O que é carboidrato: características, principais tipos

Os carboidratos também denominados sacarídeos ou glicídios e formam uma classe de substâncias muito encontradas nas células. Eles participam de reações químicas que fornecem energia para os organismos, além de terem muitos outros usos.

Quando têm sabor doce, são chamados açúcares. Seu nome provém da relação de carbono e água, que os químicos representam como (CH2O)n; ou seja, as moléculas têm uma proporção de um átomo de carbono para dois de hidrogênio e um de oxigênio, que se repete várias vezes.

Eles podem estar organizados em moléculas isoladas, os monossacarídeos (açúcares simples), em agrupamentos, como duas moléculas unidas, quando são denominados dissacarídeos (incluindo açúcares como a sacarose), ou ainda, em longas cadeias, os polissacarídeos.

Os monossacarídeos são sempre solúveis em água, embora alguns mais do que outros, enquanto os polissacarídeos são geralmente insolúveis e não têm sabor doce (e portanto não são considerados açúcares, apenas carboidratos).

Os monossacarídeos com cinco carbonos em sua molécula são denominados pentoses (o prefixo penta significa ‘cinco’); os com seis carbonos são denominados hexoses (o prefixo hex significa ‘seis’).

Os exemplos de hexoses mais conhecidos são a glicose e a frutose. O mel de abelhas é uma mistura dessas duas hexoses.

O açúcar de cana é a sacarose. Trata-se de um dissacarídeo cuja molécula é formada a partir da união da glicose e da frutose.

Embora existam carboidratos em todos os seres vivos, podemos dizer que os carboidratos são a base das plantas, pois a glicose é a unidade básica para a síntese da celulose, a substância estrutural dos vegetais.

Enquanto os animais, sobretudo os vertebrados, têm muitas proteínas, pois o movimento deriva da ação de proteínas dos músculos, os vegetais têm muitos carboidratos, como é o caso da celulose, um polímero de glicose.

Monossacarídeos

Os carboidratos podem constituir moléculas muito longas, por causa do tipo de ligação química que pode se formar entre moléculas simples. Essas grandes moléculas são repetitivas, ou seja, resultam de acréscimo de um mesmo tipo de resíduo.

Compostos desse tipo são chamados polímeros e as unidades que os compõem são chamadas monômeros. No caso dos sacarídeos, essas unidades simples monoméricas são denominadas monossacarídeos.

A glicose é um monossacarídeo de grande ocorrência nos seres vivos e a molécula básica de muitos polímeros.

Quando se encontra em pó, tem uma molécula que pode ser representada como na. Já quando se encontra no interior das células, ou no sangue, ou, de qualquer forma, em uma solução aquosa, a molécula da glicose formará um anel (ou seja, uma cadeia cíclica), como você pode ver na, em duas formas diferentes de representar a molécula.

Ao ver as duas imagens da, podemos entender a razão de muitos bioquímicos representarem a glicose da forma mostrada na. Podemos simplificar mais ainda: basta representar a glicose como um simples hexágono.

Outra hexose muito importante, principalmente para os mamíferos, é a galactose. Sua fórmula molecular é igual à da glicose e sua geometria molecular é muito parecida.

Observe as moléculas de glicose e galactose na. Outra hexose muito comum é a frutose. Seu nome vem do fato de ela ser facilmente encontrada em frutas, como a uva.

Veja, nas, duas representações da molécula de frutose. A glicose e a frutose são monossacarídeos muito importantes como “combustíveis” para as células.

Há ainda outros monossacarídeos importantes para os seres vivos. A ribose, por exemplo, é uma pentose que faz parte dos processos de transmissão das informações hereditárias e dos processos de transferência de energia.

Outra pentose muito parecida com a ribose é a desoxirribose. Nela, o carbono 2 não está ligado a um átomo de oxigênio, daí o prefixo “desoxi”.

Adiante, ao estudar os ácidos nucleicos, veremos a importância da ribose e da desoxirribose para a hereditariedade.

Dissacarídeos

Os monossacarídeos podem se combinar formando dissacarídeos. Um dissacarídeo comum é a maltose, resultado da união de duas moléculas de glicose. A ligação entre as duas moléculas é chamada ligação glicosídica, que, nesse dissacarídeo, envolve o carbono 1 (ou alfa) de uma molécula e o carbono 4 da outra.

A ligação glicosídica da maltose é facilmente rompida, o que a torna de fácil digestão. Uma molécula de maltose pode ser representada como se vê na abaixo.

Um dissacarídeo muito comum, em especial no Brasil, é a sacarose, presente na cana-de-açúcar. Sua molécula associa duas hexoses, a glicose e a frutose.

Embora as duas moléculas sejam compostas das mesmas quantidades e tipos de átomos – portanto, têm a mesma fórmula molecular, C6H12O6. –, a frutose, que forma um anel pentagonal, fica ligada de maneira angulosa ao anel hexagonal da molécula de glicose.

A ligação glicosídica da sacarose difere daquela da maltose, e é muito estável. Uma solução aquosa, estéril e neutra de sacarose permanece estável por vários anos.

Isso explica uma das utilizações da sacarose, como conservante (em compotas). Em meio ácido, porém, a estabilidade da ligação diminui muito e a reação glicosídica da sacarose se desfaz com facilidade.

A sacarose é insumo básico da indústria sucroalcooleira, na produção de açúcar comum e álcool. Na produção de álcool combustível adiciona-se um ácido forte, como o ácido sulfúrico, de maneira a acelerar a produção de glicose e frutose, que são fermentadas por microrganismos.

Existem outros dissacarídeos muito importantes, entre eles a lactose, que se forma a partir da união de uma molécula de glicose e outra hexose, a galactose.

A lactose é o açúcar presente no leite, portanto de grande importância para os mamíferos. Observe a figura abaixo.

Polissacarídeos

Os polissacarídeos são polímeros formados pela união de muitos monossacarídeos. O amido das batatas e da farinha de trigo é um exemplo de polissacarídeo, formado a partir da reunião de muitas unidades de glicose. O amido só está presente em plantas e algas.

O glicogênio é outro exemplo de polímero de glicose, mas esse polissacarídeo é encontrado apenas em animais, no fígado e nos músculos.

Muitas unidades de glicose ligadas de maneira linear por uma mesma ligação glicosídica formam um amido denominado amilase.

A ligação entre as moléculas ocorre entre o carbono 4 de uma molécula e o carbono 1 da outra; a mesma ligação que ocorre na maltose (ligação glicosídica alfa 1-4).

A amilase é muito utilizada na alimentação humana e tem a propriedade de formar um gel quando aquecida em água.

Sua longa molécula toma formato espiralado e, coincidentemente, forma um encaixe perfeito para as partículas de iodo. Isso explica a cor azul que aparece quando se adiciona uma solução de iodo a um meio com amido. Observe a figura abaixo.

Outra forma de amido é a amilopectina, de molécula muito maior e não linear, mas ramificada, da qual a farinha de trigo é rica fonte.

Essas moléculas poliméricas podem ter muitos milhares de unidades de glicose ligadas entre si, adquirindo uma forma esférica, toda ramificada, com 24 a 30 moléculas de glicose em cada ramo.

O glicogênio dos animais se assemelha à amilopectina; porém, embora seus ramos sejam mais curtos (com 8 a 12 unidades de glicose), o número total de unidades de glicose é bem maior. para muitos organismos, os polissacarídeos têm função estrutural, ou seja, são blocos de construção do organismo. Um exemplo é a celulose nos vegetais.

Ela é formada a partir da união de moléculas de glicose, mas com uma ligação glicosídica ligeiramente diferente das que vimos até aqui.

Compare as representações das moléculas de amilose e de celulose. Observe como a orientação dos monômeros de glicose é diferente nas duas moléculas.

A ligação glicosídica da celulose é muito estável e poucos seres vivos conseguem rompê-la. A molécula de celulose é linear e forma fibras longilíneas, com ligações de hidrogênio entre as cadeias moleculares. Isso lhe confere grande resistência e impermeabilidade à água.

Além da celulose, outro polissacarídeo com função estrutural é a quitina, que forma o exoesqueleto de artrópodes, como os insetos e crustáceos (camarões e caranguejos).

É encontrada também em fungos. A quitina é um polímero de glucosamina, um sacarídeo de seis carbonos, com um grupo amina (NH2 ) na molécula.