (II) complexados são reduzidos a íons de cobre (I) que formam um precipitado vermelho-tijolo [Figura de óxido de cobre (I) ( PageIndex <1> )].

Qualquer carboidrato capaz de reduzir os reagentes de Tollens & rsquo ou Benedict & rsquos sem primeiro sofrer hidrólise é considerado um açúcar redutor. Como os reagentes de Tollens & rsquo e Benedict & rsquos são soluções básicas, as cetoses (como a frutose) também fornecem testes positivos devido ao equilíbrio que existe entre as cetoses e as aldoses em uma reação conhecida como tautomerismo.

Figura ( PageIndex <1> ): Teste de Benedict & rsquos. O teste de Benedict & rsquos foi realizado em três carboidratos, representados da esquerda para a direita: frutose, glicose e sacarose. A solução contendo sacarose permanece azul porque a sacarose é um açúcar não redutor.

Essas reações têm sido usadas como testes de diagnóstico simples e rápidos para a presença de glicose no sangue ou na urina. Por exemplo, os comprimidos Clinitest, que são usados ​​para testar o açúcar na urina, contêm íons cobre (II) e são baseados no teste Benedict & rsquos. A cor verde indica muito pouco açúcar, enquanto a cor vermelho tijolo indica açúcar em excesso de 2 g / 100 mL de urina.


Estruturas Moleculares

Carboidratos pode ser representado pela fórmula (CH2O)n, onde n é o número de carbonos na molécula. Em outras palavras, a proporção de carbono para hidrogênio e oxigênio é de 1: 2: 1 nas moléculas de carboidratos. Esta fórmula também explica a origem do termo & # 8220carboidrato & # 8221: os componentes são carbono (& # 8220carbo & # 8221) e os componentes da água (portanto, & # 8220 hidrato & # 8221). Os carboidratos são classificados em três subtipos: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.

Monossacarídeos

Monossacarídeos (mono& # 8211 = & # 8220one & # 8221 sacarino& # 8211 = & # 8220sweet & # 8221) são açúcares simples, dos quais o mais comum é a glicose. Em monossacarídeos, o número de carbonos geralmente varia de três a sete. A maioria dos nomes de monossacarídeos termina com o sufixo & # 8211ose. Se o açúcar tiver um grupo aldeído (o grupo funcional com a estrutura R-CHO), ele é conhecido como uma aldose, e se tiver um grupo cetona (o grupo funcional com a estrutura RC (= O) R ′), ele é conhecido como cetose. Dependendo do número de carbonos do açúcar, eles também podem ser conhecidos como trioses (três carbonos), pentoses (cinco carbonos) e / ou hexoses (seis carbonos). Consulte a Figura 1 para uma ilustração dos monossacarídeos.

Figura 1. Monossacarídeos são classificados com base na posição de seu grupo carbonila e o número de carbonos na estrutura. As aldoses possuem um grupo carbonila (indicado em verde) no final da cadeia de carbono, e as cetoses possuem um grupo carbonila no meio da cadeia de carbono. Trioses, pentoses e hexoses têm três, cinco e seis estruturas de carbono, respectivamente.

A fórmula química da glicose é C6H12O6. Em humanos, a glicose é uma importante fonte de energia. Durante a respiração celular, a energia é liberada da glicose, e essa energia é usada para ajudar a produzir trifosfato de adenosina (ATP). As plantas sintetizam glicose usando dióxido de carbono e água, e a glicose, por sua vez, é usada para as necessidades de energia da planta. O excesso de glicose é freqüentemente armazenado como amido que é catabolizado (a quebra de moléculas maiores pelas células) por humanos e outros animais que se alimentam de plantas.

Galactose e frutose são outros monossacarídeos comuns - a galactose é encontrada nos açúcares do leite e a frutose é encontrada nos açúcares das frutas. Embora glicose, galactose e frutose tenham a mesma fórmula química (C6H12O6), eles diferem estrutural e quimicamente (e são conhecidos como isômeros) por causa do arranjo diferente de grupos funcionais em torno do carbono assimétrico, todos esses monossacarídeos têm mais de um carbono assimétrico.

Os monossacarídeos podem existir como uma cadeia linear ou como moléculas em forma de anel em soluções aquosas; geralmente são encontrados em formas de anel.

Dissacarídeos

Dissacarídeos (di& # 8211 = & # 8220two & # 8221) se formam quando dois monossacarídeos sofrem uma reação de desidratação (também conhecida como reação de condensação ou síntese de desidratação). Durante esse processo, o grupo hidroxila de um monossacarídeo se combina com o hidrogênio de outro monossacarídeo, liberando uma molécula de água e formando uma ligação covalente (Figura 2).

Figura 2. A sacarose é produzida a partir da reação química entre dois açúcares simples chamados glicose e frutose.

Os dissacarídeos comuns incluem lactose, maltose e sacarose. A lactose é um dissacarídeo que consiste nos monômeros glicose e galactose. É encontrado naturalmente no leite. A maltose, ou açúcar do malte, é um dissacarídeo formado por uma reação de desidratação entre duas moléculas de glicose. O dissacarídeo mais comum é a sacarose, ou açúcar de mesa, que é composto pelos monômeros glicose e frutose.

Polissacarídeos

Uma longa cadeia de monossacarídeos ligados por ligações covalentes é conhecida como um polissacarídeo (poli& # 8211 = “muitos”). A cadeia pode ser ramificada ou não ramificada e pode conter diferentes tipos de monossacarídeos. Os polissacarídeos podem ser moléculas muito grandes. Amido, glicogênio, celulose e quitina são exemplos de polissacarídeos.

O amido é a forma armazenada de açúcares nas plantas e é composto por amilose e amilopectina (ambos polímeros de glicose). As plantas são capazes de sintetizar glicose, e o excesso de glicose é armazenado como amido em diferentes partes da planta, incluindo raízes e sementes. O amido que é consumido pelos animais é dividido em moléculas menores, como a glicose. As células podem então absorver a glicose.

Figura 3. Amilose e amilopectina são duas formas diferentes de amido. O glicogênio é a forma de armazenamento de glicose em humanos e outros vertebrados e é composto de monômeros de glicose.

O glicogênio é a forma de armazenamento de glicose em humanos e outros vertebrados, e é composto de monômeros de glicose. O glicogênio é o equivalente animal do amido e é uma molécula altamente ramificada geralmente armazenada no fígado e nas células musculares. Sempre que os níveis de glicose diminuem, o glicogênio é quebrado para liberar a glicose.

A celulose é um dos biopolímeros naturais mais abundantes. As paredes celulares das plantas são feitas principalmente de celulose, que fornece suporte estrutural à célula. Madeira e papel são principalmente de natureza celulósica. A celulose é composta de monômeros de glicose que estão ligados por ligações entre átomos de carbono específicos na molécula de glicose.

Todos os outros monômeros de glicose na celulose são virados e embalados firmemente como longas cadeias estendidas. Isso dá à celulose sua rigidez e alta resistência à tração - o que é muito importante para as células vegetais. A celulose que passa pelo nosso sistema digestivo é chamada de fibra alimentar. Embora as ligações glicose-glicose na celulose não possam ser quebradas por enzimas digestivas humanas, herbívoros como vacas, búfalos e cavalos são capazes de digerir grama rica em celulose e usá-la como fonte de alimento. Nesses animais, certas espécies de bactérias residem no rúmen (parte do sistema digestivo dos herbívoros) e secretam a enzima celulase. O apêndice também contém bactérias que decompõem a celulose, o que lhe confere um papel importante no sistema digestivo dos ruminantes. As celulases podem quebrar a celulose em monômeros de glicose que podem ser usados ​​como fonte de energia pelo animal.

Figura 4. Na celulose, os monômeros de glicose estão ligados em cadeias não ramificadas por ligações glicosídicas β 1-4. Por causa da maneira como as subunidades de glicose são unidas, cada monômero de glicose é invertido em relação ao próximo, resultando em uma estrutura linear e fibrosa.

Figura 5. Os insetos têm um exoesqueleto externo rígido feito de quitina, um tipo de polissacarídeo.

Conforme mostrado na Figura 4, todos os outros monômeros de glicose na celulose são invertidos e os monômeros são compactados firmemente como cadeias longas estendidas. Isso dá à celulose sua rigidez e alta resistência à tração - o que é muito importante para as células vegetais.

Os carboidratos têm outras funções em diferentes animais. Os artrópodes, como insetos, aranhas e caranguejos, têm um esqueleto externo, denominado exoesqueleto, que protege as partes internas do corpo. Este exoesqueleto é feito da macromolécula biológica quitina, que é um carboidrato nitrogenado. É feito de unidades repetidas de um açúcar modificado contendo nitrogênio.

Dietista Registrado

Figura 6. Nutricionista Nutricionista Registrada (RDN) Chef Brenda Thompson trabalha com a equipe do serviço de alimentação para preparar sua receita de burrito para o café da manhã durante o teste de degustação da escola projetado pelo chef em Idaho. Graças a uma bolsa de Nutrição da Equipe do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA), a Chef Brenda Thompson, da RDN, desenvolveu receitas para o livro de receitas do Almoço Escolar Projetado pelo Chef.

A obesidade é um problema de saúde mundial e muitas doenças, como diabetes e doenças cardíacas, estão se tornando mais prevalentes por causa da obesidade. Esta é uma das razões pelas quais os nutricionistas registrados são cada vez mais procurados para aconselhamento. Os nutricionistas registrados ajudam a planejar programas alimentares e nutricionais para indivíduos em vários ambientes. Freqüentemente, trabalham com pacientes em centros de saúde, elaborando planos de nutrição para prevenir e tratar doenças. Por exemplo, os nutricionistas podem ensinar a um paciente com diabetes como controlar os níveis de açúcar no sangue comendo os tipos e quantidades corretas de carboidratos. Os nutricionistas também podem trabalhar em lares de idosos, escolas e consultórios particulares.

Para se tornar um nutricionista registrado, é necessário obter pelo menos um diploma de bacharel em dietética, nutrição, tecnologia de alimentos ou áreas afins. Além disso, os nutricionistas registrados devem concluir um programa de estágio supervisionado e passar em um exame nacional. Aqueles que buscam carreiras em dietética fazem cursos de nutrição, química, bioquímica, biologia, microbiologia e fisiologia humana. Os nutricionistas devem se tornar especialistas na química e nas funções dos alimentos (proteínas, carboidratos e gorduras).

Em resumo: Estrutura e função dos carboidratos

Carboidratos são um grupo de macromoléculas que são uma fonte de energia vital para a célula e fornecem suporte estrutural para células vegetais, fungos e todos os artrópodes que incluem lagostas, caranguejos, camarões, insetos e aranhas. Os carboidratos são classificados como monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos, dependendo do número de monômeros na molécula. Os monossacarídeos estão ligados por ligações glicosídicas que são formadas a partir de reações de desidratação, formando dissacarídeos e polissacarídeos com a eliminação de uma molécula de água para cada ligação formada. Glicose, galactose e frutose são monossacarídeos comuns, enquanto os dissacarídeos comuns incluem lactose, maltose e sacarose. Amido e glicogênio, exemplos de polissacarídeos, são as formas de armazenamento de glicose em plantas e animais, respectivamente. As cadeias polissacarídicas longas podem ser ramificadas ou não ramificadas. A celulose é um exemplo de polissacarídeo não ramificado, enquanto a amilopectina, um constituinte do amido, é uma molécula altamente ramificada. O armazenamento de glicose, na forma de polímeros como o amido de glicogênio, torna-o ligeiramente menos acessível para o metabolismo, no entanto, isso impede que vaze para fora da célula ou crie uma alta pressão osmótica que poderia causar absorção excessiva de água pela célula.


Diferença entre dissacarídeo e monossacarídeo

Os carboidratos são um grupo de compostos que são definidos como "poli-hidroxialdeídos e cetonas ou substâncias que se hidrolisam para produzir poli-hidroxialdeídos e cetonas". Os carboidratos são o tipo mais abundante de moléculas orgânicas na Terra. Eles são a fonte de energia química dos organismos vivos. Não só isso, eles servem como importantes constituintes dos tecidos. Os carboidratos são sintetizados nas plantas e em alguns microrganismos por fotossíntese. Os carboidratos têm esse nome porque têm a fórmula C x (H 2 O) x , e isso parecia hidratos de carbono. O carboidrato pode ser novamente categorizado em três como monossacarídeo, dissacarídeo e polissacarídeo. Dissacarídeos e monossacarídeos são prontamente solúveis em água e têm sabor doce. Eles podem ser cristalizados. Como existem algumas semelhanças entre os dois, também há uma série de diferenças.

Monossacarídeo

Monossacarídeos são o tipo de carboidrato mais simples. Monossacarídeo tem a fórmula C x (H 2 O) x . Eles não podem ser hidrolisados ​​em carboidratos mais simples. Eles são doces no sabor. Todos os monossacarídeos são açúcares redutores. Portanto, eles dão resultados positivos com reagentes benedicts 'ou Fehling. Monossacarídeos são classificados de acordo com,

  • O número de átomos de carbono presentes na molécula
  • Se eles contêm um grupo aldeído ou ceto

Portanto, um monossacarídeo com seis átomos de carbono é chamado de hexose. Se houver cinco átomos de carbono, é uma pentose. Além disso, se o monossacarídeo tiver um grupo aldeído, ele é chamado de aldose. Um monossacarídeo com um grupo cetônico é denominado cetose. Entre eles, os monossacarídeos mais simples são o gliceraldeído (uma aldotriose) e a diidroxiacetona (uma cetotriose). A glicose é outro exemplo comum de monossacarídeo. Para monossacarídeos, podemos desenhar uma estrutura linear ou cíclica. Em solução, a maioria das moléculas está na estrutura cíclica. Por exemplo, quando uma estrutura cíclica está se formando na glicose, o -OH no carbono 5 é convertido na ligação éter para fechar o anel com o carbono 1. Isso forma uma estrutura em anel de seis membros. O anel também é chamado de anel hemiacetal, devido à presença de carbono que possui um grupo de oxigênio éter e um grupo de álcool.

Dissacarídeo

Dissacarídeo é a combinação de dois monossacarídeos. Quando dois monossacarídeos são unidos, uma ligação éster é formada entre quaisquer dois grupos –OH. Normalmente isso acontece entre o 1º e o 4º grupos –OH em dois monossacarídeos. A ligação formada entre os dois monômeros é conhecida como ligação glicosídica. Durante esta reação, uma molécula de água é removida. Portanto, esta é uma reação de condensação. Às vezes, os dois monômeros em um dissacarídeo são iguais e às vezes são diferentes. Por exemplo, para produzir maltose, duas moléculas de glicose estão participando. A frutose é produzida pela reação de condensação entre a glicose e a frutose, enquanto a lactose é produzida a partir da glicose e da galactose. Dissacarídeos também são comuns na natureza. Por exemplo, a sacarose é encontrada em frutas e vegetais. Os dissacarídeos podem ser hidrolisados ​​e produzir os monômeros relevantes de volta. Eles são doces no sabor e podem ser cristalizados. A maioria dos dissacarídeos pode ser hidrolisada, exceto a sacarose.

Qual é a diferença entre Monossacarídeo e dissacarídeo?

• Monossacarídeos são os carboidratos mais simples.

• Dissacarídeos são feitos da combinação de monossacarídeos.

• Os monossacarídeos têm peso molecular inferior que os dissacarídeos.

• Os dissacarídeos podem ser hidrolisados, enquanto os monossacarídeos não.

• Todos os monossacarídeos são açúcares redutores. Mas nem todos os dissacarídeos são.


Carboidratos servem 2 funções principais: energia e estrutura. Como energia, eles podem ser simples para utilização rápida ou complexos para armazenamento. Açúcares simples são monômeros chamados monossacarídeos. Estes são rapidamente levados para as células e usados ​​imediatamente para obter energia. O monossacarídeo mais importante é a glicose (C6H12O6), uma vez que é a fonte de energia preferida para as células. A conversão deste produto químico em energia celular pode ser descrita pela equação abaixo:

Os polímeros longos de carboidratos são chamados polissacarídeos e não são prontamente levados para as células para uso como energia. Estes são usados ​​frequentemente para armazenamento de energia. Exemplos de moléculas de armazenamento de energia são amilose, ou amido, (plantas) e glicogênio (animais). Alguns polissacarídeos são tão longos e complexos que são usados ​​para estruturas como celulose nas paredes celulares das plantas. A celulose é muito grande e praticamente indigerível, o que a torna inadequada como fonte de energia prontamente disponível para as células.

Carboidratos: Os carboidratos são compostos de unidades de açúcar denominadas -sacarídeos.

Muitos monossacarídeos, como glicose e frutose são reduzindo açúcares,o que significa que eles possuem aldeído ou cetona grupos que reduzem os agentes oxidantes fracos, como o cobre no reagente de Benedict & rsquos. A ligação dupla no grupo carbonila é uma fonte de elétrons que podem ser doados para outra coisa. Ou seja, esses elétrons podem ser & ldquoperdido& rdquo pelo açúcar e & ldquoganhou& rdquo por outro produto químico. Reagente Benedict & rsquos contém íon cúprico (cobre) complexado com citrato em solução alcalina. O teste de Benedict & rsquos identifica açúcares redutores com base em sua capacidade de reduzir os íons cúpricos (Cu 2+) a óxido cúproso (Cu +) em pH básico (alto). O óxido cuproso varia de verde a laranja-avermelhado. A grosso modo, redução é um tipo de reação química emparelhado com oxidação. Em reações de oxidação / redução (RedOx), algum produto químico perde elétrons (oxidado) para outro produto químico que os ganha (reduzido). Lembramos se um composto é reduzido ou ganho usando o pneumônico: LEO vai GER ou euoss de Electrons é Oxidação e amp Gain de Electrons é Redução.

Os monossacarídeos contêm um grupo carbonila. O carbonil é uma fonte de elétrons (a ligação dupla do oxigênio). Esses elétrons podem ser doados (ou perdidos e oxidados) para reduzir outro composto (que ganha esses elétrons).

A glicose é o carboidrato preferido das células. Em solução, ele pode mudar de uma cadeia linear para um anel.

Monossacarídeos são capazes de isomerizando. Isso significa que eles se alternam na estrutura de uma cadeia linear para uma forma de anel em solução. Na forma de cadeia, o aldeído está livre para doar (perder) elétrons para reduzir outro composto. Quando os monossacarídeos sofrem síntese por desidratação para formar polímeros, eles não podem mais se isomerizar em cadeias com aldeídos livres e são incapazes de agir como açúcares redutores. A cor verde indica uma pequena quantidade de açúcares redutores e a cor laranja-avermelhada indica uma abundância de açúcares redutores. Os açúcares não redutores não produzem nenhuma mudança na cor (ou seja, a solução permanece azul).

Observação: Cu 2+ tem menos elétrons que Cu +.

Quando os monossacarídeos sofrem síntese por desidratação para formar polímeros, eles não podem mais se isomerizar em cadeias com aldeídos livres e são incapazes de agir como açúcares redutores. A cor verde indica uma pequena quantidade de açúcares redutores e a cor laranja-avermelhada indica uma abundância de açúcares redutores. Os açúcares não redutores não produzem nenhuma mudança na cor (ou seja, a solução permanece azul).

Carboidratos Estruturais

Na alimentação, os carboidratos mais complexos são derivados de polissacarídeos maiores. Esses carboidratos maiores são bastante insolúveis em água. Fibra dietética é o nome dado a materiais indigeríveis nos alimentos, na maioria das vezes derivados de carboidratos complexos de materiais vegetais. Parte desse material serve às plantas como componente estrutural das células e é completamente insolúvel. Celulose é o principal carboidrato estrutural encontrado nas paredes celulares das plantas. Da mesma forma, animais e fungos têm carboidratos estruturais que são compostos do composto indigestível chamado quitina. Não iremos testar esses itens.

A celulose é um carboidrato complexo de moléculas de glicose. É o principal componente estrutural das paredes das células vegetais. Sua durabilidade estrutural é aumentada por ligações de hidrogênio intramoleculares.

A quitina é um carboidrato estrutural encontrado em conchas de animais ou paredes celulares de fungos. O polímero contém grupos amida que o diferenciam de outros carboidratos compostos de glicose.


Formação e decomposição de dissacarídeos

Quando dissacarídeos são formados a partir de monossacarídeos, um grupo -OH (hidroxila) é removido de uma molécula e um H (hidrogênio) é removido da outra. As ligações glicosídicas são formadas para unir as moléculas, estas são ligações covalentes entre uma molécula de carboidrato e outro grupo (que não precisa necessariamente ser outro carboidrato). O H e o -OH que foram removidos dos dois monossacarídeos se unem para formar uma molécula de água, H2O. For this reason, the process of forming a disaccharide from two monosaccharides is called a dehydration reaction or condensation reaction.

When disaccharides are broken down into their monosaccharide components via enzymes, a water molecule is added. This process is called hydrolysis. It should not be confused with the process of dissolution, which happens when sugar is dissolved in water, for example. The sugar molecules themselves do not change structure when they are dissolved. The solid sugar simply turns into liquid and becomes a solute, or a dissolved component of a solution.


Why are disaccharides less reducing than monosaccharides? - Biologia

Simple sugars are far and away the predominant carbohydrate absorbed in the digestive tract, and in many animals the most important source of energy. Monosaccharides, however, are only rarely found in normal diets. Rather, they are derived by enzymatic digestion of more complex carbohydrates within the digestive tube.

Particularly important dietary carbohydrates include starch and disaccharides such as lactose and sucrose. None of these molecules can be absorbed for the simple reason that they cannot cross cell membranes unaided and, unlike the situation for monosaccharides, there are no transporters to carry them across.

This section will focus on understanding the processes involved in assimilation of three important carbohydrates: starch, lactose and sucrose. The key concepts involved in all three cases are that:

  • the final enzymatic digestion that liberates monosaccharides is conducted by enzymes that are tethered in the lumenal plasma membrane of absorptive enterocytes (so-called "brush border hydrolyases").
  • glucose generated by digestion of starch or lactose is absorbed in the small intestine only by cotransport with sodium, a fact that has exceptionally important implications in medicine.

Brush Border Hydrolases Generate Monosaccharides

Polysaccharides and disaccharides must be digested to monosaccharides prior to absorption and the key players in these processes are the brush border hydrolases, which include maltase, lactase and sucrase. Dietary lactose and sucrose are "ready" for digestion by their respective brush border enzymes. Starch, as discussed previously, is first digested to maltose by amylase in pancreatic secretions and, in some species, saliva.

Dietary lactose and sucrose, and maltose derived from digestion of starch, diffuse in the small intestinal lumen and come in contact with the surface of absorptive epithelial cells covering the villi where they engage with brush border hydrolases:

  • maltase cleaves maltose into two molecules of glucose
  • lactase cleaves lactose into a glucose and a galactose
  • sucrase cleaves sucrose into a glucose and a fructose

At long last, we're ready to actually absorb these monosaccharides. Glucose and galactose are taken into the enterocyte by cotransport with sodium using the same transporter. Fructose enters the cell from the intestinal lumen via facilitated diffusion through another transporter.

Absorption of Glucose and Other Monosaccharides: Transport Across the Intestinal Epithelium

Absorption of glucose entails transport from the intestinal lumen, across the epithelium and into blood. The transporter that carries glucose and galactose into the enterocyte is the sodium-dependent hexose transporter, known more formally as SGLUT-1. As the name indicates, this molecule transports both glucose and sodium ion into the cell and in fact, will not transport either alone.

The essence of transport by the sodium-dependent hexose transporter involves a series of conformational changes induced by binding and release of sodium and glucose, and can be summarized as follows:

  1. the transporter is initially oriented facing into the lumen - at this point it is capable of binding sodium, but not glucose
  2. sodium binds, inducing a conformational change that opens the glucose-binding pocket
  3. glucose binds and the transporter reorients in the membrane such that the pockets holding sodium and glucose are moved inside the cell
  4. sodium dissociates into the cytoplasm, causing glucose binding to destabilize
  5. glucose dissociates into the cytoplasm and the unloaded transporter reorients back to its original, outward-facing position

Fructose is not co-transported with sodium. Rather it enters the enterocyte by another hexose transporter (GLUT5).

Once inside the enterocyte, glucose and sodium must be exported from the cell into blood. We've seen previously how sodium is rapidly shuttled out in exchange for potassium by the battery of sodium pumps on the basolateral membrane, and how that process maintains the electrochemical gradient across the epithelium. The energy stored in this gradient is actually what is driving glucose entry through the sodium-dependent hexose transporter described above. Recall also how the massive transport of sodium out of the cell establishes the osmotic gradient responsible for absorption of water.

Glucose, galactose and fructose are tranported out of the enterocyte through another hexose transporter (called GLUT-2) in the basolateral membrane. These monosaccharides then diffuse "down" a concentration gradient into capillary blood within the villus.

Absorption of Water and Electrolytes

Absorption of Amino Acids and Peptides


Resumo da Seção

Carbohydrates are a group of macromolecules that are a vital energy source for the cell and provide structural support to plant cells, fungi, and all of the arthropods that include lobsters, crabs, shrimp, insects, and spiders. Carbohydrates are classified as monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides depending on the number of monomers in the molecule. Monosaccharides are linked by glycosidic bonds that are formed as a result of dehydration reactions, forming disaccharides and polysaccharides with the elimination of a water molecule for each bond formed. Glucose, galactose, and fructose are common monosaccharides, whereas common disaccharides include lactose, maltose, and sucrose. Starch and glycogen, examples of polysaccharides, are the storage forms of glucose in plants and animals, respectively. The long polysaccharide chains may be branched or unbranched. Cellulose is an example of an unbranched polysaccharide, whereas amylopectin, a constituent of starch, is a highly branched molecule. Storage of glucose, in the form of polymers like starch of glycogen, makes it slightly less accessible for metabolism however, this prevents it from leaking out of the cell or creating a high osmotic pressure that could cause excessive water uptake by the cell.


Assista o vídeo: Carboidratos - Aula 04 - Dissacarídeos (Janeiro 2022).