Os carboidratos são as macromoléculas mais abundantes na natureza e suas propriedades já eram estudadas pelos alquimistas no século 12. Durante muito tempo acreditou-se que essas moléculas tinham função apenas energética no organismo humano. A glicose, por exemplo, é o principal carboidrato utilizado nas células como fonte de energia.
A partir da década de 1970, o surgimento de técnicas avançadas de cromatografia, eletroforese e espectrometria permitiu ampliar a compreensão das funções dos carboidratos. Hoje, sabe-se que os carboidratos participam da sinalização entre células e da interação entre outras moléculas, ações biológicas essenciais para a vida. Além disso, a sua estrutura química se revelou mais variável e diversificada do que a das proteínas e dos ácidos nucléicos.
Os primórdios do estudo dos carboidratos estão ligados ao seu uso como agentes adoçantes ou no preparo do vinho a partir da uva. Nos escritos dos alquimistas mouros, no século 12, há referências ao açúcar da uva, conhecido hoje como glicose. Os relatos iniciais sobre açúcares na história vêm dos árabes e persas. Na Europa, o primeiro agente adoçante foi o mel, cuja composição inclui frutose, glicose, água, vitaminas e muitas outras substâncias.
A história dos carboidratos está associada a seu efeito adoçante, mas hoje já se sabe que a maioria desses compostos não apresenta essa propriedade.
A análise da glicose revelou a sua fórmula química básica, que apresenta a proporção de um átomo de carbono para uma molécula de água, de onde provém o nome carboidrato, ou hidrato de carbono. Tal proporção mantém-se em todos os compostos desse grupo.
O avanço científico permitiu conhecer de modo mais detalhado as propriedades físico-químicas dos carboidratos, resultando na exploração dessas características em diversos processos industriais, sendo uma delas área alimentícia.
A sacarose extraída da cana-de-açúcar é o principal adoçante empregado na culinária e na indústria de doces. O açúcar invertido, obtido pela quebra da sacarose, que resulta em uma mistura de glicose e frutose, é menos cristalizável, mas muito usado na fabricação de balas e biscoitos. A quitosana, um polissacarídeo derivado da quitina, tem sido utilizada no tratamento da água (para absorver as gorduras) na alimentação e na saúde. Por sua atuação na redução da gordura e do colesterol, a quitosana pode ajudar no combate à obesidade; além disso, estudos farmacológicos recentes comprovaram que apresenta efeitos antimicrobianos e antioxidantes.
Os carboidratos são formados fundamentalmente por moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio, por isso recebem a denominação de hidratos de carbono. Alguns carboidratos podem possuir outros tipos de átomos em suas moléculas, como é o caso da quitina, que possui átomos de nitrogênio em sua fórmula.
Os carboidratos estão relacionados com o fornecimento de energia imediata para a célula e estão presentes em diversos tipos de alimentos. Além da função energética, também possuem uma função estrutural, atuando como o esqueleto de alguns tipos de células, como por exemplo, a celulose e a quitina, que fazem parte do esqueleto vegetal e animal, respectivamente.
Os carboidratos participam da estruturas dos ácidos nucléicos (RNA e DNA), sob a forma de ribose e desoxirribose, que são monossacarídeos com cinco átomos de carbono em sua fórmula. O amido, um tipo de polissacarídeo energético, é a principal substância de reserva energética em plantas e fungos.
Os seres humanos também possuem uma substância de reserva energética: o glicogênio, que fica armazenado no fígado e nos músculos. Quando o corpo necessita de energia, o glicogênio é hidrolisado em moléculas de glicose, que são carboidratos mais simples, com apenas seis átomos de carbono. O glicogênio é resultado da união de milhares de moléculas de glicose, assim como a celulose.
Os carboidratos são substâncias extremamente importantes para a vida e sua principal fonte são os vegetais, que os produzem pelo processo da fotossíntese, absorvendo a energia solar e a transformando em energia química, produzindo glicídios.
De acordo com a quantidade de átomos de carbono em suas moléculas, os carboidratos podem ser divididos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.
Os monossacarídeos, também chamados de açúcares simples, consistem em uma única unidade cetônica. O mais abundante é o açúcar de seis carbonos D-glucose; é o monossacarídeo fundamental de onde muitos outros são derivados. A D-glucose é o principal combustível para a maioria dos organismos e o monômero primário básico dos polissacarídeos mais abundantes, tais como o amido e a celulose. São os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes.
Quimicamente, são polihidroxialdeídos (ou aldoses) - ou polihidroxicetonas (ou cetoses), sendo os mais simples monossacarídeos compostos com no mínimo três carbonos: o gliceraldeído e a dihidroxicetona.
Com exceção da dihidroxicetona, todos os outros monossacarídeos, e por extensão todos os outros carboidratos, possuem centros de assimetria e fazem isomeria óptica.
A classificação dos monossacarídeos também pode ser baseada no número de carbonos das suas moléculas; assim, as trioses são os monossacarídeos mais simples, seguidos das tetroses, pentoses, hexoses, heptoses, etc. Desses, os mais importantes são as pentoses e as hexoses, sendo que as pentoses mais importantes são a ribose, a arabinose e a xilose. As hexoses mais importantes são a glicose, a galactose, a manose e a frutose.
Os dissacarídeos são carboidratos chamados de glicosídeos, pois são formados a partir da ligação de dois monossacarídeos através de ligações especiais denominadas ligações glicosídicas. A ligação glicosídica ocorre entre o carbono anomérico de um monossacarídeo e qualquer outro carbono do monossacarídeo seguinte, através das suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água. Os glicosídeos também podem ser formados pela ligação de um carboidrato a uma estrutura não-carboidrato, como uma proteína, por exemplo. Os principais dissacarídeos incluem a sacarose, a lactose e a maltose.
Os polissacarídeos são carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas, unidas em longas cadeias lineares ou ramificadas. Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais. Os polissacarídeos mais importantes são os formados pela polimerização da glicose em número de três e incluem o amido, o glicogênio e a celulose.
Os carboidratos são a principal fonte de energia do organismo e deve ser suprido regularmente e em intervalos frequentes para satisfazer as necessidades energéticas do organismo.
Os carboidratos regulam o metabolismo proteico, poupando proteínas. Uma quantidade suficiente de carboidratos impede que as proteínas sejam utilizadas para a produção de energia, mantendo-se em sua função de construção de tecidos.
A quantidade de carboidratos da dieta determina como as gorduras serão utilizadas para suprir uma fonte de energia imediata. Se não houver glicose disponível para a utilização das células (jejum ou dietas restritivas), os lipídios serão oxidados, formando uma quantidade excessiva de cetonas que podem causar uma acidose metabólica, levando à morte.
Os carboidratos são necessários para o funcionamento normal do sistema nervoso central. O cérebro não armazena glicose e, portanto, necessita de um suprimento de glicose sanguínea. A
Muitas pessoas acreditam que quanto menos carboidrato consumirem, mais saudáveis e magros ficarão. No entanto, as pesquisas ao longo do tempo mostram que isso não é verdade. Os carboidratos são um grupo de alimentos energéticos e devem representar aproximadamente 45% a 65% das calorias totais diárias, seguidos pelo grupo de gorduras e proteínas.
Escolher os carboidratos mais saudáveis é o mais recomendado, principalmente aqueles com grãos integrais, que são uma importante fonte de fibra, vitaminas, minerais e substâncias antioxidantes.
Márcia Fani
Editora
