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Aplicação do teste Benedict na identificação de açúcares redutores e não redutores.

I. Objectivos: • Compreender a diferença entre açúcar e polissacáridos; • Distinção entre açúcares redutores e açúcares não redutores; • Compreender a estrutura química a molecular dos açúcares e seus grupos funcionais, isómeros e principais reações; • Saber aplicar o método de Benedict; • Saber identificar açúcares redutores.

II. Introdução teórica

Os hidratos de carbono ou açúcares são classificados em três grupos principais: monossacáridos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Os monossacáridos têm peso molecular baixo e a fórmula geral (CH2O)n, na natureza o n varia entre 3 e 9.

As pentoses, compostos com 5 átomos de carbono, e as hexoses, com 6 átomos de carbono, constituem os monossacáridos mais abundantes. Nos monossacáridos todos os átomos de carbono apresentam um grupo hidroxilo (-OH), exceto um que está ligado a um grupo carbonilo (C=O) (carbono anomérico). Quando o carbono anomérico se encontra num carbono terminal da cadeia o composto é um aldeído, quando se encontra noutra qualquer posição trata-se de uma cetona. (Figura 1).

Figura 1: Fórmulas químicas de alguns monossacáridos. (Biochemistry, Stryer, 6th Ed.).

Estes monossacáridos em solução existem normalmente em equilíbrio entre a forma em cadeia aberta e a forma em anel. Quando isto acontece, os açúcares poderão aparecer sob duas formas, e designam-se anómeros. Um anómero pode existir na forma α e β. As formas α e β distinguem-se entre si, pela posição do hidroxilo do carbono 1, resultante da ciclização do açúcar.

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Assim, um açúcar cíclico terá a designação α se o grupo hidroxilo se encontrar abaixo do plano do açúcar e a designação β se, pelo contrário, se encontrar acima deste (Figura 2).

Figura 2: Ciclização de açúcares e formação de anómeros α e β. (Biochemistry, Stryer, 6th Ed.)

Os oligossacarídeos mais simples, os dissacarídeos, são formados por dois monossacáridos

combinados por uma ligação glicosídica (Figura 3).

Figura 3: Formação da a maltose (glucose (α1→4)glucose). (Lehninger, Principles of Bioechemistry, 4th Ed.)

As ligações glicosídicas podem ser de vários tipos O-glicosídicas, N-glicosídicas e S-

glicosídicas. Ao contrário das ligações peptídicas que ocorrem apenas entre aminoácidos, as ligações glicosídicas podem ocorrer entre dois monossacáridos ou entre um monossacarídeo e

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uma molécula de outro grupo, nomeadamente, aminoácidos, radicais orgânicos, entre outros (Figura 4).

Relativamente às ligações O-glicosídicas, entre dois monossacarídos, estas podem ser do tipo α ou do tipo β, dependendo da conformação do primeiro açúcar. Por exemplo, a sacarose, é um dissacarídeo com uma ligação glucose α(1→2) frutose, enquanto que a lactose é uma galactose β (1→4) glucose (figura 5).

Figura 5: Ligações α-O-glicosídicas e β-O-glicosídicas. (Lehninger, Principles of Bioechemistry, 4th Ed.)

Açúcares redutores

Os hidratos de carbono que possuem grupos aldeído e cetona livres isto é, não envolvidos em qualquer tipo de ligação, nomeadamente das pontes glicosídicas, têm propriedades redutoras e são por tal facto designadas de açúcares redutores. Estes hidratos de carbono dão reação positiva com o reagente de Benedict.

Os aldeídos são facilmente oxidados a ácidos carboxílicos, por uma variedade muito grande de reagentes. Por exemplo, em presença de sais de metais (Cu2+ e Ag+) as oses são oxidadas e os metais precipitam, originando variações de cor da solução. Estas reações são aproveitadas para identificar e dosear oses. O teste de Benedict foi desenvolvido com base nestes conceitos e utiliza um sal de cobre que é reduzido a óxido cuproso. Este produto é insolúvel formando um precipitado avermelhado (figura 6).

Figura 4: Ligações N-glicosídicas e O-glicosídicas entre açúcares e aminoácidos. (Biochemistry, Stryer, 6th Ed.)

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Figura 6: O cobre cúprico é reduzido a cobre cuproso na presença de uma aldose, originando produtos de cor avermelhados. (Biochemistry, Stryer, 6th Ed.)

A sacarose, maltose e lactose são dissacarídeos que diferem no que diz respeito às suas

capacidades redutoras. No caso da sacarose, a hidrólise enzimática ou ácida origina glucose e frutose. A ponte glicosídica que liga estes dois monossacáridos é estabelecida entre os respetivos carbonos anoméricos e por essa razão a sacarose não reage como açúcar redutor.

Na maltose, as duas moléculas de glucose estão ligadas por uma ponte glicosídica α(1→4) existindo portanto, um carbono anomérico não envolvido na ligação. Este dissacarídeo é um açúcar redutor.

Na lactose as moléculas de D-galactose e D-glucose estão ligadas por uma ponte tal que o resíduo de glucose mantém o carbono anomérico livre, podendo assim atuar como açúcar redutor.