A FÍSICA E QUÍMICA DO AÇÚCAR



Mono e dissacarídeos - fórmula química, nome e estrutura

O sabor doce na comida provém de um grupo de moléculas relativamente simples, os açúcares. Os açúcares são os carbohidratos mais simples, os monossacarídeos e os dissacarídeos.

A sua fórmula química geral é [CH2O]n. Ao substituíres n por um número inteiro positivo terás a fórmula química de um açúcar.
Por exemplo se n=6, [CH2O]6 ou...C6H12O6, a fómula da glucose!
O nome "carbohidratos" advém desta mesma fórmula. Nota que a sua base é um átomo de carbono (C) e uma molécula de água (H2O): CH2O. Tanto em química como no nosso dia-a-dia dizemos que a água hidrata, ora, neste caso ela hidrata o carbono: carbohidrato.

Basicamente, os monossacarídeos apresentam 3 a 6 carbonos, sendo a sua fórmula C3H6O3 até C6H12O6.
Espera aí...se os monossacarídeos apresentam apenas 3, 4, 5 ou 6 carbonos, isso quer dizer que só há 4 fórmulas químicas de monossacarídeos. Só existem 4 monossacarídeos?
Não, existem muitos mais, desde os familiares glucose e frutose até à psicose, lixose e etc.
Embora realmente só hajam 4 fórmulas químicas, estas só nos dizem quantos átomos de cada tipo existem numa molécula. O que diferencia a maior parte dos monossacarídeos não é o número de átomos, mas a posição destes na molécula.

Vamos voltar à glucose.
A sua fórmula química é C6H12O6. A fórmula química da frutose é também C6H12O6. Qual a diferença?
Bem, neste caso, 5 átomos dos átomos de carbono e um dos de oxigénio da glucose ligam-se em cadeia fechada, formando um hexágono, com os outros átomos ligados a eles. No caso da frutose, apenas 4 dos seus carbonos e um oxigénio se ligam para formar uma cadeia fechada. O resultado é um pentágono. Como vês, os átomos organizam-se de formas diferentes originando moléculas diferentes, mesmo que estas tenham a mesma fórmula química.
Nem sempre as diferenças entre monossacarídeos é tão grande. Por vezes, basta trocar as posições um hidrogénio por um oxigénio para as moléculas serem diferentes, com propriedades próprias.

Os dissacarídeos são moléculas que resultam da união de dois monossacarídeos.
O nosso açúcar de mesa é na realidade um dissacarídeo, a sacarose, cujas moléculas resultam da ligação de uma glucose com uma frutose. Essa ligação é feita ligando um carbono de cada cadeia fechada a um átomo de oxigénio e dá pelo nome de ligação glicosídica.

Açúcar branco refinado - origem e processamento

A sacarose que chega até à nossa mesa vem geralmente com a descrição "Açúcar Puro de Cana".
Embora a sacarose possa também ser extraída da beterraba doce, o nosso provém da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), uma planta com um nível de sacarose anormalmente alto (cerca de 13%).

Se já leste a secção acerca do basílico, já sabes que a planta produz o seu próprio açúcar através de um processo chamado fotossíntese. Ela capta o CO2 da atmosfera, e utilizando a energia solar, liga os átomos de carbono de cada CO2, até que estes formem glucose.
Energia + CO2 + H2O ----> C6H12O6 + O2
No entanto, também deves saber que a planta não é só composta por açucares! As suas células, tal como as tuas, contém proteínas, lípidos, água, pigmentos.
Quando se retira o conteúdo da cana-de-açúcar, não obtemos apenas sacarose, mas uma multitude de compostos todos misturados que interferem com o sabor doce.

A sacarose tem então de ser refinada até estar livre de qualquer impurezas. A forma de conseguir isto passa inicialmente por esmagar a cana-de-açúcar até se conseguir um sumo esverdeado que é filtrado de impurezas.
É depois fervido, para que água saia, deixando uma mistura concentrada e escura. Nesta fase, a sacarose concentrada começa a cristalizar. A centrifugação é usada para separar a sacarose das impurezas (pois têm diferentes densidades) e para retirar água dos seus cristais.
A mistura está agora dividida em duas fases: sacarose cristalizada e melaço, que contém sacarose não cristalizada e uma série de outros compostos derivados da planta.

A sacarose cristalizada desta fase não é completamente branca, pois ainda contém algumas impurezas nos seus cristais.
Ela é então dissolvida novamente em água e descolorada por um composto que se liga às impurezas, deixando a sacarose praticamente pura e branca, como nós a conhecemos.
O açúcar está pronto para recristalizar e ser empacotado!

Açúcar branco vs. açúcar castanho

Agora entendes como o açúcar branco é feito.
Mas e o açúcar castanho? Algumas vezes as pessoas dizem que é mais saudável que o branco. Será verdade?
Normalmente há aqui uma grande confusão! Chegou a hora de desmistificar o castanho!
Quando olhas para pão feito com farinhas brancas, ele é branco. O pão feito com farinhas integrais é castanho. Diz-se que o pão integral castanho é mais saudável que o pão branco. Aqui existe uma boa dose de razão, como poderás descobrir na secção que trata desse ingrediente.
Mas o mesmo raciocínio branco = - saudável e castanho = + saudável não se aplica ao açúcar que consumimos.

Por exemplo, costuma dizer-se que o açúcar castanho não é refinado.
Isso não é verdade. Se o sumo da cana-de-açúcar não passar por um processo de refinação, como o que está descrito para as impurezas serem retiradas, o produto final acaba por conter partículas de solo, micróbios e outros contaminantes. Nada próprio para consumo!

Na verdade, para se fazer açúcar castanho tem de se começar por fazer açúcar branco.
O sumo da cana é retirado, filtrado e aquecido formando a tal mistura densa e escura. Essa mistura é então centrifugada, separando o melaço da sacarose cristalizada.
Só aqui entra a diferença. Enquanto que, para se fazer açúcar branco, a sacarose é dissolvida, descolorada e cristalizada, para se fazer açúcar castanho, a sacarose é misturada com um pouco de melaço e depois cristalizada. É o melaço escuro e rico em outros componentes que dão a cor acastanhada açúcar.

Bem, então o melaço, tendo mais nutrientes, não forma um açúcar mais saudável que o açúcar branco que apenas contém sacarose?
Sim e não. Na refinação, quando o sumo de cana é aquecido, alguma da sua sacarose divide-se em glucose e frutose. As suas proteínas e lípidos que derivam da planta quebram-se ou degradam-se com o calor. A partir de uma certa temperatura, os açúcares simples reagem com os aminoácidos das proteínas (reacção de douramento) criando uma série de compostos, entre os quais estão polímeros de cor castanha que dão à mistura uma cor de caramelo escura.
Todos estes compostos vão fazer parte do melaço que é misturado com a sacarose para fazer açúcar castanho.

Como podes ver, no melaço, a maior parte dos nutrientes da cana encontram-se degradados ou reagem entre si para formar compostos que, tendo um sabor e cor característicos, não tem grande valor nutritivo.
A única diferença significativa encontra-se nos sais minerais que, não sendo degradados pelo aquecimento, encontram-se em maior quantidade no açúcar castanho.

Higroscopia

O açúcar tem uma característica muito importante na culinária: é altamente higroscópico.
Quer simplesmente dizer que tem uma grande capacidade para se ligar a moléculas de água.
Se o deixas num ambiente húmido a água atmosférica pode ser absorvida, fazendo com que o pó cristalino se converta num líquido espesso e pegajoso. É o que acontece aos rebuçados e caramelos que ficam esquecidos nos bolsos.

O açúcar castanho, por conter além de sacarose também alguma glucose e frutose separadas, tem um problema adicional.
A frutose e a glucose são naturalmente mais higroscópicas que a sacarose e por isso, o açúcar castanho contém sempre um certo teor de água (3,5% contra os 0,1% do branco), o que o torna mais macio. Mas se colocado num ambiente seco, essa água vai tender a sair.
O resultado? A formação de grânulos duros de grandes dimensões.

Mas voltando ao açúcar branco...
A higroscopia é muito importante na culinária porque as moléculas de açúcar ligam-se às moléculas de água ajudando a manter a massa de um bolo húmida, mesmo quando esta está no forno. Noutros casos, o açúcar é usado para se ligar às moléculas de água de uma solução, para que outrso compostos fiquem mais concentrados.
É o que acontece quando formas uma espuma com gemas batidas.
A espuma forma-se porque as proteínas da gema se unem, formando uma rede que impede que as bolhas de ar formadas pelo batimento se escapem. No entanto, e ao contrário das claras, as proteínas da gema não tendência para se unirem, preferindo ligar-se às moléculas de água. Quando adicionas açúcar, este liga-se água, ficando as proteínas mais concentradas e com mais capacidade de produzirem uma rede para a espuma.

Reações de Douramento


A sacarose é sólida à temperatura ambiente, mas se aquecida liquefaz-se e toma uma cor acastanhada com um sabor característico. Estas reacções já foram mencionadas quando falamos da cor que o melaço adquire.
Quando o a açúcar atinge os 154°C ocorrem uma série de transformações químicas ainda não inteiramente compreendidas. As moléculas reagem umas com as outras transformando-se em mais de 100 compostos diferentes, entre eles, polímeros de cor castanha e compostos de sabor característico. Assim, forma-se o caramelo.
Estas reacções também ocorrem na superfície dos bolos cozidos no forno. É por isso que ela toma uma cor rica e acastanhada.

Mas, há sacarose por toda a massa e não só à superfície. Porque é que o interior do bolo não ganha também uma cor castanha?
Excelente pergunta. Quando cozes um bolo no forno, o seu exterior atinge a temperatura marcada pelo forno, normalmente 200°C. Mas o interior da massa não ultrapassa os 100°C.
Ora, como as reacções de douramento só ocorrem, na sua maioria, a partir dos 154°C, o açúcar que se encontra nas partes mais internas da massa não sofre estas transformações e a massa não adquire uma cor acastanhada, como a da superfície.


Fonte: desconhecido

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