Pratica 6

1. 1. INTRODUÇÃO

Os carboidratos (também chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de
carbono ou açúcares), são definidos, quimicamente, como poli-hidróxi-cetonas
(cetoses) ou poli-hidróxi-aldeídos (aldoses), ou seja, compostos orgânicos com, pelo
menos três carbonos onde todos os carbonos possuem uma hidroxila, com exceção de
um, que possui a carbonila primária (grupamento aldeídico) ou a carbonila secundária
(grupamento cetônico).
Possuem fórmula empírica Cn(H2O)m desde os mais simples (os
monossacarídeos, onde n = m) até os maiores (com peso molecular de até milhões de
daltons). Alguns carboidratos, entretanto, possuem em sua estrutura nitrogênio, fósforo
ou enxofre não se adequando, portanto, à fórmula geral.
A grande informação embutida por detrás desta fórmula geral é a origem
fotossintéticos dos carboidratos nos vegetais, podendo-se dizer que os carboidratos
contém na intimidade de sua molécula a água, o CO2 e a energia luminosa que foram
utilizados em sua síntese. A conversão da energia luminosa em energia química faz com
que esses compostos fotossintetizados funcionem como um verdadeiro combustível
celular, liberando uma grande quantidade de energia térmica quando quebrada as
ligações dos carbonos de suas moléculas, liberando, também, a água e o CO2 que lá se
encontravam ligados. [1]
Os carboidratos mais simples, aqueles que não podem ser hidrolisados em
carboidratos ainda mais simples, são chamados de monossacarídeos. Em uma base
molecular, os carboidratos que sofrem hidrólise para fornecer apenas duas moléculas de
monossacarídeos são chamados dissacarídeos; aqueles que produzem três moléculas de
monossacarídeo são chamados de trissacarídeos; e assim por diante. (Os carboidratos
que hidrolisam para fornecer de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos são às vezes
chamados de oligossacarídeos). Os carboidratos que produzem um grande número de
moléculas de monossacarídeos (>10) são conhecidos como polissacarídeos.
A maltose e a sacarose são exemplos de dissacarídeos. Na hidrólise de 1 mol de
maltose fornece 2 moles de monossacarídeo glicose; a sacarose sofre hidrólise para
fornecer 1 mol de glicose e 1 mol de monossacarídeo frutose. O amido e a celulose são
exemplos de polissacarídeos; ambos são polímeros da glicose. [2]

Métodos de redução de açúcares
Os monossacarídeos, glicose e frutose são açúcares redutores por possuírem
grupo carbonílico e cetônico livres, capazes de se oxidarem na presença de agentes
oxidantes em soluções alcalinas. Os dissacarídeos que não possuem essa característica
sem sofrerem hidrólise da ligação glicosídica são denominados de açúcares não
redutores. A análise desses açúcares é uma atividade rotineira nos laboratórios das

2. indústrias alimentícias, nas quais pode-se observar uma certa carência, no que se refere
a técnicas padronizadas para análises. [3]
Diversos reativos são utilizados para demonstrar a presença de grupos redutores,
em açúcares. De fato, os monossacarídeos podem ser oxidados por agentes oxidantes
relativamente suaves tais como os íons férricos (Fe
3+
) e cúprico (Cu
2+
). [3]
Para se estimar o teor de açúcares redutores e açúcares redutores totais em
alimentos, existem vários métodos químicos não seletivos que fornecem resultados,
com elevado grau de confiabilidade, quando utilizados corretamente após eliminação de
interferentes. Outros métodos mais seletivos vêm sendo estudados e aplicados em
menor escala como a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), que identifica
uma maior variedade de carboidratos na amostra, por ser mais sensível, além de possuir
um tempo de análise pequeno e as determinações enzimáticas que sendo muito
específicas, não vão sofrer ação de possíveis interferentes com grupos redutores livres.
[3]
Os métodos químicos clássicos conhecidos para a análise de açúcares redutores
são na sua maioria fundamentados na redução de íons cobre em soluções alcalinas
(solução de Fehling), mas também existem aqueles fundamentados na desidratação dos
açúcares, por uso de ácidos concentrados, com posterior coloração com compostos
orgânicos, além da simples redução de compostos orgânicos, formando outros
compostos de coloração mensurável na região do visível. [3]

3. 2. OBJETIVOS

GERAL
Identificar diferentes tipos de açúcares.

ESPECÍFICOS
Conhecer diferentes técnicas de identificação de compostos químicos sem o uso
de equipamentos analíticos.
Reconhecer as diferenças moleculares entre mono, di, tri e polissacarídeos.

4. 3. MATERIAIS E MÉTODOS
[6]


3.1 MATERIAL UTILIZADO

1) Béquer de 50,0 mL (02)
2) Béquer de 10,0 mL (04)
3) Chapa de aquecimento
4) Conta gotas (01)
5) Conta gotas comunitário (01)
6) Papel indicador de pH
7) Pipeta de Pauster (01)
8) Pipeta de 5,0 mL comunitária (07)
9) Proveta de 10,0 mL (01)
10) Proveta de 50,0 mL (01)
11) Tubo de ensaio pequeno (06)

3.2 REAGENTES UTILIZADOS

1) Ácido clorídrico conc. E 2,0 M (HCl)
2) Reagente de Fehling A
3) Reagente de Fehling B
4) Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 5%
5) Solução de glicose a 2%
6) Solução de sacarose a 5%
7) Solução de maltose a 2%
8) Solução de amido impuro
9) Solução de iodo impuro



3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
[6]


Propriedades da GLICOSE:
Foi colocado 2 mL do reagente de Fehling A e 2 mL do reagente de Fehling B
em um tubo de ensaio. Foi agitado e colocado 1 mL de solução de glicose, depois foi
aquecido e observado. Caso ocorresse alguma reação, a equação deve ser escrita.

Propriedades da SACAROSE:

5. Foi colocado 2 mL do reagente de Fehling A e 2 mL do reagente de Fehling B
em um tubo de ensaio. Foi agitado e colocado 1 mL de solução de sacarose, depois foi
aquecido e observado. Caso ocorresse alguma reação a equação deve ser escrita.
Foi adicionado 10 mL de solução de sacarose 5% em um béquer de 50 mL. Em
seguida adicionado 1 mL de solução de HCl a 2M. A solução foi fervida
cuidadosamente durante 3 minutos.
Esperou-se esfriar e foi adicionado a solução a 5% de NaOH, até que a solução
se tornasse alcalina, este procedimento foi controlado com o uso do papel indicador de
pH.
Foi colocado 2 mL do reagente de Fehling A e 2 mL do reagente de Fehling B
em um tubo de ensaio. Foi agitado e colocado 1 mL dos produtos da hidrólise de
sacarose. Depois foi aquecido e observado. Caso ocorresse alguma reação, esse
processo deve ser descrito.

Propriedades da MALTOSE:
Foi adicionado 2 mL do reagente de Fehling A e 2 mL do reagente de Fehling B
em um tubo de ensaio. Foi agitado e colocado 1 mL de solução de maltose, depois foi
aquecido e observado. Caso ocorresse alguma reação, o processo deve ser descrito.

Propriedades do AMIDO:
Em um béquer de 50,0 mL foram colocados 20,00 da solução de amido e 1,00
mL de HCl concentrado. Logo após, a solução foi levada ao aquecimento para que
permanecesse em seu ponto de ebulição por cerca de 5 minutos. Então, 2,00 mL foram
retirados para serem colocados em dois béqueres de 10,0 mL (1,00 mL para cada
béquer). Com um dos béqueres foi realizados o teste de Fehlling (procedimento
semelhante ao realizado para a solução de glicose) e ao outro foi adicionada uma gota
da solução de iodo.
Em um tubo de ensaio foram adicionados 2,00 mL de reagente de Fehling A
com 2,00 mL de Fehling B. Após agitação, à mistura foi adicionado 1,00 mL da solução
de amido, e em seguida levada ao aquecimento para posterior observação.
Em um tubo de ensaio foram colocados 2,00 mL da solução de amido, juntou-se,
então, uma gota da solução de iodo. Em seguida, foi levada à agitação.

6. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após os testes realizados para as diferentes amostras fornecidas, obteve-se o
conjunto de resultados mostrados a seguir:

1.Propriedades da Glicose
O teste de Fehling é um teste para açúcares redutores. O grupo carbonilo da
glicose é oxidado a carboxilo. O íon metálico é reduzido. Em meio ligeiramente alcalino
esta forma é favorecida e a sua presença assegura a redução de íons cobre (II) a cobre
(I) com a formação de hidróxido cuproso que, por aquecimento, se converte em óxido
cuproso, um composto insolúvel de cor vermelha que precipita (Figura2). Para manter
os íons cobre (II) em solução em meio alcalino o reagente de Fehling contém um agente
complexante, o íon tartarato.



Figura 1: Molécula de glicose

A glicose é um exemplo característico da estrutura de glicídios mais simples.
Caracteriza-se corretamente pela sua capacidade redutora, que pode ser facilmente
observada através da mudança de cor de indicadores de oxirredução, que são misturas
coradas com a capacidade de apresentarem cores distintas, conforme estão no estado
oxidado.
A solução inicialmente de coloração azul-escuro foi colocada na chapa
aquecedora e esperado o aquecimento. Com o aumento da temperatura a solução
adquiriu a cor vermelho tijolo.

7. Figura 2. O tartarato de sódio e potássio forma um sal com o Cu+2 (azul anil) que sofre posterior redução
a tartarato e óxido cuproso (Cu2O de coloração vermelho tijolo) que precipita e o açúcar redutor é
oxidado formando um sal sódico como produto

2.Propriedades da Sacarose

Por ser um dissacarídeo, a sacarose não possui o poder redutor da glicose. Isso
acontece uma vez que os grupos funcionais encontrados na molécula estão ocupados na
ligação glicosídica, como mostrado na figura a seguir.



Figura 3: Molécula de sacarose

A solução inicialmente de coloração azul-escuro foi colocada na chapa e
esperado o aquecimento. Com o aumento da temperatura houve a formação do
precipitado vermelho-tijolo, mas a solução permaneceu azul-escuro.
A pequena quantidade de precipitado formada, portanto, deve-se a provável
hidrólise da sacarose devido à temperatura de aquecimento, quebrando uma pequena
parte das moléculas de sacarose em moléculas de monossacarídeos. O que tornou
possível a redução de parte do cobre.
A variação da cor da solução pode ser explicada pela mudança de nox do cobre
da solução de Fehling. A cor vermelha deve-se a formação de Cu2O. A figura 2 abaixo
mostra a hidrólise em meio ácido:

8. Figura 4. Hidrólise da sacarose formando como produtos a glicose e sacarose.

A sacarose se hidrolisa facilmente em meio ácido diluído com o HCl, o qual age
como catalisador. A facilidade de hidrólise se deve a estrutura plana do anel de
furanose. Na hidrólise da sacarose em D-glucopiranose e em D-frutofuranose, que se
transforma rapidamente em uma forma mais estável, a D-frutopiranose, ocorre a
inversão da rota ótica da solução inicial. Tal fato faz com que a hidrólise da sacarose
seja também conhecida com inversão da sacarose.
Como resultado da hidrólise há a formação de monossacarídeos redutores,
frutose e glicose. Por isso ao retirarmos 1,00mL da solução neutralizada e adicioná-la as
soluções de Fehling A e B, com aquecimento da solução, pode-se adquirir a cor
vermelho-tijolo.

3. Propriedades da Maltose

De maneira semelhante ao que ocorre com a sacarose, a molécula de maltose,
por ser um dissacarídeo, não apresenta um menor poder redutor, devido à ocupação de
grupos funcionais na ligação glicosídica (mostrado na figura a seguir).


Figura 5: Molécula de maltose

O precipitado formado, como no teste com a sacarose, deve-se a provável
hidrólise da sacarose devido à temperatura de aquecimento, quebrando uma pequena
parte das moléculas de sacarose em moléculas de monossacarídeos. O que tornou
possível a redução de parte do cobre.

9. Figura 6:Hidrolise da maltose em monossacarideos



4. Propriedades do Amido


Amido 2% Reagentes Observação
1,00mL 2,00mL Fehling A+2,00mL de Fehling B Nada ocorreu

Com o amido verifica-se que não ocorre reação no teste de Fehling. O amido é
um polissacarídeo de reserva dos vegetais constituído por um elevado número de
moléculas de glicose. O amido não tem capacidade redutora porque os grupos
funcionais responsáveis pela redução (grupo aldeído e grupo cetona) estão envolvidos
na ligação glicosídica.


Amido 2% Reagentes Observação
2,00mL 1 gota de solução de iodo Coloração azul
escura

O amido em sua composição possui tanto amilose quanto a amilopectina,
entretanto a coloração azul intensa formada se deu pelo falo da amilose (maior
composição) formar com o iodo um complexo fechado.
Inicialmente juntou-se 20,00mL de solução de amido 2% com 1,00mL de ácido
clorídrico concentrado. A cada cinco minutos foram retirados 2,00mL da solução para
aplicar-se o teste de Fehling e 2,00mL para a reação com o iodo
I) A adição de HCl concentrado e o aquecimento tornaria possível a hidrólise do
amido, fazendo com que surgisse moléculas de dissacarídeos na solução. O que tornou
possível a redução do Cu
+2
ao Cu
+1
. Entretanto, sem o mesmo poder redutor de um
monossacarídeo como a glicose, o que explica a demora e a pequena quantidade
formada do precipitado avermelhado. A não aparição de precipitado avermelhado pode
ser explicada pelo curto tempo ao qual a reação foi mantida.

10. II) Sabe-se que o amido é formado pela combinação da amilose com a
amilopectina. Também sabe-se que a amilose forma um complexo azul com o iodo,
enquanto a amilopectina forma um complexo vermelho. O complexo apresenta
coloração azul intensa, desenvolvida pela oclusão (aprisionamento) do iodo nas cadeias
lineares da amilose. Entretanto, a hidrólise realizada com HCl concentrado apresentou
outro resultado O ácido clorídrico é um catalisador inespecífico, ou seja, quebra
qualquer tipo de ligação glicosídica (tanto alfa 1- 4 como alfa 1 - 6) até que os produtos
finais sejam monossacarídeos livres.No tempo 0, do teste com o iodo, obtivemos uma
coloração preta (azul escuro), o que comprova a formação de um complexo fechado
entre o amido e o lugol (iodo). Passados alguns minutos a coloração da solução foi
reduzindo gradativamente (clareando) até atingir a coloração amarela, que indica a
ausência de amido. O amido foi totalmente degradado em monossacarídeos e estes não
dão coloração ao iodo.

11. 5. CONCLUSÃO

Após a análise dos resultados, verifica-se que os objetivos foram alcançados
com sucesso. Foi possível realizar a caracterização de algumas amostras de glicídios.
No teste de Fehling percebe-se que um monossacarídeo (especificamente uma
aldose) pode reduzir o Cu
+2
a Cu
+1
(glicose, por exemplo). Viu-se, também, que tanto
moléculas de dissacarídeos como de polissacarídeos não possuem poder redutor, devido
ao fato de seus grupos funcionais estarem ocupados nas ligações glicosídicas. Portanto,
para que haja um resultado positivo (formação de um complexo avermelho), o
polissacarídeo (o amido, por exemplo) deve ser hidrolisado.
Por fim, vimos que a adição de iodo numa amostra de amido há a formação de
um complexo amido-iodo, o que modifica a coloração da solução para um azul muito
intenso.

12. 6. ANEXOS

1) O que é reagente e Fehling? Qual é a diferença entre este reagente e o de
Benedict?
O teste de Fehling é baseado na redução do CuSO4 em solução alcalina. Neste
teste os reagentes de Fehling A e B são usados separadamente para evitar o precipitado
preto de óxido de cobre. A solução A contém solução de CUSO4 enquanto o B é
composto de hidróxido de sódio e sal de Rochelle, isto é, tartarato de potássio e sódio. O
teste de Benedict também se baseia na redução do sulfato de cobre alcalino. O reagente
de Benedict contém citrato de sódio, carbonato de sódio e sulfato de cobre. Citrato de
sódio é usado para evitar precipitado preto do sulfato de cobre CuO. Basicamente a
diferença entre os reagentes é que na solução e Fehling o Cu
2+
é complexado com o íon
tartarato, na solução de Benedict o Cu
2+
é complexado com citrato.

2) Que tipos de grupamentos podem ser identificados usando o reagente de
Fehling?
Também é usado para diferenciar aldeídos de cetonas, e são também os aldeídos que
dão positivo no teste. Ao reagi‐lo com um complexo de Cu
2+
, observamos a formação
de um precipitado com cor de tijolo, o Cu2O.

3)Qual a fórmula estrutural dos carboidratos: glicose, frutose, sacarose, maltose e
amido?

7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.


1-glicose, 2-sacarose, 3-frutose, 4-maltose e 5-amido

(1) (2) (3)

(4) (5)

13. 5)Por que o amido após a hidrólise apresenta teste positivo com o reagente de
fehling?
Porque quando hidrolisado o amido forma glicose o que explicar o porque
de dar positivo no teste de Fehling.
6) Mostrar através de suas estruturas a diferença entre açúcar redutor e
não redutor.Exemplificar.
Os monossacarídeos, glicose e frutose são açúcares redutores por
possuírem grupo carbonílico e cetônico livres, capazes de se oxidarem na
presença de agentes oxidantes em soluções alcalinas. Os dissacarídeos que não
possuem essa característica sem sofrerem hidrólise da ligação glicosídica são
denominados de açúcares não redutores. No que se refere a propriedades
químicas a sacarose é um açúcar não redutor. Os demais açúcares naturais,
como a lactose são redutores.
7) Indicar quais átomos de carbono na sacarose são carbonos acetais. Escrever
uma equação equilibrada para hidrólise da sacarose em glicose e frutose.

Os dois carbonos circulados são os carbonos acetais.

8) Quantos moles de água são necessários por mol de sacarose?

14. 7. REFERÊNCIAS
[1] GLICÍDIOS. Disponível em:
http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_grad2005_2/constituintes/l
inks/glicidios.htm Acessado em: 12/5/2012.
[2] SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.; Química Orgânica vol. 2, 8ª Ed;
tradução de Robson Mendes Matos; LTC: Rio de Janeiro, 2006.
[3] COMPARAÇÃO DE MÉTODO S PARA A DETERMINAÇÃO DE AÇÚCARES
REDUTORES E TOTAIS EM MEL. Disponível em: http://www.scielo.br
[4] Duvoisin, S, Jr. Apostila de Química orgânica e Bioquímica experimental. Curso de
Engenharia Química, Escola Superior de Tecnologia: 2011.