Nutrientes - Apostilas - Biologia, Notas de estudo de . Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)
Paulo89
Paulo894 de Março de 2013

Nutrientes - Apostilas - Biologia, Notas de estudo de . Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)

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Apostilas de biologia sobre o estudo do nutrientes, características, classificação, lipídios, funções, ácidos graxos, esfingolipídeos.
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CABOIDRATOS

Características: São formados por C, H, O. São Conhecidos como: Hidratos de Carbono, Glucídios, Glicídios e Açúcares.

Classificação: Monossacarídeo, Oligossacarídeo e Polissacarídeo.

Monossacarídeos: açucares simples; incolores, sólidos cristalinos, solúveis em água e insolúveis em solventes apolares; brancos e cristalinos maioria com saber doce.

O nome genérico do monossacarídeo é dado baseado no número de carbonos mais a terminação “ose”.

*

03 carbonos – trioses; 04 carbonos – tetroses; 05 carbonos – pentoses; 06 carbonos – hexoses; 07 carbonos – heptoses

MONOSSACARÍDEO | FUNÇÃO |

Ribose (pentose) | Estrutural (RNA) |

Desoxirribose (pentose) | Estrutural (DNA) |

Glicose (hexose) | Energia |

Frutose (hexose) | Energia |

Galactose (hexose) | Energia |

Pentoses C5(H2O)5

Hexoses C6(H2O)6

Dissacarídeos

Dissacarídeos | Composição | Fonte |

Maltose | Glicose + Glicose | Cereais |

|

Sacarose | Glicose + Frutose | cana-de-açúcar |

Lactose | Glicose + Galactose | Leite |

Oligossacarídeos - Açúcares formados pela união de 2 a 20 monossacarídeos

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* Constituídos de 2 a 20 monossacarídeos unidos covalentemente entre si por uma ligação Glicosídica

* Resultado da reação de um grupo hidroxila de um açúcar com o carbono anomérico de outro açúcar

Polissacarídeos

* São macromoléculas formadas pela união de vários monossacarídeos (+ 20)

* Ao contrário da glicose, os polissacarídeos dela derivados não possuem sabor doce, nem são solúveis em água

Glicogênio

* Formado por cerca de 30.000 moléculas de glicose.

* Polissacarídeo de reserva energética animal e de fungos.

* Em animais é encontrado principalmente no fígado e nos músculos.

Glicogênio Hepático - A função do glicogênio hepático é a manutenção da glicemia entre as refeições, ou seja, é uma reserva de glicose que pode ser exportada para outros órgãos (como o cérebro, cuja energia é exclusivamente derivada da glicose,) quando necessário.

Glicogênio muscular - Serve como combustível de ATP durante atividade muscular aumentada, mas é formado durante o repouso. Apresenta menor variabilidade quanto a ingestão de alimento.

Amido

* Polímero de glicose (+ de 1400 moléculas de glicose).

* Produzido nas folhas através da fotossíntese.

* Armazenado em frutos, sementes, caules e raízes.

* Constitui de 50% a 65% do peso das sementes de cereais secos, e até 80% da substância seca dos tubérculos.

* Reserva energética vegetal.

* Detectado pelo corante à base de iodo denominado Lugol.

Celulose

* Formada por 4.000 moléculas de glicose

* Reforço esquelético de vegetais

* Digerida por Metazoários que apresentam microrganismos no trato digestório.

* Não é digerida pelo organismo humano.

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* Constitui as fibras vegetais de nossa dieta

Quitina

* Polissacarídeo que apresenta nitrogênio em sua composição.

* É encontrado no exoesqueleto de artrópodes, nas cerdas dos anelídeos poliquetas, na rádula de certos moluscos e parede celular de fungos.

A quitina é responsável pelo crescimento descontínuo dos artrópodes, com paradas, para a ocorrência de ecdises ou mudas, trocas de exoesqueletos enrijecidos que impedem o aumento volumétrico desses animais.

Heparina

* Carboidratos de utilização médica.

* Ação anticoagulante e antitrombótica (reduz a formação de coágulos fixos –trombos –no interior dos vasos sangüíneos).

Funções dos glicídeos

* Energética - Glicose

* Estrutural – Celulose; Quitina e Glicocálix

* Reserva - Amido e Glicogênio

* Anticoagulante – Heparina

Fibras

As fibras são também classificadas como carboidratos e são importantes na manutenção e no bom desempenho das funções gastrointestinais e conseqüente prevenção de algumas doenças.

* Fibra alimentar consiste de todas as partes de alimentos vegetais que seu corpo não consegue digerir ou absorver. São classificadas como solúveis e insolúveis, tendo as primeiras importante função no controle glicêmico.

* As fibras insolúveis são importantes na fisiologia intestinal. A recomendação é a ingestão de 21-30g /dia.

Fibra insolúvel - Este tipo de fibra aumenta o bolo fecal. Ao fazer isso, aumenta o movimento do sistema digestivo e aumenta o tamanho de próprio bolo fecal (das fezes), sendo portanto benéfico para as pessoas que lutam contra a constipação.

* Fontes: Farinha de trigo integral, farelo de trigo, nozes e muitos vegetais são boas fontes de fibras insolúveis.

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Fibra solúvel - Este tipo de fibra dissolve em água formando um material tipo gel. Esse gel adsorve gorduras e açúcares, dificultando sua absorção, desse modo ajudando a controlar níveis de glicose e de colesterol por reduzir sua absorção no intestino.

* Fontes: São encontradas em quantidades generosas em aveias, ervilhas, feijões, maçãs, frutas cítricas, cenouras e cevada. A quantia de cada tipo de fibra varia entre os diferentes vegetais. O melhor é comer uma quantidade variada de diferentes alimentos ricos nos diferentes tipos de fibras.

Vantagens

* Uma dieta rica em fibra pode reduzir seu risco de desordens específicas, como hemorróidas, síndrome do intestino irritável e de doença diverticular do colon.

* Fibras, particularmente as solúveis, também podem ajudar a abaixar o colesterol sanguíneo e reduzir a velocidade da absorção de açúcar o que, nas pessoas com diabetes, pode ajudar a melhorar o nível sanguíneo, auxiliando no controle da doença.

* Uma dieta rica em fibras também pode reduzir o risco de desenvolver diabetes 2.

* Quanto à prevenção de câncer no intestino grosso, as evidências ainda são confusas

* Uma dieta com alto conteúdo de fibras alimentares também pode ajudar na perda de peso. Alimentos com alto teor de fibra geralmente requerem mais tempo de mastigação, o que dá tempo a seu de corpo registrar a saciedade mais precocemente, impedindo assim que você coma além do necessário. Também tende a fazer com que você sinta que comeu mais e que a sensação de estomago cheio seja mais prolongada.

* Apesar disso tudo, essas dietas tendem a ser menos energéticas, ou seja, têm menos calorias para o mesmo volume de comida que dietas com mesmo volume, mas menor quantidade de fibras.

Lipídios

Conceito: São substâncias caracterizadas pela baixa solubilidade em água e outros solventes polares e alta solubilidade em solventes apolares. Os lipídios são substâncias encontradas nas plantas e nos animais e que se dissolvem em solventes orgânicos não-polares como éter, clorofórmio, benzeno e alcanos e não se dissolvem em solventes polares como a água

Considerações gerais - São vulgarmente conhecidos como gorduras e suas propriedades físicas estão relacionadas com a natureza hidrófoba das suas estruturas, sendo todos sintetizados a partir da acetil-CoA. Ao contrário dos carboidratos e proteínas que são definidos pela sua estrutura molecular, os lipídios são definidos pela operação física que se usa para isolá-los.

Na verdade, toda a relevância do metabolismo lipídico advém desta característica hidrófoba das moléculas, que não é uma desvantagem biológica (mesmo o corpo possuindo cerca de

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60% de água). Justamente por serem insolúveis, os lipídios são fundamentais para estabelecer uma interface entre o meio intracelular e o extracelular, francamente hidrófilos. Todos os seres vivos possuem a capacidade de sintetizar os lipídios, existindo, entretanto, alguns lipídios que são sintetizados unicamente pelos vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais.

Funções

* Componentes das membranas celulares, juntamente com as proteínas (fosfolipídios e colesterol);

* Composto bioquímico mais calórico em animais e sementes oleaginosas sendo a principal forma de armazenamento (tri-acil-gliceróis) e geração de energia metabólica através da ß- oxidaçãode ácidos graxos;

* Componentes de sistema de transporte de elétrons no interior da membrana mitocondrial (umbiquinona);

* Formam uma película protetora (isolante térmico) sobre a epiderme de muitos animais (tecido adiposo);

* Funções especializadas como hormônios e vitaminas lipossolúveis.

* São vários os usos dos lipídios, seja na alimentação (óleos de grãos, margarina, manteiga, maionese), seja como produtos manufaturados (sabões, resinas, cosméticos, lubrificantes).

* Várias pesquisas nacionais recentes, indicam os lipídios como importantes combustíveis alternativos, como é o caso do óleo vegetal transestereficado que corresponde a uma mistura de ácidos graxos vegetais tratados com etanol e ácido sulfúrico que substitui o óleo diesel, não sendo preciso nenhuma modificação do motor, além de ser muito menos poluente e isento de enxofre.

* Os lipídios desempenham funções-chave no organismo, tais como servir de fonte e reserva de energia, constituir a estrutura de membranas celulares e agir como hormônios.

Classificação

* Muitas classificações são propostas dependendo do ponto de vista, se químico ou biológico. Desta forma, encontra-se várias formas de organizar os lipídios.Entretanto, todas as classificações propostas baseiam-se em características comuns às diversas moléculas de lipídios existentes na natureza.

* Assim sendo, vamos agrupar os lipídios em dois grandes grupos: aqueles que possuem ÁCIDOS GRAXOS em sua composição e aqueles que não possuem.

Ácidos Graxos

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Os lipídios com ácidos graxos em sua composição são saponificáveis, pois reagem com bases formando sabões. São as biomoléculas mais energéticas, fornecendo acetil-coApara o ciclo de Krebs

1) Acilgliceróis (glicerídeos): compostos por 1 a 3 moléculas de ácidos graxos estereficado ao glicerol, formando mono, di ou tri-acil-gliceróis (mono, di ou triglicerídeos).

2) Ceras:ácidos graxos de 16 a 30C e álcool mono-hidroxilícode 18 a 30C.

3) Fosfolipídios: ácidos graxos + fosfato

4) Esfingolipídios: ácido graxo + esfingosina

5) Glicolipídios: ácido graxo + glicerol + açúcar

Sem Ácidos Graxos

Os lipídios que não contêm ácidos graxos não são saponificáveis. As vitaminas lipossolúveis e o colesterol são os principais representantes destes lipídios que não energéticos porém desempenham funções fundamentais no metabolismo.

1) Terpenos:possuem unidades isoprenóides como unidades básicas. As vitaminas E e K são os representantes mais importantes, além de vários óleos aromáticos de vegetais.

2) Esteróides:o núcleo ciclo-pentano-per-hidro-fenantrenoé a estrutura básica. O colesterol(e seus derivados) e a vitamina D são os mais importantes representantes deste grupo.

3) Carotenóides:um tipo de terpeno, geralmente álcool. A vitamina Aé o representante mais importante deste tipo de lipídio.

4) Prostaglandinas, tromboxanas e leucotrienos: são eicosanóides derivados do ácido aracdônico.

Os lipídios abrangem uma grande variedade de tipos estruturais tais como os ácidos carboxílicos de cadeia longa (ou “ácidos graxos”), os triacilgliceróis (triglicerídios), glicolipídios, gorduras, terpenos e esteróides

Ácidos graxos e Triacilgliceróis

Somente uma pequena porção de fração total dos lipídios é constituída de ácidos carboxílicos livres. A maior parte da fração lipídica dos ácidos carboxílicos se encontra como ésteres do glicerol, ou seja, como triacilgliceróis.

•Os triacilgliceróis que se apresentam como líquidos à temperatura ambiente são geralmente conhecidos como óleose os sólidos são geralmente chamados gorduras. Entre os triacilgliceróis encontram-se substâncias comuns como o óleo de amendoim, o óleo de oliva, o óleo de soja, o óleo de milho, o óleo de linhaça, a manteiga, o toucinho e o sebo, etc.

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glicerol + 3 moléculas de ácidos graxos = triglicerídio

Os ácidos graxos mais comuns contêm 14, 16 ou 18 átomos de carbono. Eles podem ser saturados, contendo apenas ligações simples entre átomos de carbono, ou insaturados com até quatro ligações duplas na molécula.

Ácidos graxos essenciais

Os ácidos graxos essenciais não podem ser sintetizados no organismo humano e devem ser incluídos na dieta alimentar. São necessários para a síntese de outras importantes moléculas do organismo e sua ausência pode resultar em falta de crescimento nas crianças.

•Ômega 6 ou linoléico (óleos vegetais); carência: diminui a resistência dos capilares sanguíneos.

•Araquidônico (ω6) –carnes, ovos e leite; Ômega 3 ou linolênico (peixes marinhos)

Funções: diminui a pressão sanguínea alta diminui a formação de coágulos;

reduz o excesso de colesterol

Características físicas

Gordura ou óleo | PF (°C) |

Manteiga | 32 |

Sebo | 42 |

Toucinho | 31 |

Gordura humana | 15 |

Óleo de oliva | -6 |

Óleo de amendoim | 3 |

Óleo de milho | -20 |

Óleo de soja | -16 |

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Gorduras são sólidas a temperatura ambiente (PF maiores que 20° C). Óleos são líquidos (a temperatura ambiente é maior que seus pontos de fusão). A existência de insaturações nos triacilgliceróis tem um significado biológico vital, diminuem o ponto de fusão

Quanto mais ligações duplas nos ácidos graxos de um triacilglicerol, maior o grau de insaturação e mais baixo seu ponto de fusão. As gorduras contêm grandes quantidades de ácidos graxos saturados e são sólidas. Os óleos, por outro lado, contêm mais ácidos graxos insaturados e são líquidos.

Óleos – formados por ácidos graxos insaturados; origem vegetal; líquido à temperatura ambiente

Gorduras – formadas por ácido graxo saturado; origem animal; sólido à temperatura ambiente.

Perigo Aterosclerose

Hidrogenação dos triacilgliceróis

As insaturaçõespossibilitam também que o hidrogênio seja adicionado às ligações duplas C=C, convertendo-as em ligações simples. Este processo é conhecido como “hidrogenação” e é realizado a temperaturas de 175-190°C, na presença de um catalisador (Níquel, chumbo). Desta maneira, a hidrogenação de um óleo, produz uma gordura sólida. (Neste processo está à base da importante indústria das margarinas).

A hidrogenação total é evitada, porque o triacilglicerol completamente saturado é muito duro e quebradiço.

Devido a possíveis problemas de saúde, os óleos como os de milho e de açafrão, que contêm altas porcentagens de ácido linoléico (“poliinsaturados”) estão sendo cada vez mais usados para fins culinários.

As gorduras semi-sólidas e as margarinas podem ser feitas a partir destas “gorduras poliinsaturadas” pelo uso de emulsificantes, ao invés da hidrogenação completa, como era hábito no passado.

Vantagens: melhora a consistência; aumenta a validade. Exemplos de gordura trans: Margarinas, Gordura vegetal hidrogenada

A hidrogenação modifica não só as propriedades físicas das gorduras, como também as propriedades químicas. As gorduras hidrogenadas rançam muito menos do que as não- hidrogenadas.

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O rancescimento deve-se à presença de ácidos e aldeídos voláteis, de mau odor, resultante (pelo menos em parte) do ataque do oxigênio às posições duplas, reativas da molécula. A hidrogenação, diminuindo o número de insaturações, retarda o desenvolvimento de ranço.

A saponificação dos triacilgliceróis: Os sabões, as micelas

A hidrólise alcalina dos triacilgliceróis produz o glicerol e uma mistura de sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa. Este processo é conhecido como saponificação. Os carboxilatos de cadeia longa constituem os sabões e é exatamente a maneira como a maioria dos sabões é preparada industrialmente.

A função biológica dos triacilgliceróis - A principal função dos triacilgliceróis nos mamíferos é a de servir como fonte de energia. Quando os triacilgliceróis são convertidos em CO2 e H2O, por reações bioquímicas, eles produzem 2 vezes mais quilocalorias por grama do que os carboidratos ou as proteínas. Os triacilgliceróisestão distribuídos por quase todos os tipos de células do corpo, mas eles estão armazenados, principalmente, em certos locais especializados do tecido conetivo conhecido como tecido adiposo, constituindo a “gordura do corpo”. Os triacilgliceróis saturados do corpo podem ser sintetizados a partir de qualquer um dos três principais grupos de alimentos: proteínas, carboidratos e as gorduras ou óleos.

Os fosfolipídeos - são lipídeos que contêm fósforo na forma de um radical fosfato. Os fosfatídeos variam em composição, dependendo dos tipos de ácidos graxos ligados ao glicerol. Freqüentemente um é saturado e outro insaturado. As fosfatidilcolinas (lecitina) são os fosfolipídeos mais comuns nos tecidos.

Os fosfatídeos são encontrados em membranas celulares, cérebro, tecido nervoso e fígado. Os fosfolipídeos estão também envolvidos no transporte de ácidos graxos e outros processos, mas seu principal papel é o de formar as membranas celulares.

Esfingolipídeos

Um outro grupo importante de lipídeos é o derivado da esfingosina, os chamados esfingolipídeos. Os esfingolipídeosmais importantes são as esfingomielinas. Elas contêm um éster fosfórico da colina ligado ao terminal alcoólico de uma ceramida.

Outro tipo de esfingolipídeo contém um carboidrato ligado à esfingosina. Estas moléculas são conhecidas como glicoesfingolipídeos. Constitui um tipo especial de glicolipídeo, um lipídeo ligado a um açúcar. Um tipo de glicoesfingolipídeo é conhecido como cerebrosídeo porque é encontrado no cérebro

As ceras

A maioria das ceras são ésteres de ácidos graxos e alcoóis, também de cadeia longa. As glândulas da pele dos animais secretam ceras que servem como camada protetora. Elas conservam a pele lubrificada, flexível e impermeável à água. As ceras protegem também os pêlos, a lã, a pele dos animais e as penas das aves.

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Existem nas folhas e frutos das plantas. A cera dos ouvidos, ou cerume, constitui a camada protetora secretada pelas glândulas do ouvido. Em algumas formas de vida marinha são a fonte de armazenamento de energia tais como organismos do plancto. Estes organismos e suas ceras constituem um importante alimentopara espécies maiores como salmões e baleias.

A lanolina, da lã, é a cera mais importante para fins médicos. Ela é constituída de uma mistura complexa de ésteres derivados de 33 diferentes alcoóis e 36 diferentes ácidos graxos. A cera de abelha é usada em odontologia para fazer moldes

Composição de alguns óleo

Opções alternativas

Azeite de Oliva Extra Virgem – Somente para uso em temperatura ambiente, não deve ser aquecido. Alguns estudos recentes apontam que este deve ser utilizado com moderação pelo fato de que em alguns indivíduos pode causar inflamações. Isto não é generalizado, mas vale uma certa atenção em relação ao assunto.

Óleo de Gergelim, de Girassol e de Linhaça–NUNCA devem ser utilizados para cozinhar pois são todos submetíveis aos processos de oxidação e desnaturação causados pelo calor. Contudo, possuem benefícios e sabores que contribuem para a saúde e são excelentes para um toque especial em receitas diversas. Certifique-se de que sejam prensados a frio, guardados em garrafa escura e preservados sob refrigeração. Especialmente o de linhaça, que se oxida muito facilmente. Existem opções melhores do que o óleo de linhaça como fonte vegetal de ômega 3, como o óleo de cânhamo, de chiajá disponível no Brasil.

Óleo de Coco Virgem – Uma das gorduras mais saudáveis e medicinais para o corpo humano, repleta de benefícios (como ampliação da capacidade imunológica) e resistente ao calor. Por ter aroma adocicado, fica excelente em bolos e biscoitos, mas idealmente deve ser consumida à frio. Uma maneira agradável é liquidificar óleo de coco com suco de frutas.

Óleo de Palma – Excelente para a saúde (especialmente quando não refinado), o óleo de palma é riquíssimo em tocotrienóis – poderosíssimos antioxidantes. Igualmente resistente ao calor (não se degrada quando utilizado na culinária), pode ser usado para tudo com a vantagem de alterar muito pouco o sabor de qualquer coisa.

Manteiga Orgânica–Muito saudável e incomparavelmente melhor do que qualquer margarina – talvez um dos piores e mais artificiais “alimentos“ jamais criados pela indústria. A manteiga resiste bem ao calor e é uma das mais nutritivas e saudáveis fontes da tão importante e essencial gordura saturada (sim, gordura saturada é saudável e importante, e futuramente escreverei um artigo sobre o assunto). O melhor da manteiga é o seu sabor delicioso, que

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adiciona riqueza a qualquer prato. Excelente para nutrir o sistema nervoso e para assimilar determinadas vitaminas e minerais lipossolúveis.

De qualquer maneira, a manteiga DEVE ser orgânica, pois é justamente nos lipídios que se acumulam as substâncias tóxicas no organismo. Sendo assim, evitar laticínios tradicionais e procurar a boa e velha manteiga “da roça“, artesanalmente preparada… de preferência a partir de leite fresco do dia, não-cozido para manter vivo os probióticos naturalmente presentes.

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