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Glicídios

Conceitos Gerais

Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza.

Para muitos carboidratos, a fórmula geral é: [C(H2O)]n, daí o nome "carboidrato", ou "hidratos de carbono"

São moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas:

Fonte de energia
Reserva de energia
Estrutural
Matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas

Monossacarídeos

São os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes.

Quimicamente è São polihidroxialdeídos (ou aldoses) - ou polihidroxicetonas (ou cetoses), sendo os mais simples monossacarídeos compostos com no mínimo 3 carbonos:

O Gliceraldeído
A Dihidroxicetona

Feita exceção à dihidroxicetona, todos os outros monossacarídeos - e por extensão, todos os outros carboidratos - possuem centros de assimetria (ou quirais), e fazem isomeria óptica.

A classificação dos monossacarídeos também pode ser baseada no número de carbonos de suas moléculas; assim sendo, as TRIOSES são os monossacarídeios mais simples, seguidos das TETROSES, PENTOSES, HEXOSES, HEPTOSES, etc.

Destes, os mais importantes são as Pentoses e as Hexoses.

As pentoses mais importantes são:

Ribose
Arabinose
Xilose

As hexoses mais importantes são:

Glicose
Galactose
Manose
Frutose

Monossacarídeos em Solução Aquosa:

Os monossacarídeos em solução aquosa estão presentes na sua forma aberta em uma proporção de apenas 0,02%

O restante das moléculas está ciclizada na forma de um anel hemiacetal de 5 ou de 6 vértices.

O anel de 5 vértices é chamado de anel furanosídico

O anel de 6 vértices é chamado de anel piranosídico

Na estrutura do anel, o carbono onde ocorre a formação do hemiacetal é denominado "Carbono Anomérico", e sua hidroxila pode assumir 2 formas:

Alfa è Quando ela fica para baixo do plano do anel
Beta è Quando ela fica para cima do plano do anel

A interconversão entre estas formas é dinâmica e denomina-se Mutarrotação

Exemplo: Para a molécula da glicose, em solução aquosa, temos as seguintes proporções:

b - D - Glicopiranose: 62%
a - D - Glicopiranose: 38%
a - D - Glicofuranose: menos de 0,5%
b - D - Glicofuranose: menos de 0,5%
Forma aberta: menos de 0,02%

As outras hidroxilas da molécula, quando representadas na forma em anel, seguem a convenção:

Se estavam para a direita è Para baixo do plano do anel
Se estavam para a esquerda è para cima do plano do anel.

Existe ainda a possibilidade de se dividir as estruturas em anel em 2 grupos, conforme sua configuração espacial:

Estrutura em cadeira è mais comum
Estrutura em barco

Monossacarídeos Epímeros è São monossacarídeos que diferem entre si na posição de apenas uma hidroxila. Exs:

Glicose e Galactose são epímeros em C4
Glicose e Manose são epímeros em C2

Dissacarídeos

São carboidratos ditos Glicosídeos, pois são formados a partir da ligação de 2 monossacarídeos através de ligações especiais denominadas "Ligações Glicosídicas"

A Ligação Glicosídica è Ocorre entre o carbono anomérico de um monossacarídeo e qualquer outro carbono do monossacarídeo seguinte, através de suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água.

Os glicosídeos podem ser formados também pela ligação de um carboidrato a uma estrutura não-carboidrato, como uma proteína, por exemplo.

O tipo de ligação glicosídica é definido pelos carbonos envolvidos e pelas configurações de suas hidroxilas. Exs:

Na Maltose è Gli a (1,4)-Gli
Na Sacarose è Gli a (1,2)-b -Fru
Na Lactose è Gal b (1,4)-Gli

Polissacarídeos

São os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas.

Os polissacarídeos mais importantes são os formados pela polimerização da glicose, em número de 3:

O Amido

É o polissacarídeo de reserva da célula vegetal

Formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações a (1,4) e poucas ligações a (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia

Sua molécula é muito linear, e forma hélice em solução aquosa.

O Glicogênio

É o polissacarídeo de reserva da célula animal

Muito semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações a (1,6), o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula

Os vários pontos de ramificação constituem um importante impedimento à formação de uma estrutura em hélice

A Celulose

É o carboidrato mais abundante na natureza

Possui função estrutural na célula vegetal, como um componente importante da parede celular

Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é um polímero de glicose, mas formada por ligações tipo b (1,4).

Este tipo de ligação glicosídica confere á molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.

Fonte: www.enq.ufsc.br

Glicídios

Os glicídios (poliidroxialdeído ou poliidroxicetonas) são as biomoléculas mais abundantes no planeta, tendo como funções básicas: reserva energética e estrutural, Para um entendimento completo dessas moléculas é indispensável o conhecimento de suas estruturas, suas reações e como eles são identificados nos laboratórios. O reagente de molish (solução alcoólica de a-naftol a 5%) sob a ação do ácido sulfúrico concentrada, os glicídios formam o composto furfural ou os seus derivados. Essas substâncias condensam-se com o a- naftol e produzem um composto de cor violeta, mostrando que a reação deu positiva para a presença de glicídios, embora não sendo especifica, pois se processa com outras substancias.

O reagente de lugol(solução com iodo) forma com o amido um complexo de cor azulada, e com o glicogênio cor vermelha, não produzindo coloração com o iodo, celulose, mono e dissacaridios. O reativo de Benedicte (citrato de sódio, carbonato de sódio anidro, e sulfato de cobre) reage em meio alcalino com a hidroxila anomérica livre (oxi-redução) formando óxido de cobre de cor vermelha ou amarela. A reação de Seliwanoff (resorcinol diluído em acido clorídrico) diferencia aldeído de Cetose, formando um composto avermelhado para a função cetose (reação positiva). É bastante comum a utilização de ácidos fortes tais como: ácido clorídrico e ácido sulfúrico concentrado para a hidrólise de osídios (oligossacarídeos e polissacarídeos), para melhores estudos de suas unidades mais simples. (VILLELA, 1973).

Essa prática teve como objetivo a caracterização e demonstração das reações clássicas, com o estudo dirigido para os aspectos qualitativos das reações com os glicídios: Identificação de glicídios, identificação de redutores, diferenciação entre aldoses e cetoses, hidrólise de di e polissacarídeos.

METODOLOGIA

Primeiramente realizou-se a reação com reagente de Molisch (solução alcoólica de a-naftol a 5%). Foram preparados quatro tubos de ensaio (A, B, C, D): no tubo A- 1 ml de água destilado; no tubo B- 1 ml e solução de glicose 1%; no tubo C- 1 ml de solução de sacarose; no tubo D- 1 ml de solução de amido 1%. Adicionaram-se a cada tubo duas gotas de reagente de Molisch - agitando-os. Em seguida, sem agitação e pelas paredes dos tubos, foi adicionado 1 ml de ácido sulfúrico concentrado nos mesmos. Os tubos ficaram em repouso na estante durante cinco minutos.

Na prática seguinte - reação com iodo- preparou-se: tubo A-1 ml de água destilada; tubo B- 1 ml de solução de glicose 1%; tubo C- 1 ml de solução de sacarose 1%; e tubo D- 1 ml de solução de amido. A Cada um foi adicionado duas gotas de reagente de lugol e observou-se o que aconteceu. Logo em seguida aqueceu-se rapidamente o tubo D em banho-maria, até mudar a coloração, e resfriando-o logo após, em água corrente.

Na identificação de glicídios redutores fez-se uso de quatro tubos ( A,B,C e D). Tubo A com 1 ml de água destilada. Tubo B com 1 ml de solução de glicose 1%. Tubo C com 1 ml de solução de sacarose 1%. Tubo D com 1 ml de solução de amido 1%. Cada um recebeu 1 ml de reagente de Benedict ( contém citrato de sódio, carbonato de sódio anidro e sulfato de cobre) e, aquecendo-os em banho-maria fervente por 3 minutos, observou-se o que aconteceu.

Para a diferenciação entre aldoses e cetoses usou-se reagente de Seliwanoff (que contém resorcinol diluído em ácido clorídrico). Inicialmente foi posto 3 ml do reagente nos tubos A, B, C e D (cada). Em seguida, 5 gotas de água destilada em A, 5 gotas de solução de frutose 1% em B, 5 gotas de solução de solução de glicose a 1% em C, e 5 gotas de solução de sacarose 1% em D. Todos foram aquecidos em banho-maria durante 10 minutos.

Na hidrólise da sacarose usou-se um tubo A com 2 ml de solução de sacarose a 1% , acrescidos de 3 gotas de ácido sulfúrico concentrado, e tubo B com 2 ml de solução de sacarose 1% acrescido de 3 gotas de água destilada. Após aquecidos por três minutos em banho-maria, adicionou-se em cada tubo 3 ml de reativo de Benedict. Agitaram-se os mesmos e em seguida colocou-os mais três minutos em banho-maria, e observou-se o que ocorreu.

Colocaram-se em um erlenmeyer 30 ml de amido a 1% , e 6 ml de ácido clorídrico a 2N. Foram preparados 7 tubos de ensaio (A, B, C, D, E, F e G) cada um com 3 ml da mistura acima. Em A juntou-se uma gota de reativo de lugol . Já B, C, D, E, F e G foram postos em banho-maria, retirados após 5, 10, 15, 20, 25 e 30 minutos, respectivamente, e sendo resfriados em água corrente logo em seguida. Em B, C, D, E e F apenas, adicionou-se uma gota de lugol e observou-se o que aconteceu. No tubo G acrescentou-se 3 ml de reativo de Benedict, voltando em seguida ao banho Maria por mais três minuto e observou-se o que ocorreu.

RESULTADOS

De acordo com a experiência observada, pode-se relatar que: na reação de molish apenas os tubos: B, C e D, apresentaram um anel de cor violeta na interfase entre os líquidos. Já o tubo A, não apresentou o mesmo. Na reação com iodo presente no reagente de lugol, percebeu-se que apenas o tubo D, que continha amido a 1% formou um complexo de cor azul. Logo em seguida aqueceu-se o tubo D até a mudança de coloração (cor inicial) e observou-se que, ao esfriar o tubo em água corrente, ele voltava a ficar com a cor azulada.

Na identificação de glicídios redutores percebeu-se que, ao acrescentar o reativo de Benedict, apenas os tubos B e C que continham glicose e frutose, respectivamente, apresentaram-se com uma cor avermelhada, já os tubos, A e D, água destilada e amido a 1%, respectivamente, não se modificarão.

Na reação de seliwanoff, que diferencia aldoses de cetoses, ao colocar 3 mL do reativo de seliwanoff nos tubos A, B, C, D e aquecer, percebeu-se que apenas os tubos B e D, apresentaram uma cor avermelhada, sendo que o tubo D, mostrou um vermelho menos intenso.

Na reação de hidrólise da sacarose percebeu-se que, apenas o tubo A que continha sacarose e acido sulfúrico concentrado, ao aquecer em banho-Maria durante 3 minutos, mostrou uma cor avermelhada.

O amido quando tratado com ácido, a quente sofre uma sucessão de hidrólises originando dexitrinas. Na tabela 1 abaixo, estão presentes todos os resultados relacionados ao experimento da hidrólise do amido.

DISCUSSÃO

Os carboidratos são biomoléculas mais abundantes do planeta Terra. Cada ano a fotossíntese converte mais de 100 bilhões de toneladas CO2 e H2O em celulose e outros produtos vegetais. Certos carboidratos (açúcar comum e amido) são a maior base da dieta na maior parte do mundo e a oxidação dos carboidratos é a principal via metabólica fornecedora de energia na maioria das células não-fotossintética. Polímeros insolúveis de carboidratos funcionam tanto como elementos estruturais quanto de proteção nas paredes celulares bacterianas e vegetais e nos tecidos conjuntivos de animais. Outros polímeros de carboidratos agem como lubrificantes das articulações esqueléticas e participam do reconhecimento e coesão entre as células. [...] Os carboidratos são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou substâncias que liberam esses compostos por hidrólise. Muitos carboidratos, mas não são todos, tem fórmulas empíricas (CH2O)n; alguns contêm nitrogênio, fósforo ou enxofre. Os carboidratos estão divididos em três classes principais, de acordo com o seu tamanho: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. (LEHNINGER, 2006).

No dia-a-dia dos laboratórios, em meio a testes e análises, algumas vezes faz-se necessário a identificação de substâncias desconhecidas pra melhores estudos. Para tanto, existem várias técnicas laboratoriais baseadas em reagentes que são utilizados para a identificação dessas substâncias. Segundo VILELLA (1973), o teste de Molish é considerado uma reação global para glicídios, podendo estar isolados ou associados, entretanto sem muita especificidade, pois há outras substâncias no procedimento. O reagente de Molish é composto por uma solução alcoólica de a–naftol a 5%. Sendo assim, ao adicionar-se a glicídios ácido sulfúrico concentrado(forte ação desidratante), as ligações glicosídicas presentes em moléculas de polissacarídeos são facilmente rompidas resultando em monossacarídeos. Quando os monossacarídeos forem desidratados originam: furfural e hidroximetilfurfural. Que reconhecem, respectivamente, pentoses e hexoses. Ambas são substâncias incolores, então adicionou-se-se o composto fenólico ao meio.

O fenol reage com os produtos incolores e provoca o aparecimento de um anel de coloração violeta. No experimento foram utilizados quatro tubos de ensaio contendo, respectivamente: água destilada, solução de glicose, solução de sacarose e solução de amido, todos com 1mL.Observou-se, então, que nos três últimos houve o surgimento do anel violeta, comprovando a existência de carboidratos.

De acordo com VILELLA (1973), os polissacarídeos são moléculas de elevado peso molecular, cuja unidade fundamental são os monossacarídeos, principalmente a glicose Como exemplos de polissacarídeos importantes na natureza podemos destacar o glicogênio, a celulose e o amido. O amido, polissacarídeo de extrema importância em alimentos, é produzido em grande quantidade nas folhas dos vegetais como forma de armazenamento dos produtos da fotossíntese, e é constituído por dois outros polissacarídeos estruturalmente diferentes: amilose e amilopectina. A molécula da amilose não apresenta ramificações e, no espaço, assume conformação helicoidal (forma de hélice). A ligação entre os átomos de carbono das unidades de glicose são do tipo alfa 1-4. A amilopectina apresenta estrutura ramificada, sendo que os "ramos" aparecem a cada 24-30 moléculas de glicose. A ligação entre as unidades de glicose também é do tipo alfa 1-4 na mesma cadeia. Porém, unindo duas cadeias aparecem ligações do tipo a 1-6. Moléculas de alto peso molecular (como a amilose e a amilopectina) podem sofrer reações de complexação, com formação de compostos coloridos. Um exemplo importante é a complexação da amilose e da amilopectina com o iodo, resultando em complexo azul e vermelho-violáceo, respectivamente. O aprisionamento do iodo dá-se no interior da hélice formada pela amilose. Como a amilopectina não apresenta estrutura helicoidal, devido à presença das ramificações, a interação com o iodo será menor, e a coloração menos intensa. No laboratório utilizou-se, nos tubos de ensaio, água destilada, soluções (1mL a 1%) de glicose, sacarose e amido, respectivamente. E as colorações percebidas foram, nessa ordem: alaranjado, alaranjado, alaranjado e roxo.

Ainda segundo VILELLA (1973) alguns carboidratos possuem um grupamento -OH (hidroxila) livre no carbono 1 de suas moléculas, enquanto outros não. Observa-se que os açúcares que apresentam a hidroxila livre no C-1 são bons agentes redutores. Por esse motivo a extremidade que contém o -OH passa a ser chamada extremidade redutora e o açúcar, de açucar redutor . A capacidade que esses compostos apresentam de reduzir íons metálicos em soluções alcalinas é um bom método de identificação desses compostos.

A reação é feita em meio básico porque, nessa condição, a porcentagem de enedióis é maior. Para essa reação, colocou-se sobre observação tubos de ensaio contendo água destilada e 1mL de glicose, frutose e amido, ocorreu redução; no segundo tubo devido a presença do grupo hemiacetal livre verificou-se uma coloração avermelhada mostrando que houve redução;o mesmo foi observado com a frutose; com o amido também percebeu-se redução, porém com uma coloração mais fraca.

A sacarose, o açúcar comum comercial, é amplamente distribuído entre as plantas superiores. É hidrolisada com grande facilidade por ácidos diluídos, resultando da reação o ´´ açúcar invertido``, isto é, a mistura equimolar de D-glicose e D-frutose, que é levogira, porque a frutose possui rotação específica negativa (-92,4º) mais alta do que a rotação específica positiva da glicose (+52,7º). A reação é chamada de inversão e é estritamente monomolecular, isto é, a fração da sacarose presente, cindida por unidade de tempo, é constante. Assim, a velocidade da reação depende exclusivamente da concentração de sacarose. A inversão da sacarose pode ser efetuada também enzimaticamente. A invertase, que cinde os b-frutosídeos, e as a-glicosidases são as enzimas que catalisam a sua hidrólise, VILELLA (1973). Na hidrólise da sacarose foram preparados dois tubos de ensaio com solução de sacarose e em seguida adicionou-se ácido sulfúrico concentrado(3 gotas) e água destilada, respectivamente. Os tubos foram colocados em banho-maria, e depois acrescentados reativo de Benedict. Logo após agitou-se a solução, e se colocou novamente em banho-maria. Observou-se, então, que somente no tubo que continha ácido concentrado houve reação percebendo-se uma coloração avermelhada comprovando a hidrólise da sacarose pelo acido.

Na hidrolise do amido colocaram-se em um erlenmeyer 30 ml de amido a 1% , e 6 ml de ácido clorídrico a 2N. Foram preparados 7 tubos de ensaio (A, B, C, D, E, F e G) cada um com 3 ml da mistura acima. Em A, B, C, D, E e F juntou-se uma gota de reativo de lugol. Em A, a solução ficou com cor azul, pois só tinha em solução amido. Já B, C, D, E, F e G foram postos em banho-maria, retirados após 5, 10, 15, 20, 25 e 30 minutos..Em B apresentou uma cor roxa, pois em solução tinha amilodextrina. Em C apresentou uma cor avermelha, tinha em solução eritrodextrina, em D amarela tendo eritrodextrina e acrodextrina, em E apresentou-se um amarelo mais claro, tendo uma maior quantidade de acrodextrina e menor quantidade eritrodextrina. Em F não apresentou coloração (incolor), pois possuia apenas acrodextrina. No tubo G acrescentou-se 3 ml de reativo de Benedict, voltando em seguida ao banho Maria por mais três minuto, percebeu-se uma cor vermelho tijolo, pois em solução tinha a glicose, um grupo redutor. Percebeu-se então que a medida que aquece a solução com amido em banho-maria, a solução vai se hidrolisando em moléculas menores até o seu monômero básico. (CISTERNAS, 2001 )

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Nelson, D.L., COX, M.M. Lehninger: princípios de bioquímica.4.ed.São Paulo:SARVIER, 2006.

DEVLIN, T.M. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 6. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2007. 1186p.

VILELLA, BACILA, TASTALDI. Tecnicas e experimentos de bioquimica. 1973

CISTERNAS, J. R., MONTE, O., VARGA, J.Fundamentos de bioquimica experimental. 2. ed. Sao Paulo: Atheneo, 2001. 276p

Fonte: www.ebah.com.br

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