Bioquímica dos alimentos série eixos by Cilene Souza

Bioquímica dos Alimentos Composição, Reações e Práticas de Conservação

Simone Pires de Matos Paula Daiany Gonçalves Macedo

Bioquímica dos Alimentos Composição, Reações e Práticas de Conservação

1a Edição

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Matos, Simone Pires de Bioquímica dos alimentos : composição, reações e práticas de conservação / Simone Pires de Matos, Paula Daiany Gonçalves Macedo. -- 1. ed. -- São Paulo : Érica, 2015. Bibliografia. ISBN 978-85-365-1463-5 1. Alimentos - Composição 2. Alimentos - Conservação 3. Bioquímica I. Macedo, Paula Daiany Gonçalves. II. Título. 14-10118 CDD-641.3 Índices para catálogo sistemático: 1. Alimentos 641.3 Copyright © 2015 da Editora Érica Ltda. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma sem prévia autorização da Editora Érica. A violação dos direitos autorais é crime estabelecido na Lei nº 9.610/98 e punido pelo Artigo 184 do Código Penal.

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Agradecimentos Primeiramente, agradeço a Deus por todas as oportunidades profissionais, permitindo que eu concluísse mais um projeto com serenidade e saúde. Em especial agradeço e dedico esta obra aos meus pais, Armindo e Maria Inês, por serem meus exemplos de luta e a base da minha formação pessoal e profissional. Ao meu companheiro Paulo Henrique por compreender minha ausência e pelo constante reconhecimento por todo o meu esforço e conquistas profissionais. As minhas irmãs, Patrícia e Karina, e aos meus sobrinhos, Pedro Henrique, Beatriz e Eduarda, por compreenderem minha ausência durante a realização deste projeto. Foi muito difícil resistir aos momentos de brincadeiras para que eu pudesse concluir meus projetos. À professora Paula, parceira neste projeto. A todos os demais que contribuíram para que este trabalho resultasse em um material de referência acadêmica. Simone Pires de Matos

Agradeço a Deus imensamente pela conquista e superação deste desafio profissional. A minha família pelo apoio e por sempre estar ao meu lado em todos os momentos, sobretudo nos mais difíceis. Aos amigos, pelos momentos de descontração e pela compreensão da minha extrema dedicação ao trabalho. Aos meus eternos professores, por todo incentivo e ensinamento. Aos meus alunos por me fazerem acreditar diariamente na paixão que tenho na docência e, sobretudo na nutrição, entendendo que a vida só vale a pena quando fazemos o que gostamos e tornamos os sonhos realidades, desta forma vivendo a vida intensamente. A professora Simone, parceira neste projeto, pela confiança e convite. A todos os demais que contribuíram para que este trabalho resultasse em um material de referência acadêmica. Paula Daiany Gonçalves Macedo

Sobre as autoras Simone Pires de Matos é graduada em engenharia química, a autora especializou-se em cosmetologia em 2006. Desde então, dedica-se à área cosmetológica, atuando como prestadora de serviços para várias indústrias do setor, auxiliando desde o desenvolvimento de novas formulações até assuntos legais, incluindo vinda de processos de fabricação do exterior para o Brasil. Devido à sua formação pedagógica em química, a autora também exerce atividade acadêmica, atuando como docente de química nos cursos de farmácia e meio ambiente e como docente de cosmetologia nos cursos de farmácia e estética (técnico e pós-graduação). Atualmente, realiza mestrado acadêmico em Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade, cujo projeto visa desenvolver metodologias analíticas sustentáveis para a determinação de elementos tóxicos em produtos cosméticos.

Paula D. G. Macedo é nutricionista com especialização em Saúde, Nutrição Clínica e Metabolismo e Gastronomia Funcional. Atuante em diversas áreas de nutrição. Atualmente é docente do curso Técnico em Nutrição e Dietética pelo Centro Paula Souza nas ETECs Júlio de Mesquita, Santa Ifigênia e São Mateus, além das instituições FAMESP (Faculdade Método de São Paulo) e FASM (Faculdade Santa Marcelina). Atuante também nas áreas de Atendimento Clínico Nutricional e Consultoria em Alimentos, na área de Qualidade de Alimentos e Rotulagem. Desenvolve palestras, oficinas e cursos em várias áreas da Nutrição.

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Sumário Capítulo 1 − Introdução à Bioquímica dos Alimentos....................................................... 11 1.1 Conceitos iniciais...........................................................................................................................................11 1.1.1 Classificação dos alimentos ................................................................................................................12 1.1.2 Característica dos alimentos................................................................................................................14 Agora é com você!................................................................................................................................................16 Capítulo 2 − Carboidratos............................................................................................ 17 2.1 Conceitos iniciais...........................................................................................................................................17 2.2 Classificação dos carboidratos.....................................................................................................................18 2.2.1 Monossacarídeos...................................................................................................................................18 2.2.2 Dissacarídeos.........................................................................................................................................19 2.2.3 Oligossacarídeos....................................................................................................................................20 2.2.4 Polissacarídeos.......................................................................................................................................20 2.3 Reações com carboidratos............................................................................................................................25 2.3.1 Hidrólise.................................................................................................................................................25 2.3.2 Enolização..............................................................................................................................................26 2.3.3 Reações de escurecimento...................................................................................................................26 2.3.4 Fermentação alcoólica..........................................................................................................................29 2.4 Carboidratos simples nos alimentos...........................................................................................................29 2.4.1 Principais propriedades funcionais ...................................................................................................30 2.4.2 Alimentos açucarados..........................................................................................................................31 2.4.3 Classificação dos açúcares empregados em alimentos ....................................................................31 Agora é com você!................................................................................................................................................34 Capítulo 3 − Lipídeos.................................................................................................. 35 3.1 Conceitos iniciais...........................................................................................................................................35 3.2 Classificação...................................................................................................................................................36 3.2.1 Classificação de acordo com a natureza dos ácidos graxos e dos alcoóis......................................36 3.2.2 Classificação de acordo com a saturação...........................................................................................38 3.3 Ácidos graxos e glicerídeos...........................................................................................................................39 3.3.1 Ácidos graxos.........................................................................................................................................39 3.3.2 Glicerídeos.............................................................................................................................................40 3.3.3 Óleos e gorduras alimentares..............................................................................................................41 3.4 Principais funções dos lipídeos....................................................................................................................42 3.4.1 Nos seres vivos.......................................................................................................................................42 3.4.2 Nos alimentos processados..................................................................................................................42

3.5 Principais propriedades dos lipídeos...........................................................................................................42 3.5.1 Principais propriedades físicas ...........................................................................................................43 3.5.2 Principais propriedades químicas ......................................................................................................44 3.6 Principais reações químicas com lipídeos..................................................................................................44 3.6.1 Rancificação...........................................................................................................................................44 3.6.2 Hidrogenação catalítica........................................................................................................................46 Agora é com você!................................................................................................................................................48 Capítulo 4 − Proteínas................................................................................................. 49 4.1 Conceitos iniciais...........................................................................................................................................49 4.2 Aminoácidos..................................................................................................................................................49 4.2.1 Caráter anfiprótico................................................................................................................................50 4.3 Peptídeos e proteínas.....................................................................................................................................51 4.3.1 Ligações peptídicas...............................................................................................................................51 4.3.2 Peptídeos................................................................................................................................................52 4.3.3 Proteínas.................................................................................................................................................52 4.4 Proteínas alimentares ...................................................................................................................................53 4.4.1 Proteínas alimentares completas e incompletas................................................................................54 4.5 Enzimas...........................................................................................................................................................54 4.5.1 Classificação das enzimas.....................................................................................................................55 Agora é com você!................................................................................................................................................60 Capítulo 5 − Vitaminas e Sais Minerais.......................................................................... 61 5.1 Vitaminas........................................................................................................................................................61 5.1.1 Classificação das vitaminas..................................................................................................................63 5.1.2 Função geral das vitaminas..................................................................................................................67 5.1.3 Fonte alimentar.....................................................................................................................................68 5.2 Minerais..........................................................................................................................................................68 5.2.1 Classificação dos minerais...................................................................................................................69 5.2.2 Minerais na alimentação......................................................................................................................69 Agora é com você!................................................................................................................................................72 Capítulo 6 − Alimentos de Origem Animal...................................................................... 73 6.1 Ovos.................................................................................................................................................................73 6.1.1 Composição química............................................................................................................................73 6.1.2 Estrutura do ovo....................................................................................................................................74 6.1.3 Propriedade do ovo...............................................................................................................................74 6.2 Leite e derivados............................................................................................................................................75 6.2.1 Características da composição............................................................................................................75 6.2.2 Derivados do leite.................................................................................................................................76 6.2.3 Métodos de avaliação da qualidade higiênico-sanitária do leite....................................................77

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6.3 Carnes..............................................................................................................................................................79 6.3.1 Estrutura das carnes..............................................................................................................................79 6.3.2 Alteração da textura das carnes...........................................................................................................80 6.3.3 Ação da cocção nas carnes...................................................................................................................80 6.4 Aves..................................................................................................................................................................81 6.4.1 Ação da cocção nas aves.......................................................................................................................82 6.5 Pescado............................................................................................................................................................82 Agora é com você!................................................................................................................................................84 Capítulo 7 − Alimentos de Origem Vegetal..................................................................... 85 7.1 Hortaliças........................................................................................................................................................85 7.1.1 Classificação botânica...........................................................................................................................85 7.1.2 Perdas nutricionais................................................................................................................................86 7.1.3 Influências do pH..................................................................................................................................86 7.2 Frutas...............................................................................................................................................................87 7.2.1 Armazenamento....................................................................................................................................87 7.2.2 Derivados de frutas...............................................................................................................................88 7.3 Leguminosas...................................................................................................................................................88 7.3.1 Classificação...........................................................................................................................................88 7.3.2 Valor nutritivo.......................................................................................................................................88 7.3.3 Cocção de leguminosas secas..............................................................................................................88 7.4 Cereais.............................................................................................................................................................89 7.4.1 Formas de consumo..............................................................................................................................89 7.4.2 Estrutura dos grãos...............................................................................................................................89 Agora é com você!................................................................................................................................................90 Capítulo 8 − Alimentos Naturais e Deterioração dos Alimentos......................................... 91 8.1 Conceitos iniciais...........................................................................................................................................91 8.1.1 Causas de alteração nos alimentos......................................................................................................92 8.1.2 Fisiologia dos vegetais..........................................................................................................................92 8.2 Deterioração dos alimentos..........................................................................................................................95 8.2.1 Características da deterioração...........................................................................................................95 8.2.2 Fatores de interferência:.......................................................................................................................96 Agora é com você!................................................................................................................................................98 Capítulo 9 − Alimentos Industrializados e Conservação dos Alimentos............................... 99 9.1 Definição de alimentos industrializados.....................................................................................................99 9.1.1 Classificação segundo o nível de alteração........................................................................................99 9.2 Introdução à conservação...........................................................................................................................100 9.2.1 Matéria-prima.....................................................................................................................................100 9.2.2 Tipo de indústria de alimentos..........................................................................................................101

9.3 Métodos de conservação.............................................................................................................................101 9.3.1 Conservação pelo calor......................................................................................................................101 9.3.2 Conservação pelo frio.........................................................................................................................103 9.3.3 Conservação dos alimentos pelo controle de umidade.................................................................105 9.3.4 Conservação de alimentos por defumação......................................................................................107 9.3.5 Conservação de alimentos pela adição de sal..................................................................................108 9.3.6 Conservação dos alimentos pela adição de açúcar.........................................................................108 9.3.7 Conservação dos alimentos pelo uso de radiação ionizante.........................................................109 9.3.8 Conservação de alimentos por fermentação...................................................................................109 9.4 Aditivos.........................................................................................................................................................110 9.4.1 Algumas definições.............................................................................................................................110 9.4.2 Classificação dos aditivos...................................................................................................................111 Agora é com você!..............................................................................................................................................114 Capítulo 10 − Sugestões de Protocolos Práticos........................................................... 115 10.1 Alterações biológicas dos alimentos........................................................................................................115 10.1.1 Crescimento microbiano e atividade de água (Aa / Wa).............................................................115 10.1.2 Ordem de deterioração dos alimentos segundo o valor de Aa/Wa............................................116 10.1.3 pH dos alimentos..............................................................................................................................116 10.1.4 Temperatura de armazenamento e crescimento de micro-organismos.....................................117 10.2 Alterações químicas dos alimentos.........................................................................................................117 10.2.1 Análise de alimentos gordurosos (rancificação)...........................................................................117 10.3 Conservação dos alimentos......................................................................................................................118 10.3.1 Branqueamento e congelamento.....................................................................................................118 10.3.2 Conservação dos alimentos por fermentação...............................................................................119 10.4 Aditivos.......................................................................................................................................................120 10.4.1 Análise de carnes...............................................................................................................................120 10.4.2 Análise de substâncias estranhas no leite......................................................................................121 10.4.3 Análise do mel...................................................................................................................................122 10.5 Hortaliças....................................................................................................................................................123 10.5.1 Carotenoides......................................................................................................................................123 10.5.2 Clorofila..............................................................................................................................................123 10.5.3 Antocianina.......................................................................................................................................123 10.5.4 Antoxantina.......................................................................................................................................124 10.5.5 Betalaína.............................................................................................................................................124 10.5.6 Análise do efeito do branqueamento no processo de escurecimento enzimático....................126 Agora é com você!..............................................................................................................................................126 Bibliografia.............................................................................................................. 127

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Apresentação A cada dia, as exigências referentes ao conhecimento sobre nutrição vêm sendo cada vez maiores em vários canais de comunicação, com o proposto do entendimento desta ciência para a promoção da saúde, qualidade de vida e prevenção de doenças crônicas. Desta forma, este material de fácil leitura é relevante para agregar conhecimentos à área da saúde, da nutrição, da química e da engenharia de alimentos. A abordagem inicia-se com a introdução à bioquímica dos alimentos, que apresenta a introdução das substâncias alimentares, características gerais e a classificação dos alimentos de origem animal e vegetal. Em seguida, o segundo capítulo descreve o conhecimento sobre o macronutriente carboidrato, nutriente de grande importância para o fornecimento de energia e que possui 4 Kcal por grama. Além disso, discorre sobre a sua classificação, sendo monossacarídeo, dissacarídeo, oligossacarídeo e polissacarídeo. Apresenta as reações químicas que ocorrem com este nutriente, trata sobre as propriedades químicas do polissacarídeo amido, que possui a capacidade de absorver água e se transformar, favorecendo as realizações de preparações culinárias. Também, discorre sobre as propriedades do açúcar, um alimento muito utilizado na indústria para a produção de diversos produtos. A curiosidade da formação do açúcar invertido e sua utilização na indústria evitando a cristalização dos açúcares em produtos e, por último, a reação de Maillard. O Capítulo 3 aborda o assunto dos lipídeos, óleos e gorduras. O lipídeo, outro macronutriente importante, taxado de vilão, deve receber uma atenção especial em seu consumo, que deve ser moderado para a realização de diversas funções, como formação de membrana celular, protetor térmico, reserva de energia, absorção de vitaminas lipossolúveis (A, D, E, K) e outras funções. É relatada, também, a classificação e a formação dos ácidos graxos e do glicerol e, ainda, a influência que estes fatores exercem na saudabilidade deste nutriente. Além destes conteúdos citados, são demonstradas as propriedades e reações químicas das gorduras e óleos, desta forma, identificam a melhor utilização para a promoção da saúde. O capítulo seguinte discorre sobre o macronutriente proteína, o último macronutriente, formado por vários aminoácidos que compõem cadeias de peptídeos e proteínas. São citados os nomes das proteínas alimentares, para conhecimento. Além disso, é descrita detalhadamente a ação das enzimas nos alimentos, e, sobretudo, o uso destas pela indústria de alimentos. A ação na produção e conservação de diversos produtos. No Capítulo 6, são relatadas, de forma resumida, os tipos, as ação, as fontes alimentares, as funções e as deficiências dos macronutrientes, das vitaminas e dos minerais. Sendo que as vitaminas são classificadas como hidrossolúveis (complexo B e vitamina C) e lipossolúveis (A, D, E, K). O capítulo seguinte trata sobre os alimentos de origem animal, suas características, formas de preparo e curiosidades. Assim, é relatado sobre os ovos, sua formação química, a utilização da clara e da gema em diversos preparos da técnica dietética. Já as substâncias alimentares de origem 9

animal, como leite e derivados, têm apresentadas suas características e a produção de seus subprodutos, como iogurtes, manteigas, queijos, dentre outros produtos. Também, faz menção à estrutura da fibra muscular nas substâncias cárneas, além da característica química que ocorre no Rigor Mortis, ou seja, reações químicas que ocorrem na carne após o abate do animal. Para finalizar, nesse capítulo, são descritos conhecimentos gerais sobre as aves e os pescados. O Capítulo 7 aponta os alimentos de origem vegetal, como hortaliças e sua classificação botânica, frutas e sua classificação geral, leguminosas, que são grãos fornecedores de proteína de origem vegetal e os cereais. Neste capítulo é colocado em relevância a ação do pH, cozimento prolongado e características gerais dos pigmentos dos vegetais. O capítulo seguinte refere-se sobre a classificação de alimentos naturais e industrializados e como ocorre a deterioração dos alimentos naturais para dar importância ao próximo capítulo, que discorrerá sobre os métodos de conservação dos alimentos e a utilização destes na indústria. Ainda, são abordados os vegetais e processos de colheita e característica do amadurecimento de frutos, entre outros aspectos. Já o Capítulo 9, explica os alimentos industrializados e os métodos de conservação, pelo uso do calor, do frio, pelo controle de umidade, defumação, uso da salga, uso do açúcar, uso da radiação ionizante, da fermentação e esclarecimentos gerais sobre os aditivos alimentares. O último capítulo apresenta experimentos práticos, resumindo e integrando a teoria à prática dos assuntos apontados nos demais capítulos. Portanto, este livro trará para o leitor uma gama de conhecimentos, permitindo que este se integre sobre a bioquímica dos alimentos, a interação e utilização dos alimentos na indústria, escolhendo o melhor processo de conservação e desenvolva a capacidade de interpretar as reações químicas. As autoras

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Introdução à Bioquímica dos Alimentos

1 Para começar

Este capítulo tem por objetivo definir os conceitos básicos da Bioquímica dos Alimentos, e clas sificar as substâncias alimentares e a ação enzimática nos alimentos. A compreensão das características básicas desses alimentos permite o entendimento dos processos envolvidos e o desenvolvimento de projetos para a melhora de sua qualidade.

1.1 Conceitos iniciais A Bioquímica dos Alimentos tem a finalidade de buscar o conhecimento sobre as reações químicas das estruturas e formação dos alimentos. Tendo em vista a deterioração dos alimentos por meio das ações enzimáticas e de micro-organismos, a Bioquímica é capaz de compreender os possíveis mecanismos de conservação. Para obter a conservação de alimentos, há a necessidade de evitar ou reduzir a velocidade de desenvolvimento de micro-organismos e de uma série de ações enzimáticas. No entanto, para que o leitor compreenda algumas classificações e alguns fenômenos físicos e químicos envolvidos nos processos alimentares, os quais serão abordados ao longo deste livro, é importante conhecer as características básicas dos alimentos.

1.1.1 Classificação dos alimentos Os alimentos podem ser classificados segundo diferentes critérios. Entretanto, para fins de introdução, será considerada a classificação dos alimentos de acordo com suas origens. 1.1.1.1 Classificação de acordo com a origem »» Origem animal: os alimentos de origem animal também estão organizados em classes, como pode ser observado na Tabela 1.1. Tabela 1.1 – Classes de alimentos de origem animal Classes de alimentos de origem animal

Exemplos Galeto, frango, galinha, galo, peru, pato, pássaros, faisão (aves); Boi, porco, ovelha, cabra, cavalo (mamíferos); Sardinha, robalo, atum, bacalhau, cação, garoupa, namorado, merluza, pescada, tainha (pescados de água salgada);

Carne

Carpa, dourado, lambari, cascudo, pintado (pescados de água doce); Camarão, siri, lagosta, caranguejo (crustáceos); Polvo, lula, ostras, mexilhão, mariscos, caracóis, scargot (moluscos); Cobra, tartaruga, rãs, jacarés (répteis e anfíbios) e insetos.

Miúdos ou vísceras

Fígado, bucho, coração, ossos ou espinhas (para caldos); tripas (para embutidos); línguas, miolo, moela, orelhas, pés (mocotó); rabada, rins, sangue (chouriço); tutano. »» Leites: de vaca, de cabra, de búfala; »» in natura: pasteurizado A, B, C; »» em pó: desidratado; »» condensado: com menos água e adição de açúcar;

Leites de derivados

»» acidificado: coalhada, iogurte; »» creme de leite: gordura do leite (nata). »» manteiga: batedura do creme de leite. »» queijo: produto obtido pela coagulação do leite por meio do coalho. P. ex.: parmesão, prato, provolone, mussarela, mineiro e requeijão.

Ovos e ovas

Ovos de galinhas, pata, perua, codorna; Ovas de peixe (caviar). »» Toucinho: tecido adiposo subcutâneo;

Gorduras animais (visíveis)

»» Banha: tecido adiposo visceral; »» Óleos de origem animal como: óleo de baleia, de fígado, de bacalhau.

Mel

»»

Não se aplica.

Origem vegetal: A Tabela 1.2 apresenta exemplos de alimentos de origem vegetal organizados em classes.

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Tabela 1.2 – Classes de alimentos de origem vegetal Classes de alimentos de origem vegetal

Exemplos

Cereais

»» Sementes em espigas: milho, arroz, trigo, aveia, cevada, centeio etc. Fornecem subprodutos como fubá, maisena, farinha de milho, creme de arroz, farinha de trigo, flocos de aveia.

Leguminosas secas

»» Grãos em vagens: feijões (branco, mulatinho, jalo, roxinho, preto, carioca), lentilha, ervilha seca, grão de bico, soja.

Feculentos

»» Raízes e tubérculos ricos em amido: batata, batata doce, mandioca, mandioquinha, cará, inhame. »» Verduras: alface, agrião, acelga, almeirão, couve, escarola, espinafre, rúcula.

Hortaliças

Cogumelos

»» Legumes: tomate, cenoura, pimentão, rabanete, ervilha fresca, chuchu, pepino, jiló, beterraba, abobrinha, berinjela, palmito. Champinhom. »» Cítricas: fontes de vitamina C: limão, laranja, mexerica, caju, abacaxi, morango.

Frutas

»» Frutas de classificação geral: banana, mamão, maçã, pera, manga, figo, melão, melancia. »» Oleaginosas: frutas ricas em amido ou gordura, como abacate, castanha, nozes, avelãs, amêndoas, coco.

Gorduras vegetais Cana-de-açúcar e derivados

»» Óleos: algodão, amendoim, soja, oliva (azeitona), milho. »» Gorduras hidrogenadas: margarina, banha vegetal, óleo de coco. Açúcar (mascavo, cristal, refinado), melado, rapadura. »» Essências: baunilha. »» Picantes: pimentas.

Condimentos

»» Ácidos: vinagres. »» Especiarias: cravo, canela, noz-moscada. »» Ervas aromáticas: louro, orégano. »» Corantes: colorau.

1.1.1.2 Classificação de acordo com a função orgânica

Os alimentos energéticos são aqueles capazes de fornecer substratos para a manutenção da temperatura corpórea. De modo mais específico, permitem a liberação de energia térmica para as reações bioquímicas. Como exemplos de alimentos energéticos podem ser citados os carboidratos, os lipídeos e as proteínas. Os alimentos classificados como plásticos ou estruturais são capazes de atuar no desenvolvimento, crescimento e reparação de tecidos lesados. Os carboidratos, as proteínas e os lipídios também podem apresentar esta função. Sendo que, os nutrientes que apresentam essa função estão localizados na membrana e interstício celulares. Por fim, os alimentos reguladores, realizam funções estruturais nos organismos. Fazem parte desse grupo a água, as vitaminas e os sais minerais.

Introdução à Bioquímica dos Alimentos

1.1.2 Característica dos alimentos Os alimentos apresentam características próprias definidas em seu estado in natura. No entanto, nem sempre estas características são favoráveis para seu consumo. Além disso, muitas vezes apenas se deseja uma forma de apresentação diferente para este alimento, como por exemplo, as frutas cristalizadas, o tomate seco e o leite em pó. Em muitos casos, as características dos alimentos são alteradas para tornar os alimentos mais apreciados. Entende-se por características dos alimentos as suas características físicas, seu estado físico, suas características físico-químicas, suas características biológicas e a composição química. As características físicas dos alimentos compreendem os seguintes aspectos: cor, sabor, aroma, consistência e estrutura. Já o estado físico, está relacionado à forma de apresentação final do alimento, sendo que as principais formas de apresentação são: emulsão, suspensão, solução, estado sólido, estado líquido, estado gasoso, estado viscoso. As características biológicas referem-se à capacidade de modificação dos alimentos quando expostos ao contato com fermentos, bactérias e enzimas, como as leveduras, que convertem o açúcar em álcool e dióxido de carbono que ficam retidos na rede de glúten dando volume à massa. Outras características muito úteis para o estudo da bioquímica dos alimentos e de seus processos são as características físico-químicas, por exemplo, a solubilidade, a termolabilidade, a termoestabilidade, a coagulação, a hidratação e a gelatinização. Quanto à composição química, nota-se o quanto ela é fundamental para reações desejadas ou indesejadas sobre os alimentos e até mesmo para influências de fenômenos físicos. Esta característica de interferências em fenômenos físicos e químicos faz com que a composição química possa ser alterada facilmente. Por exemplo, a composição dos nutrientes que integram os alimentos varia de modo considerável em diferentes situações como: local de origem, fragmentação e aquecimento. 1.1.2.1 Composição química

Como descrito anteriormente, a composição química dos alimentos é uma característica fundamental para o comportamento destes diante de diferentes situações físicas ou químicas. Compreendem-se por alterações físicas, operações como mudança de temperatura e fragmentação, enquanto a maturação e o cozimento envolvem as chamadas situações químicas. Embora os alimentos sejam considerados amostras complexas diante da variedade de substâncias químicas que os constituem, podem ter a sua composição química descrita de modo simplificado por meio de grupos de componentes. Ou seja, em vez de descrever uma extensa variedade de ácidos graxos presentes em um determinado alimento, escreve-se apenas ácidos graxos (ou ainda destaca-se apenas algum componente por determinado interesse, geralmente comercial). Fique de olho! O fato de se escrever somente “ácidos graxos” não se deve a uma simples forma de simplificação ou marketing, mas também porque muitas análises químicas não são capazes de identificar e quantificar com especificidade determinados componentes. Assim, o que muitas análises fazem é determinar o teor de ácidos graxos, já que uma análise mais específica demandaria custos por identificações muitas vezes desnecessárias.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

As substâncias químicas presentes nos alimentos podem ser organizadas em grupos, como se verifica a seguir. 1.1.2.2 Grupos de compostos bioquímicos

Os compostos bioquímicos, ou seja, compostos oriundos de organismos com vida, podem ser organizados em seis grupos gerais, de acordo com as características e propriedades físico-químicas de suas moléculas. É interessante destacar ainda que todos estes componentes essenciais para a manutenção da vida no planeta e, portanto, fundamentais para os processos e o desempenho de funções no corpo humano são conhecidos como nutrientes. A Tabela 1.3 apresenta os grupos dos compostos bioquímicos com alguns exemplos de substâncias pertencentes a cada um destes grupos. O leitor deve compreender que os grupos de compostos bioquímicos são equivalentes às categorias dos nutrientes. Tabela 1.3 – Categoria de nutrientes presentes nos alimentos Categoria de nutrientes

Exemplos

Carboidrato

Cereais, pães e massas.

Proteína

Carnes, leite e derivados.

Lipídeo

Óleos e gorduras.

Vitamina

Leguminosas, hortaliças e frutas.

Mineral

Leguminosas, hortaliças e frutas.

1.1.2.3 Densidade de nutrientes

A densidade de nutrientes é uma forma de classificar os alimentos de acordo com a quantidade de nutrientes que este possui. A alta densidade de nutrientes indica que o alimento é pobre em calorias, mas rico em nutrientes. As frutas e os vegetais, por exemplo, são considerados alimentos de alta densidade de nutrientes. Em contrapartida, os alimentos de baixa densidade de nutrientes possuem elevado valor calórico e são pobres em nutrientes. Os alcoóis e os açúcares representam muito bem esse grupo.

Vamos recapitular? O Capítulo 1 abordou a introdução ao conhecimento referente à classificação e às características dos alimentos, sobretudo sua importância nas funções no organismo. No decorrer do livro, serão apresentados, de forma detalhada, os assuntos tratados anteriormente e, sobretudo, a ação da bioquímica sobre os alimentos. O Capítulo 2 iniciará esta abordagem por meio do estudo dos carboidratos. Vamos conhecê-los?

Introdução à Bioquímica dos Alimentos

Agora é com você! 1) Pesquise o termo calorias vazias e exemplifique. 2) Relate sobre as fontes alimentares e os nutrientes, considerando a quantidades de calorias por gramas. 3) De modo geral os alimentos podem ser de origem animal ou de origem vegetal. Considerando o leite condensado, o extrato de soja, o polvo, a chicória e a castanha de caju, escreva quais desses alimentos são de origem vegetal e quais são de origem animal. 4) Quais são as características físicas relacionadas aos alimentos? 5) Sobre as características biológicas, quais relações podem ser citadas? 6) Quais são os estados físicos que os alimentos podem apresentar?

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

2 Carboidratos

Para começar O Capítulo 2 apresentará as características bioquímicas do macronutriente carboidrato, sua função, classificação e formação. Além disso, será discutida a relação bioquímica nos alimentos fontes deste nutriente. Recordando que o carboidrato é um nutriente de grande importância para o fornecimento de energia, e que cada grama possui 4 Kcal.

2.1 Conceitos iniciais Os carboidratos são as substâncias também conhecidas como hidratos de carbono, açúcares, glicídios ou amidos. O nome carboidrato, ou hidrato de carbono, deve-se à sua composição elementar, visto que suas moléculas são constituídas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Outra característica importante dos carboidratos, é que suas moléculas podem apresentar funções orgânicas como aldeídos (constituindo os carboidratos conhecidos como aldoses) e cetonas (constituindo os carboidratos conhecidos como cetoses). Além disso, é fundamental destacar a presença de vários grupos hidroxilas (OH-) ligados aos átomos de carbono, como exemplificado na Figura 2.1 por meio da molécula da glicose, uma das mais essenciais para a manutenção da vida.

OH OH

HO OH

Leonid Andronov/ Shutterstock.com

Figura 2.1 – Fórmula estrutural da glicose de cadeia aberta.

Não apenas a glicose, mas os carboidratos de forma geral representam a maior fonte de energia para a vida. No organismo, ficam armazenados no fígado e nos músculos em forma de glicogênio. No entanto, quando essas reservas de glicogênio estão muito altas, ocorre o armazenamento dessa quantidade energética na forma de gordura. Amplie seus conhecimentos Conheça mais sobre as estruturas, propriedades e funções dos carboidratos por meio da leitura do material disponível no site da Revista Química Nova na Escola, que você pode acessar em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc29/03-CCD-2907.pdf. Esse material apresenta ainda alguns testes, como por exemplo, o teste de Benedict e teste de iodo, que podem ser empregados para identificação dos carboidratos em amostras de alimentos. O material apresenta também o teste de Seliwanoff, utilizado para diferenciação de moléculas de aldose e cetose.

2.2 Classificação dos carboidratos De acordo com a complexidade da molécula dos carboidratos, eles podem ser classificados como monossacarídeos, dissacarídeos ou polissacarídeos. Os monossacarídeos e os dissacarídeos apresentam moléculas mais simples, sendo classificados como carboidratos simples, por exemplo, os açúcares; já os amidos, moléculas de polissacarídeos, exemplificam os carboidratos complexos.

2.2.1 Monossacarídeos Os monossacarídeos são carboidratos com moléculas bastante simples, podendo ainda ser chamados de monoaçúcares, visto que representam as unidades dos carboidratos maiores. As moléculas de glicose e frutose, ilustradas na Figura 2.2, exemplificam os monossacarídeos. Essas moléculas citadas nos exemplos são isômeras, como pode ser observado na figura. No entanto, os grupos hidroxila da frutose estão mais disponíveis estruturalmente se comparados aos grupos da glicose, o que a torna mais higroscópica do que a glicose, visto que os grupos OH- são os responsáveis pelas ligações com as moléculas de água.

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2+ 2+

+2 2+

2+ *OLFRVH

/HRQLG $QGURQRY 6KXWWHUVWRFN FRP

)UXWRVH

Figura 2.2 â&#x20AC;&#x201C; FĂłrmulas estruturais cĂclicas da glicose e da frutose. Fique de olho! Uma substĂ˘ncia ĂŠ considerada higroscĂłpica quando tem a propriedade de absorver ĂĄgua com facilidade. AlĂŠm da frutose, outra substĂ˘ncia do nosso cotidiano que apresenta considerĂĄvel higroscopia ĂŠ o cloreto de sĂłdio, conhecido como sal de cozinha. Por isso, quando colocado em saleiros, observa-se que, apĂłs certo tempo, o sal nĂŁo sai com facilidade, visto que estĂĄ umedecido.

Essa higroscopicidade acentuada confere aspecto pegajoso aos alimentos ricos nesse monosÂ sacarĂdeo. Portanto, pode-se considerar que a fĂłrmula estrutural dos carboidratos ĂŠ responsĂĄvel pelas suas propriedades, como capacidade de ligaĂ§ĂŁo com ĂĄgua e higroscopicidade, por exemplo.

2.2.2 DissacarĂdeos Os dissacarĂdeos sĂŁo os carboidratos cujas molĂŠculas liberam duas molĂŠculas de monossacarĂdeos quando hidrolisadas. A Figura 2.3 ilustra a reaĂ§ĂŁo de hidrĂłlise de uma molĂŠcula de dissacarĂdeo. & + 2

+ 2

6DFDURVH

& + 2 *OLFRVH

& + 2 )UXWRVH

Figura 2.3 â&#x20AC;&#x201C; FĂłrmula geral da hidrĂłlise da sacarose.

Na figura foi utilizada a molĂŠcula de sacarose como exemplo de um dissacarĂdeo. PorĂŠm, existem outras molĂŠculas que tambĂŠm sĂŁo tĂŁo importantes quanto a sacarose. A Tabela 2.1 apresenta alguns dos dissacarĂdeos mais importantes encontrados nos alimentos. Todos os dissacarĂdeos apresentados na tabela, cujas fĂłrmulas estruturais estĂŁo representadas na Figura 2.4, possuem fĂłrmula molecular C12H22O11. Tabela 2.1 â&#x20AC;&#x201C; FĂłrmula estrutural da glicose de cadeia aberta DissacarĂdeo

Carboidratos

OcorrĂŞncias principais

MonossacarĂdeos originados na hidrĂłlise

Lactose

Leite

Glicose e galactose

Maltose

Malte (broto de cevada torrado)

Glicose

Sacarose

Beterraba e cana-de-aĂ§Ăşcar

Glicose e frutose

&+ &+ 2+

+ 2+

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+ 2

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2+ +

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6DFDURVH &+ &+ + + &+

&+ &+ 2

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&+ +

0DOWRVH

2 +

&+ +

Figura 2.4 – Fórmula estrutural da glicose de cadeia aberta.

2.2.3 Oligossacarídeos Os oligossacarídeos são os carboidratos constituídos por três a dez moléculas de monossacarídeos. Estão presentes em alimentos prebióticos, visto que não são digeríveis e auxiliam no crescimento de bactérias benéficas no cólon intestinal. Um dos exemplos mais importantes de oligossacarídeos encontrados naturalmente nos alimentos e bastantes empregados na fabricação de outros, são conhecidos como frutoligossacarídeos (FOS). Os FOS são formados pela união da molécula de glicose a duas ou três moléculas de frutose, como representado na Figura 2.5. São encontrados naturalmente em alimentos como alcachofra, alho, banana, beterraba, cebola, chicória e raízes de almeirão, por exemplo. Os FOS também podem ser encontrados em alimentos fabricados como alimentos diets, bebidas lácteas, leites fermentados, biscoitos e barras de cereais com elevado teor de fibras. A aplicação dos FOS na fabricação de alimentos deve-se a suas excelentes propriedades funcionais. Fique de olho! A fórmula estrutural do FOS e sua resistência às enzimas salivares e digestivas são as principais responsáveis pelo fato destes oligossacarídeos não serem digeridos no organismo humano.

2.2.4 Polissacarídeos Os polissacarídeos são macromoléculas constituídas por várias moléculas de monossacarídeos (especificamente a glicose). Dependendo do modo como essas moléculas de glicose estão ligadas, pode-se formar três tipos de polissacarídeos com características bastante distintas. Estes três tipos são: amido, celulose e glicogênio.

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&+ 2+ 2 2+ +2 +2 2 +2&+

2 +2 &+

+2 +2&+

2 2 +2 &+ 2+

2+ Fonte: PASSOS; PARK, 2003.

Figura 2.5 – Representação da fórmula estrutural de um FOS.

O amido e a celulose são polissacarídeos vegetais, enquanto o glicogênio é um polissacarídeo animal. 2.2.4.1 Amido

O amido é um homopolímero constituído por cadeia alfa-glicosídica. Por isso, também é conhecido como glicosana ou glicana. De modo mais detalhado, o amido é constituído pelos polímeros amilose e amilopectina. Como pode ser observado na Figura 2.6, a amilose é um polímero de glicose em estrutura helicoidal não ramificada, na qual suas moléculas são unidas somente por ligações alfa 1-4. A amilopectina também é um polímero de glicose em estrutura helicoidal, mas é uma estrutura ramificada com ligações alfa 1-4 nas cadeias e 1-6 nos pontos de ramificação (MAYES, 2002). Em média, o amido é constituído por 70 a 80% de moléculas de amilopectina e o restante (20 a 30%), de moléculas de amilose. Amplie seus conhecimentos O amido é um polímero de condensação, visto que é obtido por meio da condensação de moléculas α-glicose com eliminação de molécula de água. Amplie seus conhecimentos sobre o amido por meio da leitura do material presente na revista Aditivos e Ingredientes, disponível em: <http://www.insumos.com.br/aditivos_e_ingredientes/materias/124.pdf>.

Carboidratos

HO O H

H OH

OH OH

OH H

O H

H H OH

H OH

O H

H OH

O HO

Amilose

O H

H OH

Adaptado de logos2012/Shutterstock.com

O H

HO H OH H

O H H

H O

H OH

H O

Amilopectina

Figura 2.6 â&#x20AC;&#x201C; FĂłrmulas estruturais dos polĂmeros constituintes do amido.

Quanto aos alimentos que contĂŞm molĂŠculas de amido, podem ser destacados os cereais, as raĂzes e as leguminosas, nos quais este polissacarĂdeo constitui suas reservas energĂŠticas (assim como o glicogĂŞnio constitui a reserva energĂŠtica nos animais). Portanto, ao ingerirmos um alimento contendo amido, o seu processo de digestĂŁo pode resultar em reserva energĂŠtica. Neste processo estĂĄ envolvida a reaĂ§ĂŁo de hidrĂłlise do amido e formaĂ§ĂŁo do glicogĂŞnio. 2.2.4.2 TransformaĂ§Ăľes quĂmicas do amido

As transformaĂ§Ăľes quĂmicas do amido envolvem principalmente as reaĂ§Ăľes de hidrĂłlise, como descritas a seguir. ÂťÂť

HidrĂłlise do amido: A reaĂ§ĂŁo de hidrĂłlise do amido ocorre na saliva e no estĂ´mago na presenĂ§a de uma enzima (amilase) em meio ĂĄcido. A reaĂ§ĂŁo de hidrĂłlise estĂĄ representada na Figura 2.7. & + 2 Q $PLGR

Q + 2

+ HQ]LPDV

Q & + 2 *OLFRVH

Figura 2.7 â&#x20AC;&#x201C; ReaĂ§ĂŁo geral da hidrĂłlise do amido. Fique de olho! A amilase ĂŠ uma enzima responsĂĄvel pela degradaĂ§ĂŁo das molĂŠculas de amido. Ela serĂĄ abordada no CapĂtulo 3, o qual apresentarĂĄ uma seĂ§ĂŁo especĂfica para as enzimas.

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Dextrinização: A dextrinização consiste na hidrólise mediante aquecimento prolongado. Este fenômeno químico faz com que ocorra o rompimento gradativo das membranas liberando dextrina. Substâncias ácidas também podem hidrolisar o amido, gerando dextrinas como a ilustrada na Figura 2.8. Este processo é bastante empregado nos amidos utilizados na alimentação, visto que melhora a digestão do amido ou lhe confere propriedades especiais.

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Ligações cruzadas: A transformação química de ligações cruzadas consiste na introdução de ligações éster nas hidroxilas do amido, gerando o chamado amido com ligações cruzadas. Esta modificação estrutural evita o aumento de volume do grânulo do amido, além de melhorar a estabilidade térmica e a estabilidade à agitação, e minimizar a possibilidade de rupturas do produto após a secagem.

PROHNXXO EH 6KXWWHUVWRFN FRP

Devido à melhora da estabilidade, os amidos com ligações cruzadas são muito úteis para alimentos infantis.

Figura 2.8 – Molécula de beta-ciclodextrina empregada em produtos alimentícios.

Carboidratos

2.2.4.3 TransformaĂ§Ăľes fĂsicas do amido

As molĂŠculas de amido podem ser submetidas a transformaĂ§Ăľes fĂsicas de grande utilidade para os processos alimentares. Dentre as principais transformaĂ§Ăľes fĂsicas pode-se destacar a gelatinizaĂ§ĂŁo e a retrogradaĂ§ĂŁo. *UkQXOR GH DPLGR

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0ROpFXOD GH DPLGR

$V PROpFXODV GH DPLGR UHWrP D iJXD H IRUPDP XP JHO

*HODWLQL]DomR GR DPLGR

Figura 2.9 â&#x20AC;&#x201C; RepresentaĂ§ĂŁo do processo de gelatinizaĂ§ĂŁo do amido.

ÂťÂť

GelatinizaĂ§ĂŁo: O fenĂ´meno fĂsico de gelatinizaĂ§ĂŁo consiste na dilataĂ§ĂŁo dos grĂ˘nulos em ĂĄgua aquecida e aumento do volume, como pode ser observado na Figura 2.9. Esse fenĂ´meno ocorre pelo fato de o amido ser hidrĂłfilo e permeĂĄvel com o aquecimento.

ÂťÂť

RetrogradaĂ§ĂŁo: Durante a cocĂ§ĂŁo (cozimento), em presenĂ§a de ĂĄgua, o amido gelatiniza, pois os grĂ˘nulos incham em contato com o lĂquido. As partĂculas de amido escapam dos grĂ˘nulos e se ligam produzindo uma rede, dentro da qual mantĂŠm uma grande quantidade de ĂĄgua e, assim, o produto se torna espesso. Em repouso, a rede de amido pode comeĂ§ar a contrair-se e espremer para fora a maior parte da ĂĄgua. Esta reversĂŁo Ă sua insolubilidade em ĂĄgua fria ĂŠ chamada de retrogradaĂ§ĂŁo. Ă&#x2030; comum observarmos esse fenĂ´meno em doces como pudins, por exemplo. ApĂłs o seu preparo e acondicionamento em geladeira, pode ocorrer a retrogradaĂ§ĂŁo, fazendo â&#x20AC;&#x153;aparecerâ&#x20AC;? um pouco de ĂĄgua no recipiente.

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2.2.4.4 Celulose

A celulose e a hemicelulose são polissacarídeos impossíveis de serem digeridos por enzimas digestivas humanas. Por isso, estes polissacarídeos de origem vegetal são chamados na alimentação de fibras vegetais, sendo muito comuns nos alimentos integrais e contribuindo com os processos digestivos. 2.2.4.5 Glicogênio

O glicogênio é um polissacarídeo de origem animal, portanto apenas pode ser encontrado em alimentos desta origem. A Figura 2.10 apresenta o esquema de uma molécula de glicogênio. Observe a presença das ramificações, as quais não estão presentes nas moléculas de amido e celulose.

$PLGR

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*OLFRJrQLR

Figura 2.10 – Comparação entre a estrutura de alguns polímeros de glicose.

2.3 Reações com carboidratos As principais reações com carboidratos são as reações de hidrólise, enolização e as reações de escurecimento.

2.3.1 Hidrólise Ao longo deste capítulo já foram ilustradas algumas reações químicas de hidrólise, como por exemplo, a hidrólise da sacarose (Figura 2.3) e a hidrólise do amido (Figura 2.7).

Carboidratos

Fique de olho! As reações de hidrólise também podem ser empregadas para a obtenção de sal invertido.

Essas hidrólises de carboidratos, que podem ser incentivadas por ação química ou enzimática, de modo geral, consistem na quebra de um dissacarídeo ou de um polissacarídeo através de reação com água em condições adequadas. As hidrólises de carboidratos tem como produtos a glicose (no caso dos polissacarídeos) ou glicose e outro açúcar (no caso de dissacarídeos).

2.3.2 Enolização A enolização consiste em isomerizar reversivelmente uma molécula do tipo aldose em uma molécula do tipo cetose correspondente, como exemplificado na Figura 2.11. Esta transformação química é favorecida com o aumento da temperatura e emprego de base como catalisador. +

+ &

+ *OXFRVH IRVIDWR

)UXWRVH IRVIDWR

Figura 2.11 – Transformação reversível de uma molécula do tipo aldose em uma molécula do tipo cetose.

2.3.3 Reações de escurecimento As reações de escurecimento podem ser classificadas em reações de escurecimento oxidativo ou enzimático e reações de escurecimento não oxidativo ou não enzimático. 2.3.3.1 Escurecimento oxidativo

Considerando primeiramente as reações de escurecimento oxidativo ou não enzimático, deve-se destacar que não são reações com carboidrato, apenas foram citadas neste livro por também serem reações de escurecimento. Logo, o leitor deve estar informado sobre esta diferença. Essas reações oxidativas, que provocam o escurecimento dos alimentos ocorrem na superfície das frutas cortadas, por exemplo, são oriundas das reações entre o oxigênio e um substrato do tipo fenólico catalisado pela enzima polifenoloxidase. 26

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2.3.3.2 Escurecimento não enzimático

As principais reações de escurecimento não oxidativo ou não enzimático são as reações de Maillard, as reações de caramelização e as reações oxidativas do ácido ascórbico. Estas reações ocorrem por mecanismos diferentes das reações de escurecimento enzimático e são responsáveis por provocar aspectos desejáveis ou indesejáveis em relação à cor, aroma e/ou sabor. »»

Reação de Maillard: A reação de Maillard é uma reação de escurecimento não enzimático que pode ocorrer em organismos vivos e em alimentos, nestes últimos, por meio do aquecimento ou durante um longo tempo de armazenamento, inicia-se o ataque nucleofílico do grupo alfa-carbonílico de um açúcar redutor, principalmente a D-glicose, a um grupo primário (um aminoácido livre ou grupo aminoacídico da cadeia lateral de uma molécula de proteína). A ocorrência da reação de Maillard em alimentos depende de vários fatores: temperaturas elevadas (acima de 40 ºC), atividade de água na taxa de 0,4 a 0,7, pH na faixa de 6 a 8 (preferencialmente alcalino), umidade relativa de 30% a 70%, presença de íons metálicos de transição como Cu2+ e Fe2+ que podem catalisar a reação. O tipo de açúcar redutor interfere na velocidade de reação com os grupamentos amina, sendo o açúcar redutor mais reativo a xilose, seguida de arabinose, glicose, maltose e frutose, indicando que as pentoses são mais reativas do que as hexoses. Além dos açúcares, os tipos de aminoácidos também interferem na velocidade de reação. É dividida a RM em três fases: Na primeira fase, ocorre a condensação da carbonila de um açúcar redutor com um grupamento amina proveniente de aminoácidos livres ou de proteínas, levando à formação de glicosil/frutosilaminas. Na etapa seguinte, prolongando-se o aquecimento ou armazenamento, originam-se uma série de reações (desidratação, enolização e retroaldolização), resultando em compostos dicarbonílicos, redutonas e derivados do furfural, ou ainda em produtos da degradação de aminoácidos. Na última fase, ocorrem reações de fragmentação e polimerização, com a geração de melanoidinas (compostos de coloração marrom e alto peso molecular).

Ao longo do processo são formados compostos voláteis, tais como cetonas e aldeídos que conferem o aroma característico aos produtos termicamente processados, que costumam proporcionar aromas desejáveis como na panificação, fritura ou em grelhados, os produtos da reação de Maillard também são contribuintes importantes no sabor do leite, do chocolate, do caramelo e do doce de leite, nos quais ocorre a reação dos açúcares redutores com as proteínas do leite. Por outro lado, a RM pode resultar em compostos de sabor e aroma indesejáveis como os produzidos durante a pasteurização, estocagem de alimentos desidratados e durante produção de grelhados de carne ou peixe.

Carboidratos

Outro aspecto indesejado da reaĂ§ĂŁo de Maillard nos carboidratos estĂĄ relacionado Ă acrilamida. Esta substĂ˘ncia encontrada nos alimentos submetidos a temperaturas superiores a 120 Â°C ĂŠ citada em estudos como sendo uma possĂvel substĂ˘ncia malĂŠfica para a saĂşde humana. Amplie seus conhecimentos Leia mais sobre a reaĂ§ĂŁo de Maillard no material sobre quĂmica dos alimentos disponibilizado no site da Escola Superior de Agricultura â&#x20AC;&#x153;Luiz de Queirozâ&#x20AC;? em: <http://www.esalq.usp.br/departamentos/lan/pdf/Quimica%20de%20Alimentos%20-%20Escurecimento%20nao%20enzimatico.pdf>.

ÂťÂť

CaramelizaĂ§ĂŁo: A caramelizaĂ§ĂŁo ocorre por meio do aquecimento (superior a 120 Â°C) de aĂ§Ăşcares (preferencialmente xaropes). Este aquecimento provoca a quebra das ligaĂ§Ăľes glicosĂdicas, havendo a abertura do anel hemiacetĂĄlico e a consequente formaĂ§ĂŁo de novas ligaĂ§Ăľes glicosĂdicas e os derivados furĂ˘nicos. A polimerizaĂ§ĂŁo desses derivados furĂ˘nicos promove o aparecimento dos pigmentos escuros que conferem a cor caracterĂstica ao caramelo. Essa reaĂ§ĂŁo se processa tanto em meio ĂĄcido quanto em meio bĂĄsico. No entanto, observa-se a formaĂ§ĂŁo de caramelos mais claros em meio alcalino e a formaĂ§ĂŁo de caramelos mais escuros e saborosos, em meio ĂĄcido.

ÂťÂť

ReaĂ§ĂŁo oxidativa da vitamina C: Essa reaĂ§ĂŁo ĂŠ particular dos alimentos que contĂŞm ĂĄcido ascĂłrbico e apresentam pH na faixa de 2 a 3,5. A reaĂ§ĂŁo inicia-se por aĂ§ĂŁo do oxigĂŞnio, transformando o ĂĄcido arcĂłrbico em ĂĄcido dehidroascĂłrbico, como representado na Figura 2.12. &+ 2+ +2

&+ 2+

& +

2 &+ & +2

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& &

+ HĂ

Figura 2.12 â&#x20AC;&#x201C; TransformaĂ§ĂŁo reversĂvel do ĂĄcido ascĂłrbico em ĂĄcido dehidroascĂłrbico.

Em seguida, caso o pH do meio seja favorĂĄvel, o ĂĄcido dehidroascĂłrbico ĂŠ convertido a ĂĄcido dicetogulĂ´nico. Este Ăşltimo ĂĄcido ĂŠ transformado em furfural, e pela reaĂ§ĂŁo de polimerizaĂ§ĂŁo do furfural, forma-se a melanoidina, substĂ˘ncia que apresenta coloraĂ§ĂŁo escurecida. A Figura 2.13 ilustra esta reaĂ§ĂŁo a partir do ĂĄcido ascĂłrbico.

BioquĂmica dos Alimentos â&#x2C6;&#x2019; ComposiĂ§ĂŁo, ReaĂ§Ăľes e PrĂĄticas de ConservaĂ§ĂŁo

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Figura 2.13 â&#x20AC;&#x201C; ReaĂ§ĂŁo da produĂ§ĂŁo de melanoidina a partir da oxidaĂ§ĂŁo do ĂĄcido ascĂłrbico.

2.3.4 FermentaĂ§ĂŁo alcoĂłlica Outra reaĂ§ĂŁo muito comum envolvendo carboidratos ĂŠ a fermentaĂ§ĂŁo alcoĂłlica. Esta reaĂ§ĂŁo ĂŠ empregada para a fabricaĂ§ĂŁo de bebidas alcoĂłlicas ou simplesmente para a fabricaĂ§ĂŁo de ĂĄlcool etĂlico. Nesses processos de fabricaĂ§ĂŁo, geralmente, parte-se do amido para a obtenĂ§ĂŁo dos monosÂ sacarĂdeos por meio da hidrĂłlise. Em seguida, ocorre reaĂ§ĂŁo entre os monossacarĂdeos e micro-organismos adicionados ao processo, dando inĂcio a um processo fermentativo. Por aĂ§ĂŁo dos micro-organismos, forma-se o etanol segundo a reaĂ§ĂŁo representada na Figura 2.14. & + 2 *OLFRVH RX )UXWRVH

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&2 *iV FDUE{QLFR

Figura 2.14 â&#x20AC;&#x201C; ReaĂ§ĂŁo de fermentaĂ§ĂŁo de monossacarĂdeo para obtenĂ§ĂŁo do etanol.

2.4 Carboidratos simples nos alimentos Os carboidratos mais simples, incluindo os monossacarĂdeos e os dissacarĂdeos, sĂŁo conhecidos como aĂ§Ăşcares. Os aĂ§Ăşcares sĂŁo muito empregados na alimentaĂ§ĂŁo, com destaque para a sacarose, disÂ sacarĂdeo formado por glicose e frutose, como ilustrado na Figura 2.15. Este aĂ§Ăşcar ĂŠ encontrado principalmente na cana-de-aĂ§Ăşcar e na beterraba, mas tambĂŠm estĂĄ presente em frutas, vegetais e no mel.

Carboidratos

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&+ 2+ 2

&+ 2+

2+ 6DFDURVH

Figura 2.15 – Estrutura molecular da sacarose.

2.4.1 Principais propriedades funcionais Dentre as propriedades funcionais dos açúcares nos alimentos, a capacidade de ligação com água, a higroscopicidade, a umectância, a texturização e o poder edulcorante, podem ser destacadas. A capacidade de ligação com água e a higroscopicidade já foram citadas anteriormente neste capítulo. Verificou-se que a presença das hidroxilas nas moléculas dos carboidratos podem lhe conferir estas propriedades, em especial nos carboidratos simples. Consequentemente, essa alta capacidade de ligações químicas com moléculas de água conferem aos carboidratos a propriedade de umectância (capacidade de ligar-se com a água). Esta propriedade é utilizada nos alimentos, que devem ser protegidos de umidade, ou seja, a presença do açúcar no alimento acaba por reduzir a água livre do meio, visto que a água estará ligada aos açúcares presentes. Outra propriedade decorrente da alta solubilidade do açúcar em água é sua capacidade de alterar a textura de um alimento. Dependendo do tipo de açúcar empregado, da sua concentração e das condições de aplicação, este carboidrato pode conferir diferentes texturizações desde um aspecto melado, transparente (incolor ou amarelado) ou opaco, até uma textura totalmente cristalizada. Por exemplo, considerando o aspecto melado, este pode ser oriundo de diferentes alterações. Como citado anteriormente, a simples propriedade higroscópica pode conferir um aspecto melado (mais comum no caso da frutose). No entanto, mesmo considerando os demais açúcares cuja higroscopicidade não é tão extrema, pode-se obter o aspecto melado por meio da aplicação de calor. A aplicação do calor seco a 160 ºC à sacarose a transforma em um líquido claro, mas, à medida que a temperatura aumenta, atingindo 170 ºC, ocorre o fenômeno conhecido como caramelização. Já em relação à textura cristalizada, é possível obtê-la pelo fenômeno da cristalização. A cristalização ocorre quando o estado físico da água, do açúcar e da gordura é modificado para a forma de cristais, visando à viscosidade, textura e maciez específicas de uma preparação. A cristalização

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ocorre em soluções supersaturadas, e esta pode ser retardada pela presença de gordura, proteínas do leite, xarope de milho e mel, cremor tártaro, açúcar invertido. É interessante destacar que a solubilidade do açúcar aumenta com a temperatura, por isso as soluções supersaturadas são obtidas por meio da solubilização do açúcar em água quente. Por fim, uma propriedade importantíssima dos açúcares, que provavelmente é responsável em grande parte pelo seu emprego nos alimentos, é o poder edulcorante. Este poder está associado com a capacidade de conferir ao alimento (ou a outro meio no qual o açúcar estiver contido) o sabor que caracterizamos como doce. O poder edulcorante é determinado com base de comparação com a sacarose. Ou seja, considera-se a sacarose com poder edulcorante igual a 100, e assim, por meio de comparação do poder de conferir o sabor doce ao meio, determina-se o poder edulcorante do açúcar comparado à sacarose. A Tabela 2.2 apresenta alguns exemplos de valores de poder edulcorante de acordo com o açúcar, conforme explicitado por Philippi (2006). Tabela 2.2 – Poder edulcorante de alguns carboidratos Açúcar

Poder edulcorante relativo

Lactose

Galactose

Maltose

Xilose

Glicose

Sacarose

100

Açúcar invertido

130

Frutose

173

2.4.2 Alimentos açucarados Existem muitos tipos de alimentos açucarados que podem ter em sua composição somente o açúcar ou a associação com outros ingredientes. Ornellas (2007) cita os açúcares propriamente ditos, o mel, o açúcar com mel (xaropes, caldas, caramelos, balas, bombons), os açúcares com feculentos (pães, doces, biscoitos, bolachas, bolos), os açúcares com frutas (geleias, sucos concentrados, doces em pasta, doces em calda, frutas cristalizadas, frutas glaceadas, picolés) e os açúcares com leite (sorvetes em pasta, picolés, cremes, pudins).

2.4.3 Classificação dos açúcares empregados em alimentos Segundo Ornella (2007), existem diferentes tipos de açúcares que podem ser denominados de acordo com suas características principais.

Carboidratos

2.4.3.1 Açúcar (sacarose)

É o açúcar de mesa sendo composto quase que na totalidade (99,9%) de sacarose. É obtido da cana-de-açúcar, beterraba, néctar das flores, frutas, raízes e sementes. Sua característica principal é o poder de cristalização. É de cor branca, exceto o mascavo e melado. Tem ótima aceitação, além de ser inodoro, de sabor doce, de baixo custo e com ótima solubilidade. 2.4.3.2 Açúcar cristal e açúcar refinado

O açúcar cristal é uma variedade formada por cristais, que variam de tamanhos. Obtém-se do açúcar e após o processo químico de sulfitação do caldo, lavagem com água potável e remoção do mel que envolve os cristais. Já o açúcar refinado é obtido do açúcar cristal, sendo o mais comum dos açúcares. O processo de refino consiste na dissolução do açúcar cristal e remoção do material insolúvel e dos corantes naturais. 2.4.3.3 Açúcar mascavo e açúcar de confeiteiro

O açúcar mascavo é obtido das primeiras extrações da cana-de-açúcar, é composto de sacarose além de ter glicose e frutose, cálcio, fósforo, ferro. Em contrapartida, o açúcar de confeiteiro é o açúcar com várias etapas de processamento, resultando em um açúcar muito fino e com tendência a absorver umidade e empedrar. Por esse motivo costuma ser misturado a amido. 2.4.3.4 Mel

O mel é um produto elaborado pelas abelhas, a partir do néctar das folhas e exsudatos sacaríneos de plantas. De acordo com o seu processo de obtenção, pode ser classificado em: virgem, centrifugado, prensado e em favos. A forma mais usual de consumo é in natura e também é muito empregado em panificação e confeitaria. Fique de olho! Exsudatos sacaríneos são substâncias líquidas que fluem para fora das plantas por meio das paredes e membranas celulares. Geralmente, essa saída de líquido ocorre após uma lesão na planta.

2.4.3.5 Melado, melaço e rapadura

O melado é fabricado mediante a fervura do caldo de cana ou da rapadura, por processos tecnológicos adequados até ser obtida uma concentração de aproximadamente 30% de água e 65% a 70% de açúcares. O melado contém sacarose, frutose e vitaminas do complexo B. O melaço é o líquido que se obtém como resíduo de fabricação do açúcar cristalizado, do melado ou da refinação do açúcar bruto. A rapadura é o produto sólido obtido pela concentração a quente do caldo de cana. 2.4.3.6 Xarope de glicose

O xarope de glicose é obtido pela hidrólise do amido por meio da ação de ácidos ou enzimas. É empregado na panificação e em geleias, impede a cristalização.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

2.4.3.7 Edulcorantes

SĂŁo substĂ˘ncias naturais (extraĂdas de vegetais e frutas) ou artificiais (produzidos em laboratĂłrio), que possuem a capacidade adoĂ§ante superior Ă da sacarose. Os edulcorantes naturais sĂŁo: esteviosĂdeo, sorbitol, manitol, xilitol e os edulcorantes artificiais sĂŁo sacarina, ciclamato, aspartame, acesulfame-K e sucralose. 2.4.3.8 AĂ§Ăşcar invertido

O aĂ§Ăşcar invertido ĂŠ oriundo da hidrĂłlise do aĂ§Ăşcar, que se processa pela ebuliĂ§ĂŁo contĂnua, pela aĂ§ĂŁo de ĂĄcidos, pela enzima invertase, ou pela combinaĂ§ĂŁo dos trĂŞs processos que produz quantidades equivalentes de frutose e glicose, como representado na Figura 2.16. O aĂ§Ăşcar invertido apresenta-se geralmente em forma de xarope impedindo a formaĂ§ĂŁo de cristais, alĂŠm de reduzir a atividade de ĂĄgua e a temperatura de congelamento. $o~FDU

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Figura 2.16 â&#x20AC;&#x201C; ReaĂ§ĂŁo de obtenĂ§ĂŁo do aĂ§Ăşcar invertido.

Vamos recapitular? No CapĂtulo 2, foi apresentada a importĂ˘ncia do nutriente carboidrato, sua aĂ§ĂŁo no organismo na produĂ§ĂŁo de energia, alĂŠm das caracterĂsticas bioquĂmicas dos alimentos que sĂŁo fornecedores deste nutriente.

Carboidratos

Agora é com você! 1) Defina carboidratos e escreva três exemplos dessas substâncias. 2) Qual é a função do açúcar invertido? 3) Cite cinco fontes alimentares dos carboidratos. 4) Relate sobre as transformações físicas que ocorrem no polissacarídeo amido. 5) Explique a reação de Maillard. 6) De que forma ocorre o processo de cristalização dos açúcares?

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

3 Lipídeos

Para começar Neste capítulo será apresentado o conceito geral do macronutriente lipídeo, nutriente de grande importância para fornecimento de energia, o qual é julgado como vilão da alimentação, uma vez que seu excesso pode favorecer o desenvolvimento de doenças crônicas, como obesidade, diabetes e doenças coronarianas. Além disso, será abordada a ação bioquímica que ocorre nos alimentos fontes de gorduras, as características físico-químicas das gorduras e dos óleos.

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3.1 Conceitos iniciais

Figura 3.1 – Fórmula estrutural do ácido linolênico.

Os lipídeos, também chamados de lipídios, lípides ou lípidos, possuem moléculas constituídas por carbono, hidrogênio, oxigênio, e outros heteroátomos, por exemplo, fósforo e nitrogênio. No entanto, como pode ser observado na Figura 3.1, o carbono é o elemento predominante. 35

Por serem compostos orgânicos, existem muitos estudiosos que tentam associá-los a alguma função orgânica. Mas, notoriamente, isso não é possível para os lipídeos, pois eles podem apresentar estruturas complexas e com variadas funções orgânicas. Assim, preferencialmente, esses compostos devem ser identificados por outras características, por exemplo, sua alta solubilidade em solventes orgânicos e sua baixa solubilidade em água. Entretanto, em relação à função orgânica, é possível observar que a maioria dos lipídeos possui moléculas de ésteres derivados de ácidos graxos, ou ainda, as próprias moléculas de ácidos graxos. Fique de olho! Os ácidos graxos são moléculas de ácidos carboxílicos constituídos por longas cadeias carbônicas. Muitos desses compostos são essenciais para o organismo humano, além de formarem moléculas de ésteres que geram outros tipos de lipídeos muito importantes. Fique de olho, pois os ácidos graxos serão discutidos ainda neste capítulo!

3.2 Classificação Os lipídeos podem ser classificados segundo diferentes critérios. Por motivos didáticos, este livro abordará as principais classificações, sendo uma em relação à natureza dos ácidos graxos e alcoóis formadores dos lipídeos, e outra, com relação às características das moléculas quanto à saturação.

3.2.1 Classificação de acordo com a natureza dos ácidos graxos e dos alcoóis Uma classificação importante para os lipídeos está baseada na natureza dos ácidos graxos e dos alcoóis que formam o lipídeo. É uma classificação bastante complexa, como pode ser observada na Figura 3.2. /LStGHRV 6DSRQL¿FiYHLV ÈFLGRV JUD[RV

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Figura 3.2 – Esquema geral da classificação dos lipídeos segundo a natureza dos ácidos graxos e dos alcoóis envolvidos na composição.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

No entanto, muitas dessas classes não são interessantes para a abordagem de bioquímica dos alimentos. Assim, considerando essa classificação, será citada a seguir somente a classe dos lipídeos saponificáveis, pois é a que mais contém lipídeos discutíveis na questão alimentar. Dentro da classe dos lipídeos saponificáveis, existem três grupos característicos, organizados como lipídeos simples ou ternários; lipídeos complexos ou compostos, e lipídeos precursores e derivados. 3.2.1.1 Lipídeos simples ou ternários

Os lipídeos simples ou ternários são aqueles que apresentam moléculas apenas com átomos de C, H e O, e organizadas como ésteres. Como qualquer éster, estes lipídeos podem ser formados com ácidos graxos e alcoóis. E assim, de acordo com o tipo de álcool, têm-se os glicerídeos (formados com glicerol) e os cerídeos (formados com alcoóis acíclicos superiores). Fique de olho! O grau de insaturação está relacionado com a quantidade de ligações químicas entre os átomos de carbono da cadeia carbônica. Uma molécula é considerada saturada quando apresenta apenas ligações simples entre átomos de carbono. Em contrapartida, uma molécula é considerada insaturada quando apresenta ligação dupla ou tripla entre carbonos da cadeia carbônica.

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Glicerídeos Os glicerídeos são os lipídeos que se apresentam nos estados líquidos e sólidos, dependendo do número de carbonos na molécula e do grau de insaturação.

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Cerídeos Como o próprio nome sugere, os cerídeos são os lipídeos conhecidos popularmente como ceras. Nesses compostos, as moléculas foram obtidas por ácidos graxos e alcoóis com cadeias mais longas do que as cadeias do glicerol (que originaram os triglicerídeos). Nos alimentos, os cerídeos estão presentes em folhas e frutos, protegendo-os da desidratação excessiva.

3.2.1.2 Lipídeos complexos ou compostos

Os lipídeos complexos ou compostos compreendem os lipídeos cujas cadeias carbônicas com H, C e O, apresentam os heteroátomos P (fósforo) e N (nitrogênio). Podem ser organizados em fosfolipídeos e glicolipídeos. Os fosfolipídeos são misturas de ésteres de ácidos graxos, ácido fosfórico e alcoóis, enquanto os glicolipídeos são misturas de ésteres de ácidos graxos, carboidrato (glicose ou galactose) e alcoóis. 3.2.1.3 Lipídeos precursores e derivados

Os lipídeos precursores são os compostos produzidos a partir da reação de hidrólise dos lipídeos simples e complexos. Dentre os lipídeos precursores estão os ácidos graxos, substâncias importantíssimas para a área alimentar.

Lipídeos

Os lipídeos derivados são os compostos formados a partir da transformação metabólica dos ácidos graxos. Considerando que, nosso foco é na área alimentar, os exemplos mais importantes deste grupo são as vitaminas lipossolúveis.

3.2.2 Classificação de acordo com a saturação As moléculas dos lipídeos podem apresentar cadeias carbônicas saturadas ou insaturadas. Por isso, os lipídeos podem ser classificados como lipídeos saturados ou lipídeos insaturados. 3.2.2.1 Lipídeos saturados

Os lipídeos saturados são aqueles que não apresentam duplas ou triplas ligações entre átomos de carbono. Devido a esta característica, os lipídeos apresentam maior capacidade de empacotamento de suas moléculas saturadas, o que lhe confere uma forma de apresentação sólida a temperatura ambiente e pressão atmosférica normal. Os lipídeos saturados, ou seja, lipídeos sólidos a 25 °C e 1 atm, são chamados de gorduras. 3.2.2.2 Lipídeos insaturados

Os lipídeos insaturados apresentam insaturações entre os átomos de carbono de suas moléculas, o que dificulta o empacotamento destas. O fato de as moléculas estarem mais afastadas nos lipídeos insaturados faz com que estes se apresentem no estado líquido. Deve-se considerar ainda que o número de insaturações presentes nas moléculas dos lipídeos também influenciará seu aspecto final. Este fato pode ser observado comparando os lipídeos monoinsaturados e os poli-insaturados. A presença de apenas uma insaturação na molécula de um lipídeo não é suficiente para dificultar o mecanismo de empacotamento, ou seja, os lipídeos monoinsaturados apresentam-se no estado sólido, enquanto os poli-insaturados apresentam-se no estado líquido a 25 °C e 1 atm, como organizado na Tabela 3.1. Tabela 3.1 – Característica estrutural de óleos e de gorduras Lipídeo

Característica estrutural

Estado físico

Exemplos

Gordura

Moléculas saturadas ou monoinsaturadas

Sólido

Ácido butírico, ácido caprílico, ácido láurico, ácido merístico, ácido palmítico e ácido esteárico

Óleo

Moléculas poli-insaturadas

Líquido

Ácido docosaexaenoico (DHA), ácido eicosapentaenoico (EPA)

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A Figura 3.3 representa esquematicamente exemplos de lipídeos saturados e insaturados.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação /LStGHR SROL LQVDWXUDGR

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Figura 3.3 – Representação esquemática das fórmulas estruturais de exemplos de lipídeos. Fique de olho! Os lipídeos insaturados podem ser transformados em compostos no estado sólido. Isto é possível por meio da hidrogenação catalítica, reação química que será discutida ao final deste capítulo.

3.3 Ácidos graxos e glicerídeos A classe dos ácidos graxos e a classe dos glicerídeos podem ser consideradas as principais classes de lipídeos para uma abordagem em bioquímica dos alimentos.

3.3.1 Ácidos graxos Os ácidos graxos representam uma importantíssima molécula para os lipídeos, incluindo a importância alimentar. Esses ácidos gordos podem ser encontrados de modo direto nos alimentos ou, ainda, participando de reações químicas para obtenção de triglicerídeos, por exemplo. Quimicamente, os ácidos graxos são ácidos orgânicos (ácidos carboxílicos), cuja cadeia alquil é bastante longa (12 ou mais de 12 átomos de carbono) como pode ser observado na Tabela 3.2. Os átomos de carbono podem estar ligados entre si apenas por ligações saturadas ou, ainda, ligados por insaturações. Tabela 3.2 – Exemplos de moléculas de ácidos graxos Nome descritivo

Quantidade de átomos de carbono

Nome sistemático

Classe de ácidos graxos

Palmítico

Hexadecanico

Palmitoleico

Hexadecanoico

Ômega 7

Esteárico

Octadecanoico

Oleico

Octadecanoico

Ômega 9

Linoleico

Octadecanoico

Ômega 6

Linolênico

Octadecanoico

Ômega 3

Aracdônico

Eicosatetraenoico

Ômega 6

3.3.1.1 Ácidos graxos essenciais

Lipídeos

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Os ĂĄcidos graxos essenciais sĂŁo aqueles de que o organismo humano necessita, mas nĂŁo ĂŠ capaz de sintetizar. Logo, eles devem ser obtidos por meio da alimentaĂ§ĂŁo. Os mais essenciais sĂŁo os ĂĄcidos graxos classificados como Ă´mega 3 (famĂlia do ĂĄcido linolĂŞnico) e Ă´mega 6 (famĂlia do ĂĄcido linoleico) A Tabela 3.3 apresenta alguns exemplos de alimentos com os ĂĄcidos graxos essenciais. Tabela 3.3 â&#x20AC;&#x201C; Exemplos de lipĂdeos insaturados Ă cidos graxos essenciais (poli-insaturados) Ă&#x201D;mega 3

Ă&#x201D;mega 6

Arenque

AlgodĂŁo

Atum

Girassol

LinhaĂ§a

Milho

SalmĂŁo

Soja

Ă cido graxo nĂŁo essencial (monoinsaturado) Ă&#x201D;mega 9 Canola Girassol Oliva

Amplie seus conhecimentos Os ĂĄcidos graxos podem ainda ser organizados em classes de acordo com algumas caracterĂsticas estruturais. Desta forma, ĂŠ possĂvel ter o Ă´mega 3 e o Ă´mega 6, por exemplo. Amplie seus conhecimentos sobre os ĂĄcidos graxos poli -insaturados, Ă´mega 3 e Ă´mega 6, suas propriedades, caracterĂsticas, importĂ˘ncia e ocorrĂŞncia nos alimentos, por meio da leitura do artigo Ă cidos graxos poliinsaturados Ă´mega-3 e Ă´mega-6: importĂ˘ncia e ocorrĂŞncia em alimentos, publicado na Revista de NutriĂ§ĂŁo, da PontifĂcia Universidade CatĂłlica de Campinas em: <http://www.scielo.br/ scielo.php?pid=s1415-52732006000600011&script=sci_arttext>.

3.3.2 GlicerĂdeos Os glicerĂdeos sĂŁo compostos orgĂ˘nicos cujas molĂŠculas sĂŁo ĂŠsteres de ĂĄcidos graxos superiores com diferentes alcoĂłis. Portanto, estes compostos podem ser derivados da reaĂ§ĂŁo quĂmica entre a glicerina (glicerol) e os ĂĄcidos graxos, por meio de uma reaĂ§ĂŁo conhecida como reaĂ§ĂŁo de esterificaĂ§ĂŁo. A Figura 3.4 ilustra uma representaĂ§ĂŁo geral da reaĂ§ĂŁo de esterificaĂ§ĂŁo. +

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BioquĂmica dos Alimentos â&#x2C6;&#x2019; ComposiĂ§ĂŁo,+ReaĂ§Ăľes e PrĂĄticas de ConservaĂ§ĂŁo

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Figura 3.4 â&#x20AC;&#x201C; RepresentaĂ§ĂŁo geral de formaĂ§ĂŁo de um lipĂdeo.

Os glicerĂdeos sĂŁo encontrados em uma variedade de alimentos de origem animal e vegetal. Para facilitar a compreensĂŁo, a Tabela 3.4 apresenta alguns exemplos de alimentos de origem vegetal e de origem animal ricos em lipĂdeos saturados e insaturados. Tabela 3.4 â&#x20AC;&#x201C; Exemplos de alimentos ricos em lipĂdeo Origem vegetal Ă&#x201C;leos Ă&#x201C;leos de algodĂŁo, amendoim, babaĂ§u, dendĂŞ, coco, milho, soja.

Origem animal Gorduras

Sebo encontrado nas vĂsceras de animais; banha obtida da refinaĂ§ĂŁo da gordura.

Ă&#x201C;leos

Gorduras

Ă&#x201C;leos de peixes extraĂdos do fĂgado de peixes como tubarĂŁo e bacalhau.

Gordura de cacau, gordura de coco.

3.3.3 Ă&#x201C;leos e gorduras alimentares De acordo com Philippi (2006), hĂĄ vĂĄrios tipos de Ăłleos e gorduras comestĂveis. O toucinho ĂŠ a gordura das carnes, sendo que neste caso, os lipĂdeos encontram-se retidos em tecidos dos quais se separam quando submetidos ao calor, pela fusĂŁo ou pela destruiĂ§ĂŁo do tecido que a envolve; jĂĄ os Ăłleos e azeites se destacam pela fĂĄcil digestĂŁo; o creme de leite e a gordura da gema de ovo (gordura emulsionada) tambĂŠm se destacam pela fĂĄcil digestĂŁo, podendo ser introduzidas diretamente atĂŠ no jejuno; a manteiga (creme de leite batido) apresenta estrutura de rede de gordura que retĂŠm partĂculas de caseĂna e lactose, sendo tambĂŠm de fĂĄcil digestĂŁo, porĂŠm decompĂľe-se facilmente quando submetida Ă temperatura acima de 120 ÂşC; a margarina ĂŠ uma mistura de gorduras, principalmente de origem vegetal, e a gordura lĂquida hidrogenada, que se destaca por sua consistĂŞncia cremosa e sĂłlida Ă temperatura ambiente. Como jĂĄ discutido neste capĂtulo, o estado fĂsico dos Ăłleos e gorduras ĂŠ dependente do tipo de ligaĂ§ĂŁo quĂmica entre os ĂĄtomos de carbono na estrutura da molĂŠcula, como representado na Figura 3.5.

LipĂdeos

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Figura 3.5 – As estruturas representam respectivamente a molécula de um óleo e de uma gordura.

3.4 Principais funções dos lipídeos Este livro considera importante discutir as funções dos lipídeos tanto em relação aos seres vivos quanto em relação aos alimentos processados.

3.4.1 Nos seres vivos Os lipídeos são macronutrientes fundamentais, constituindo uma importante fonte de reserva de energia nos seres vivos. No entanto, além da função de reserva de energia, pode-se considerar também a função de fornecimento de energia; de composição celular, já que os lipídeos participam da composição da membrana celular; de regulação térmica, visto que nos animais endodérmicos, os lipídeos atuam como isolantes térmicos; e ainda, a função de facilitadores de reações ou transporte de substâncias químicas, por exemplo, o transporte de vitaminas lipossolúveis pelo organismo. Em relação à função de fornecimento de energia, é interessante destacar que, primeiramente, os seres humanos utilizam as moléculas de carboidratos para a obtenção de energia. Ou seja, apenas na falta destes compostos é que as células utilizaram a energia proveniente dos lipídeos.

3.4.2 Nos alimentos processados Segundo Ornellas (2007), as principais funções dos lipídeos nos alimentos estão associadas com a fixação e a revelação do sabor das substâncias; atuação como meio de cocção por calor seco, concentrando os alimentos e ativando seu sabor; veiculação de vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K); e atuação com fonte de energia devido ao seu alto valor energético. Em relação a esta última função, é importante reforçar que as células do organismo utilizam primeiramente as moléculas de carboidrato como fonte de energia, deixando as moléculas de gordura para serem utilizadas para a produção de energia apenas na falta dos carboidratos disponíveis.

3.5 Principais propriedades dos lipídeos Os lipídeos apresentam características específicas que estão relacionadas com a quantidade de átomos de carbono na molécula e também com o grau de saturação. Neste item, serão abordadas as principais propriedades físicas e químicas dos lipídeos. 42

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

3.5.1 Principais propriedades físicas Os lipídeos apresentam inúmeras propriedades físicas, considerando as principais propriedades físicas para os lipídeos empregados na alimentação o ponto de fusão, o ponto de fumaça e o caráter anfifílico da molécula lipídica. 3.5.1.1 Ponto de fusão

Foi citado, ao longo deste capítulo que as gorduras que são sólidas à temperatura ambiente têm maior concentração de ácidos graxos saturados. Já as líquidas à temperatura ambiente têm maior concentração de ácidos graxos insaturados e recebem a denominação de óleos. Ponto de fusão é o ponto em que os ácidos graxos se transformam em líquido, como, por exemplo, as gorduras animais e gordura de coco (saturadas) (PHILIPPI, 2006). Portanto, pode-se confirmar que os óleos apresentam ponto de fusão bem abaixo dos pontos de fusão das gorduras. 3.5.1.2 Ponto de fumaça

Quando a gordura é aquecida à temperatura alta, ocorre sua decomposição, que pode pros seguir por três estágios distintos, se a temperatura continuar a subir (ORNELLAS, 2007). São eles: »» »» »»

1º Estágio: Caracteriza-se pela decomposição visível do produto, sob a forma de fumaça branco-azulada (ponto de fumaça da gordura). 2º Estágio: Ponto de combustão temporária. 3º Estágio: Produção de fumaça espessa e em tal quantidade que ocorre a combustão contínua.

Durante a decomposição da gordura pelo calor, as moléculas são hidrolisadas, e os ácidos graxos e o glicerol separam. Os ácidos graxos se acumulam na gordura e o glicerol (acroleína) forma a parte da fumaça que é irritante aos olhos, nariz e garganta. O ponto de fumaça da gordura é influenciado pela quantidade de ácidos graxos livres. Quase todos são extraídos durante a refinação das gorduras alimentícias, mas quando as gorduras são aquecidas, algumas de suas moléculas se decompõem e o número de ácidos graxos livres aumenta. A Tabela 3.5 apresenta o ponto de fumaça e o tempo de aquecimento de óleos e gorduras. Tabela 3.5 – Ponto de fumaça e o tempo de aquecimento de óleos e gorduras Óleos e gorduras

Ponto de fumaça (°C)

Tempo de aquecimento (minutos)

Manteiga

120-150

Azeite de oliva

175-190

Óleo de girassol

183-232

Banha

185-220

192

Óleo de milho

204-215

Óleo de canola

213-233

Gordura vegetal hidrogenada

215-231

Óleo de algodão

218-230

220

226-232

Margarina

Óleo misto/ composto Óleo de soja Fonte: Ornellas, 2007 e Philippi, 2006.

Lipídeos

3.5.1.3 Caráter anfifílico

Também conhecido como caráter anfipático, esta propriedade está relacionada com a capacidade de algumas moléculas em misturar substâncias lipídicas e aquosas no mesmo meio. Isso é possível somente porque algumas substâncias apresentam, na mesma molécula, uma parte com características hidrófilas e outra parte com características hidrofóbicas. Os lipídeos com propriedade anfifílica são muito úteis para a fabricação de emulsões alimentares como os sorvetes.

3.5.2 Principais propriedades químicas Assim como as propriedades físicas, as propriedades químicas também conferem as características dos lipídeos. Neste capítulo, será destacada a instabilidade química. 3.5.2.1 Instabilidade química

Os lipídeos são muito instáveis quando conservados em condições desfavoráveis. Quando alteradas, ficam “rançosas” e caracterizam-se por sabor e odor desagradáveis. O ranço é o resultado da combinação dos ácidos graxos com o oxigênio do ar, e é acelerado por calor, luz, umidade, sal, ácidos, cobre e ferro. Não convém utilizar gordura rancificada como alimento, pois além do cheiro e sabor desagradáveis, ela tem seu valor nutritivo reduzido e pode causar distúrbios gastrintestinais.

3.6 Principais reações químicas com lipídeos Serão destacadas duas reações muitos comuns envolvendo os lipídeos. Uma delas ocorre espontaneamente, de modo indesejado pelo ser humano. Já a outra é uma reação muito aplicada aos processos de fabricação de alimentos.

3.6.1 Rancificação A rancificação é uma reação química que ocorre espontaneamente em compostos lipídicos, por meio de processos de degradação. Esses processos de degradação podem ser oxidação, hidrólise, pirólise e absorção de sabores e odores indesejáveis. Este capítulo apresentará as reações de rancificação oxidativa e as reações de oxidação hidrolítica. 3.6.1.1 Rancificação oxidativa

Os substratos desta reação são os ácidos graxos insaturados, visto que a reação com oxigênio ocorrerá na dupla ligação. Lipídeos precursores, como as vitaminas A e E, sofrem reações análogas. A rancificação oxidativa é uma reação em cadeia, na qual observam-se as etapas de iniciação, propagação e terminação, ocorrendo de modo constante, uma vez que foi iniciada. 44

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

ÂťÂť

IniciaĂ§ĂŁo: A fase da iniciaĂ§ĂŁo divide-se em iniciaĂ§ĂŁo primĂĄria e iniciaĂ§ĂŁo secundĂĄria. A iniciaĂ§ĂŁo primĂĄria ĂŠ uma fase que necessita de muita energia para que ocorra de forma espontĂ˘nea, por isso, ocorre somente na presenĂ§a de calor, luz ou substĂ˘ncias catalisadoras. Como no inĂcio, o consumo de oxigĂŞnio ĂŠ baixo, ou seja, hĂĄ pouca oxidaĂ§ĂŁo e observam-se caracterĂsticas discretas de produto rancificado. PropagaĂ§ĂŁo: Na fase da propagaĂ§ĂŁo, hĂĄ a formaĂ§ĂŁo de um grande nĂşmero de radicais livres. Os radicais sĂŁo partĂculas instĂĄveis e, portanto, reativas. AlĂŠm disso, as reaĂ§Ăľes sĂŁo extremamente rĂĄpidas o que intensifica o consumo de oxigĂŞnio. Consequentemente, formam-se muitas molĂŠculas de perĂłxido. Por sua vez, os perĂłxidos tambĂŠm sĂŁo partĂculas instĂĄveis e sofrem reaĂ§ĂŁo de decomposiĂ§ĂŁo, resultando na formaĂ§ĂŁo de aldeĂdos, alcoĂłis, ĂĄcidos, cetonas e hidrocarbonetos. Esses produtos gerados atravĂŠs da decomposiĂ§ĂŁo do perĂłxido formado com a oxidaĂ§ĂŁo dos lipĂdeos sĂŁo responsĂĄveis por alterar a composiĂ§ĂŁo quĂmica dos alimentos e, consequentemente, a cor, o cheiro, o sabor e a viscosidade. TerminaĂ§ĂŁo: A fase da terminaĂ§ĂŁo ĂŠ considerada a Ăşltima devido aos compostos produzidos nesta etapa. Esses compostos sĂŁo oriundos da reaĂ§ĂŁo entre os radicais livres, gerando compostos estĂĄveis, ou seja, nĂŁo reativos. Logo, a reaĂ§ĂŁo com oxigĂŞnio tende a diminuir, visto que a quantidade de radicais livres estĂĄ reduzindo. A reaĂ§ĂŁo cessa quando se extingue os radicais livres. No entanto, ĂŠ muito importante considerar que, em geral, as condiĂ§Ăľes do meio que sĂŁo favorĂĄveis Ă rancificaĂ§ĂŁo oxidativa (calor, luz e substĂ˘ncias catalisadoras) permanecem. Significa que sempre haverĂĄ a possibilidade da formaĂ§ĂŁo de novos radicais livres e, portanto, novos ciclos de rancificaĂ§ĂŁo oxidativa. A representaĂ§ĂŁo geral das reaĂ§Ăľes quĂmicas envolvidas na rancificaĂ§ĂŁo oxidativa ĂŠ dada na Figura 3.6. 5DQFLÂżFDomR R[LGDWLYD D )DVH LQLFLDomR ,QLFLDomR SULPiULD 5+ 5 + ,QLFLDomR VHFXQGiULD 5 2 522 D )DVH SURSDJDomR 5 2 522 522 5+ 522+ 5 D )DVH SURSDJDomR 522 5 5225 5 5 5 Â˛ 5

Figura 3.6 â&#x20AC;&#x201C; RepresentaĂ§ĂŁo geral do processo de rancificaĂ§ĂŁo oxidativa.

Ă&#x2030; interessante destacar que, como a reaĂ§ĂŁo ocorre por meio da insaturaĂ§ĂŁo presente entre os ĂĄtomos de carbono dos ĂĄcidos graxos ou dos lipĂdeos de ĂĄcidos graxos, a rancificaĂ§ĂŁo oxidativa ĂŠ

LipĂdeos

mais intensa nos lipĂdeos com maior grau de insaturaĂ§ĂŁo. Por exemplo, o linolĂŞnico oxida-se mais do que o ĂĄcido linoleico. JĂĄ o ĂĄcido linoleico oxida mais rĂĄpido do que o ĂĄcido oleico. 3.6.1.2 RancificaĂ§ĂŁo hidrolĂtica

A rancificaĂ§ĂŁo hidrolĂtica tambĂŠm ĂŠ conhecida como rancificaĂ§ĂŁo lipolĂtica. Essa reaĂ§ĂŁo de deterioraĂ§ĂŁo de alimentos que contĂŠm lipĂdeos se deve ao rompimento da ligaĂ§ĂŁo ĂŠster dos lipĂdeos, provocando a produĂ§ĂŁo de molĂŠculas de ĂĄcidos graxos. Este rompimento ĂŠ provocado pela aĂ§ĂŁo de certos ĂĄcidos, bases e/ou enzimas como lipase/lipoxigenase, sendo que, quanto maior o teor de ĂĄgua no meio, mais intenso o processo de rancificaĂ§ĂŁo hidrolĂtica. Essa reaĂ§ĂŁo quĂmica de rancificaĂ§ĂŁo hidrolĂtica ĂŠ bastante comum nos lipĂdeos utilizados para a fritura de alimentos. Por isso, observa-se alteraĂ§ĂŁo na qualidade do produto lipĂdico ao longo do preparo de um alimento frito. A perda da qualidade pode ser notada tanto em relaĂ§ĂŁo Ă sua cor, quanto ao sabor e odor do produto rancificado. Os laboratĂłrios de controle de qualidade dos produtos alimentĂcios utilizam os testes de Ăndice de acidez e de Ăndice de perĂłxido para determinar a rancificaĂ§ĂŁo causada pelas reaĂ§Ăľes oxidativa e hidrolĂtica.

3.6.2 HidrogenaĂ§ĂŁo catalĂtica A hidrogenaĂ§ĂŁo catalĂtica ĂŠ uma reaĂ§ĂŁo bastante empregada na indĂşstria de alimentos para converter os Ăłleos em produtos sĂłlidos, ou seja, em gorduras. Pode-se considerar ainda que, por reduzir o nĂşmero de ligaĂ§Ăľes insaturadas dos lipĂdeos, a hidrogenaĂ§ĂŁo catalĂtica tambĂŠm pode ser empregada para minimizar a possibilidade das reaĂ§Ăľes de rancificaĂ§ĂŁo. A reaĂ§ĂŁo de hidrogenaĂ§ĂŁo consiste na adiĂ§ĂŁo de hidrogĂŞnio Ă insaturaĂ§ĂŁo de uma molĂŠcula, desfazendo, assim, esta insaturaĂ§ĂŁo. Ă&#x2030; chamada de hidrogenaĂ§ĂŁo catalĂtica devido ao uso de um catalisador para promover a reaĂ§ĂŁo. Dentre os catalisadores metĂĄlicos geralmente utilizados, estĂŁo nĂquel, platina e palĂĄdio. O nĂquel se destaca pelo seu baixo custo. Com a quebra das insaturaĂ§Ăľes de suas molĂŠculas, o lipĂdeo que antes se encontrava lĂquido, consegue adquirir um estado sĂłlido. Isto ocorre devido Ă melhora no empacotamento das molĂŠculas saturadas, conferindo-lhe aspecto sĂłlido. Observe na Figura 3.7 que a adiĂ§ĂŁo dos ĂĄtomos de hidrogĂŞnio Ă molĂŠcula insaturada (Ăłleo) resulta no aumento do nĂşmero de ĂĄtomos de hidrogĂŞnio na molĂŠcula saturada (gordura). 2 &+

2 & +

& +

2 &+

Ă?OHR

& +

2 &+

& +

2 & +

& +

*RUGXUD

Figura 3.7 â&#x20AC;&#x201C; HidrogenaĂ§ĂŁo catalĂtica de lipĂdio insaturado.

BioquĂmica dos Alimentos â&#x2C6;&#x2019; ComposiĂ§ĂŁo, ReaĂ§Ăľes e PrĂĄticas de ConservaĂ§ĂŁo

3.6.2.1 Produção de gordura trans

A gordura trans, grande responsável pelo sabor agradável, consistência e aumento do prazo de validade de alguns alimentos, pode ser formada nos processos de hidrogenação catalítica. A grande questão é que estudos recentes mostram que esta gordura é maléfica para o organismo humano, sendo até pior do que as próprias gorduras saturadas. Os malefícios devem-se ao fato de a gordura trans não ser degradada no organismo, visto que ele não a reconhece. O organismo trabalha essencialmente com as gorduras cis, portanto, a gordura trans acaba se acumulando na corrente sanguínea. A Figura 3.8 apresenta uma comparação entre as moléculas de uma gordura saturada e de gorduras monoinsaturadas do tipo cis e trans. ÈFLGR JUD[R VDWXUDGR + & +

+ + &

& +

+ + &

2 &

ÈFLGR JUD[R LQVDWXUDGR &,6 +

+ &

'XSOD OLJDomR LQVDWXUDomR

+LGURJrQLRV GR PHVPR ODGR

'XSOD OLJDomR LQVDWXUDomR

+LGURJrQLRV GH ODGRV RSRVWRV

+LGURJHQDomR $GLomR GH KLGURJrQLRV

ÈFLGR JUD[R LQVDWXUDGR 75$16

2 &

Figura 3.8 – Comparação entre moléculas de lipídeo saturado e lipídeos cis e trans.

Vamos recapitular? O Capítulo 3 discorreu sobre os lipídeos, importantes macronutrientes que fornecem energia. O leitor pode aprender ainda a classificação e as características químicas dos alimentos fontes de lipídeos.

Lipídeos

Agora é com você! 1) Descreva as funções dos lipídeos. 2) Explique sobre a formação da substância acroleína. 3) Como é definido o ponto de fusão? 4) De que forma ocorre o processo de hidrogenação? 5) Os óleos encontram-se no estado líquido, enquanto as gorduras apresentam-se no estado sólido. Justifique esta diferença. 6) Explique a instabilidade do comportamento químico dos óleos e gorduras que afeta suas propriedades organolépticas.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

4 Proteínas

Para começar As proteínas são exemplos de polímeros naturais, podendo ser de origem animal, vegetal ou até mesmo obtidas de modo sintético. O Capítulo 4 abordará as proteínas, desde os conceitos iniciais sobre aminoácidos até os detalhes das ligações peptídicas, das proteínas alimentares e dos benefícios das aplicações enzimáticas nos processos alimentícios.

4.1 Conceitos iniciais Os polímeros são macromoléculas formadas por unidades menores, que se repetem ao longo da cadeia. Estas macromoléculas podem ter diferentes origens: sintéticas, naturais, animais ou vegetais. As proteínas são macronutrientes poliméricos compostos por aminoácidos, sendo responsáveis pela formação de toda a estrutura dos tecidos, da membrana celular, dos ossos, dos músculos, das cartilagens, da pele, dos cabelos e das unhas. No entanto, as proteínas não são apenas encontradas nos animais, sendo também fundamentais para a constituição das espécies vegetais. Sejam proteínas simples, formadas apenas por aminoácidos, ou proteínas complexas, formadas por outras moléculas além dos aminoácidos, todas apresentam importantes funções.

4.2 Aminoácidos Os aminoácidos são compostos orgânicos, que apresentam moléculas muito pequenas constituídas de carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. Estes compostos possuem funções mistas, 49

sendo formados pelo grupo amino (-NH2) e o grupo carboxila (-COOH), como ilustrado na Figura 4.1. Portanto, podem ser derivados de reaĂ§Ăľes entre aminas e ĂĄcidos carboxĂlicos. As molĂŠculas de aminoĂĄcidos sĂŁo as menores unidades formadoras dos peptĂdeos, dos polipeptĂdeos e das proteĂnas, e, segundo os cientistas, atĂŠ hoje jĂĄ foram determinados 20 aminoĂĄcidos formadores de proteĂnas no organismo humano.

*UXSR iFLGR 2

+2 & + 1

+ 1

&22+

*OLFLQD *O\ *

+ 1

&22+

$ODQLQD $OD $

+ 1

&22+

9DOLQD 9DO 9

+ 1

&22+

/HXFLQD /HX /

+ 1

&22+

,VROHXFLQD ,OH ,

6 2+

2+ + 1

6HULQD 6HU 6

&22+

7UHRQLQD 7KU 7

6+ + 1

&22+

&LVWHtQD &\V &

+ 1

&22+

0HWLRQLQD 0HW 0

1 &22+ + 3UROLQD 3UR 3

$GDSWDGR GH PROHNXXO EH 6KXWWHUVWRFN FRP

*UXSR DPLQR 5 Dentre estes 20 aminoĂĄcidos, ilustrados na Figura 4.2, nove sĂŁo os chamados aminoĂĄcidos essenciais, isto ĂŠ, aqueles que o organismo nĂŁo Figura 4.1 â&#x20AC;&#x201C; FĂłrmula consegue produzir em quantidade suficiente. Desta forma, a sua ingestĂŁo ĂŠ estrutural do aminoĂĄcido. indispensĂĄvel. Os nove aminoĂĄcidos essenciais para o organismo humano sĂŁo: a leucina, a isoleucina, a lisina, o triptofano, a fenilalanina, a metionina, a treonina, a valina e a histidina. Apenas a histidina ĂŠ essencial na infĂ˘ncia, visto que todos os demais sĂŁo essenciais por toda a vida.

1+ &22+ &22+

Ă&#x2C6;FLGR $VSiUWLFR $VS '

+ 1 &22+ $VSDUDJLQD $VQ 1

+ 1 &22+ Ă&#x2C6;FLGR JOXWkPLFR *OX (

+ 1 &22+ *OXWDPLQD *OQ 4

+ 1 &22+ /LVLQD /\V .

+ 1 1+

+ 1

&21+

&22+

$UJLQLQD $UJ 5

+ 1

2+ 1+

&22+

+LVWLGLQD +LV +

1+ + 1

&22+

)HQLODODQLQD 3KH )

+ 1

&22+

7LURVLQD 7\U <

+ 1

&22+

7ULSWRIDQR 7US :

Figura 4.2 â&#x20AC;&#x201C; FĂłrmulas estruturais dos 20 aminoĂĄcidos formadores de proteĂnas no organismo humano.

4.2.1 CarĂĄter anfiprĂłtico Uma importante propriedade quĂmica dos aminoĂĄcidos ĂŠ seu comportamento anfiprĂłtico. Este comportamento ĂŠ oriundo da sua composiĂ§ĂŁo quĂmica e formaĂ§ĂŁo estrutural. Ou seja, o grupo ĂĄcido de um aminoĂĄcido confere propriedades ĂĄcidas em um meio alcalino. No entanto, em meio ĂĄcido, o grupo amino ĂŠ capaz de conferir alcalinidade ao mesmo. 50

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Fique de olho! O comportamento anfiprótico se refere à propriedade de uma substância em apresentar comportamento característico de substâncias ácidas ou comportamento característico de substâncias básicas de acordo com o meio. Os aminoácidos são exemplos de substâncias anfipróticas devido aos seus grupos amino e ácido.

4.3 Peptídeos e proteínas As moléculas de aminoácidos apresentam a propriedade de se ligarem a outras moléculas de aminoácidos formando assim, moléculas maiores. Estas moléculas maiores podem ser de peptídeos ou proteínas, dependendo da quantidade de moléculas de aminoácidos utilizadas na sua formação. Essa união de várias moléculas de aminoácidos é possível devido às suas características estruturais que permitem a existência das ligações peptídicas.

4.3.1 Ligações peptídicas

$PLQRiFLGR

+ 1

$PLQRiFLGR

+ 1

& 2

$GDSWDGR GH <DVVLQH 0UDEHW ZLNLPHGLD &RPPRQV

As ligações peptídicas são oriundas da ligação entre os átomos do grupo amino de um aminoácido com os átomos do grupo carboxila de outro aminoácido. De modo mais específico, corresponde à ligação entre o átomo de carbono do grupo carboxila de um aminoácido e o átomo de nitrogênio do grupo amino de outro aminoácido, como indicado na Figura 4.3.

& 2

+ /LJDomR

1 +

SHSWtGLFD

& 2 'LSHSWtGHR

+ 2

2 +

ÈJXD

Figura 4.3 – Representação esquemática de formação de uma molécula de dipeptídeo, com destaque para o grupo amida que contém a ligação peptídica.

Além disto, a reação de união entre dois ou mais aminoácidos pode ser considerada ainda, uma reação de desidratação, visto que a condensação entre as moléculas de aminoácidos ocorre com a perda de água. Observe na Figura 4.3 a saída do grupo OH- da carboxila e o H+ do grupo amino.

Proteínas

Assim, nota-se que para cada ligação peptídica formada ocorre a eliminação de uma molécula de água.

4.3.2 Peptídeos Os peptídeos são as moléculas formadas pelo agrupamento das moléculas de aminoácidos. Como observado na Figura 4.3, os aminoácidos unidos pela ligação peptídica originam uma molécula de dipeptídeo e uma molécula de água. De modo semelhante, três aminoácidos podem se unir formando um tripeptídeo e duas moléculas de água; ou ainda, vários aminoácidos podem se unir, formando um polipeptídeo e várias moléculas de água, como exemplificado na Figura 4.4. + + 5

1 &+

2 5

2+ +

1 +

& 2+ + 5

1 &+

2+ +

&+ 1

2 2+

Figura 4.4 – Representação esquemática de formação de um polipeptídeo.

É possível observar na Figura 4.4 as possíveis ligações peptídicas entre as moléculas de aminoácidos. A figura destaca a união entre o átomo de hidrogênio do grupo amino e os átomos da hidroxila do grupo ácido. Estes átomos sairão de suas moléculas e formarão a molécula de água, permitindo que o átomo de carbono se ligue ao átomo de nitrogênio. No entanto, observe ainda que a estrutura química dos aminoácidos permite que um número considerável destas moléculas seja unido por ligações peptídicas (considerando que o meio reacional ofereça condições adequadas e favoráveis à reação). Diante deste fato, determinou-se que, a partir de 100 unidades de aminoácidos unidos a macromolécula seria chamada de proteína.

4.3.3 Proteínas As proteínas são macronutrientes nitrogenados constituídos por várias moléculas de aminoácidos ligadas por meio de ligações peptídicas. Esses macronutrientes estão presentes em todos os seres vivos, por exemplo, a proteína ilustrada na Figura 4.5, encontrada em feijões. Além disso, de acordo com uma função específica, as proteínas podem ser conhecidas por outros nomes como enzimas, hormônios e anticorpos.

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2 + +

2 2

Figura 4.5 – Fórmula estrutural da faseolina.

4.3.3.1 Função das proteínas

As proteínas podem exercer função de defesa no organismo, formando os anticorpos; função de transporte, como as hemoglobinas; funções de controle, movimento e armazenamento; função de catálise, como a enzimase, e função estrutural, como a queratina e o colágeno. 4.3.3.2 Classificação das proteínas

As proteínas podem ser classificadas de acordo com sua organização estrutural em duas classes: a classe das proteínas fibrosas e a classe das proteínas globulares. As proteínas fibrosas são longas, filamentosas, organizadas como fibras e insolúveis em água. Já as proteínas globulares apresentam-se dobradas sobre si e a maioria é solúvel em água.

PROHNXXO EH 6KXWWHUVWRFN FRP

-DZDKDU 6ZDPLQDWKDQ DQG 06' VWDII DW WKH (XURSHDQ %LRLQIRUPDWLFV ,QVWLWXWH :LNLPHGLD &PPRQV

A Figura 4.6 ilustra um exemplo das estruturas das proteínas fibrosas e globulares.

Figura 4.6 – Estruturas das proteínas fibrosas e globulares.

4.4 Proteínas alimentares Tanto os alimentos de origem animal quanto os alimentos de origem vegetal têm proteínas em sua constituição, visto que as proteínas estão presentes em todos os seres vivos. A Tabela 4.1 apresenta alguns exemplos de alimentos e suas respectivas proteínas.

Proteínas

Tabela 4.1 – Principais proteínas encontradas em alimentos Alimento

Proteínas

Arroz

Orizeína, globulina

Aveia

Avenalina, glutenina, prolamina

Centeio

Gliadina, secalinina, edestina, proteose, leucosina

Cevada

Hordeína, hordemina, leucosina, edestina, proteose

Ervilha

Legumilina, legumina, vicilina, proteose

Milho

Zeina, zeanina, maizina, globulina, proteose

Trigo

Gliadina, glutenina, globulina, leocosina, proteose

Feijão

Faseolina, fasilina

Carne

Miogenio, micalbumina, miosina, globulina

Ovos

Avovitelina, ovolivetelina, ovalbumina, ovoqueratina

4.4.1 Proteínas alimentares completas e incompletas De modo geral, podem-se organizar os alimentos que têm proteínas em dois grandes grupos: o grupo dos alimentos proteicos completos e o grupo dos alimentos proteicos incompletos. O grupo dos alimentos proteicos completos, também chamados de alimentos de primeira classe, compreendem os alimentos que possuem todos os aminoácidos essenciais, tanto em relação ao tipo, quanto em relação à quantidade necessária ao organismo. Já o grupo dos alimentos proteicos incompletos, também chamados de alimentos de segunda classe, não oferecem todos os aminoácidos essenciais ao consumidor. Como exemplo de alimentos proteicos completos, podemos citar alguns alimentos de fonte animal como o leite, o queijo, o ovo, a carne. Em contrapartida, alimentos de origem vegetal como os grãos, as sementes, os legumes e as leguminosas, são alimentos proteicos incompletos. Considerando os grãos, observa-se deficiência em lisina e metionina.

4.5 Enzimas Foi citado anteriormente que as enzimas são proteínas com função específica de catálise. Logo, é extremamente importante discutir sobre estas estruturas de tamanha utilidade da área alimentar. Segundo Koblitz (2010), enzimas são catalisadores biológicos que atuam em determinadas condições de reação, além de apresentar altas especificidades e eficiência catalítica. O uso desta proteína na produção de alimentos envolve a seleção de enzimas apropriadas para conversão de um substrato em moléculas-alvo. A enzima adequada deve atuar em condições amenas de reação (temperatura, pressão atmosférica e pH neutro); ser específica; proporcionar um ambiente adequado, não agressivo, e possuir alta eficiência catalítica.

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4.5.1 Classificação das enzimas 4.5.1.1 Enzimas microbianas

Os microrganismos apresentam potencial de utilização para obtenção de produtos biotecnológicos, por exemplo, cogumelos para o processamento de alimentos (queijos, iogurte e vinagre), bebidas alcoólicas (vinho, cerveja), ácido orgânico (cítricos, fumárico) e alcoóis (etanol, metanol). 4.5.1.2 Enzimas carboidrases

São as enzimas que hidrolisam as ligações entre monossacarídeos, sendo também capazes de catalisar a reação inversa da hidrólise e reações de transglicosilação. São específicas com relação ao tipo de monossacarídeo envolvido na ligação, a posição da ligação do resíduo e a massa molecular ao substrato. Veja a seguir suas aplicações: »»

Bebidas Alcoólicas: Na fermentação de bebidas alcoólicas é necessária uma etapa de sacarificação do amido, isto é, a hidrólise do amido em açúcares fermentáveis por leveduras alcoólicas. Alguns processos se utilizam do malte, que consiste em enzimas de origem vegetal, principalmente as amilases.

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Panificação: As enzimas liberam glicose, maltose e dextrinas de forma lenta. As leveduras fermentam na taxa ideal, propiciando a melhor qualidade do pão. Além disso, a fermentação da dextrina tem o efeito de retardar e endurecimento de pães, favorecendo seu período de comercialização e consumo. Na proporção correta, as enzimas liberam glicose, maltose e dextrina de forma lenta e gradual, durante os períodos de mistura e de descanso da massa, as leveduras fermentam na taxa ideal, produzindo o CO2 – esta ação propicia um maior crescimento da massa e melhora a qualidade do pão também no aspecto da textura. Pequenas quantidades de glicose livre ainda auxiliam na formação da cor da casca do pão, entrando como substrato da reação de Maillard (escurecimento químico).

»»

Outras ações enzimáticas pelas carboidrases: A lactose é um dissacarídeo formado por uma unidade de glicose e outra de galactose, ligados entre si por uma ligação glicosídica. Altas concentrações de lactose podem gerar defeitos em produtos desidratados, congelados e concentrados a base de leite. As lactases são enzimas que favorecem a hidrólise do dissacarídeo em duas moléculas de monossacarídeo (glicose e galactose), podendo ser empregada para fins comerciais. Essa origem microbiana pode ser benéfica para usuários intolerantes à lactose, na ingestão no formato de cápsulas ou aplicação (favorecendo uma melhor digestão deste carboidrato ao indivíduo). Para a produção de produtos com redução do teor de lactose (a adição desta enzima favorecerá a hidrólise deste carboidrato, tornando-o mais fácil a digestão ao indivíduo); em iogurtes (o uso da enzima no leite reduz o tempo de fermentação, melhorando a textura e reduzindo a dessora); na fabricação de queijos (a adição pode reduzir o tempo de produção

Proteínas

e principalmente de maturação); na panificação (o leite em pó previamente hidrolisado fornece a glicose para a fermentação dos produtos, enquanto a galactose, não fermentável, contribui para a cor e aroma na reação de Maillard), e em produtos como doce de leite, leite condensado e sorvete (devido à concentração de lactose ou da temperatura, este dissacarídio tende a cristalizar-se, desta forma gerando arenosidade). O uso do leite tratado com a enzima lactase evita essa formação. 4.5.1.3 Proteases

As proteases são enzimas que catalisam a reação de hidrólise da ligação peptídica em proteína (Koblitz, 2010). As reações provocadas por estas enzimas nas proteínas de alimentos podem ter como consequência a formação de compostos responsáveis por aroma e textura específicos. Como exemplos, temos as enzimas proteases de origem vegetal como a papaína (mamão) e a bromelina (abacaxi), que alteram a textura das fibras da carne. Já como exemplo de proteases de origem animal, temos a renina (extraída do quarto estômago de bezerros desmamados), a pepsina (presente na mucosa do estômago), tripsina e quimiotripsina (enzimas produzidas pelo pâncreas). As enzimas catepsinas e calpaínas são enzimas intracelulares relacionadas à resolução do rigor mortis. Fique de olho! O rigor mortis, ou rigidez cadavérica, corresponde ao conjunto de reações bioquímicas e estruturais que ocorrem simultaneamente e depende do tratamento dado ao animal antes, no processo de abate e nas técnicas de armazenamento, responsáveis pelas características sensoriais da carne. No Capítulo 6, esse processo e a ação na textura da fibra muscular das carnes serão detalhados.

Veja a seguir exemplos de aplicação na indústria. »»

Clarificação de cerveja: Após a fermentação alcoólica, a cerveja passa por um período de maturação à baixa temperatura. A duração deste processo varia de acordo com o tipo de cerveja. A maturação pode favorecer a turvação da cerveja, isto acontece pela reação química de compostos fenólicos e polipeptídios, provenientes do malte e de cereais não maltados, que se insolubilizam em temperatura baixa. A adição dessas enzimas proteases impede a hidrólise desses peptídeos, evitando a turvação. Uma das proteases mais utilizadas neste processo é a papaína, resistente a pasteurização do produto, favorecendo também a um maior tempo de vida de prateleira do produto.

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Amaciamento da carne (tenderização enzimática): A maciez é a característica mais desejada em carnes e diferencia a chamada carne de primeira da carne de segunda. Pode ser alcançada por longos períodos de maturação, que elevam o custo da carne. Já a tenderização enzimática é o processo de amaciamento de carne pela ação de proteases. A hidrólise das proteínas dos tecidos conjuntivos e microfibrilar garante a alteração necessária na textura.

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A papaína, por exemplo, pode ser empregada com esse benefício. Esta enzima possui alta afinidade pela actina e boa atividade sobre o colágeno desnaturado pelo calor. Além disso, é resistente a hidrólise durante o armazenamento da carne a frio, alta estabilidade térmica, o que garante o amaciamento durante o cozimento. A dosagem da enzima depende da finalidade do corte. Os métodos de aplicação deste fim podem ser classificados como: método clássico, imersão, injeção na peça de carne e injeção no animal vivo 30 minutos antes do abate. »»

Coagulação do leite: A produção de queijos baseia-se, inicialmente, na separação de caseína e gorduras do leite, da fração que constitui o soro. O soro é formado, em sua maior parte, por água, lactose, sais e outras proteínas. A caseína do leite está organizada em micelas que se mantém em suspensão coloidal. Essas micelas fosfatadas se precipitam na presença de íons de cálcio. O desempenho de uma protease na coagulação do leite para a produção de queijo pode ser avaliado pela relação entre sua capacidade para formar coágulo e a hidrólise total das caseínas do leite. As enzimas mais utilizadas nesse processo são a renina ou a quimosina. A maturação de queijos consiste em alteração de aroma, sabor e textura causada pela ação de diversas enzimas. Proteases agem sobre a textura e na liberação de aminoácidos que serão transformados em compostos de flavor.

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Panificação: A fração proteica do trigo, chamada de glúten, é formada por dois constituintes básicos: glutelina e a gliadina. Estas proteínas conferem à farinha uma propriedade de formar uma massa viscoelástica com capacidade de reter o ar. Proteases podem ser aplicadas no controle da força do glúten, garantindo menor tempo de trabalho da massa na produção de pães (enzimas fúngicas) e redução do teor de glúten para produção de bolos e biscoitos (enzimas vegetais e/ou bacterianas).

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Modificações de proteínas: Hidrolisados proteicos são obtidos pela ação de proteases específicas sobre diversas fontes proteicas com a finalidade de gerar compostos com diferentes funcionalidades, entre elas, aromatizantes, espumantes e emulsificantes. Como exemplos: O sabor de produtos orientais como o missô e shoyu, caracterizado pela hidrólise de proteínas insolúveis de soja; Hidrolisados de glúten podem substituir sólidos do leite em vários produtos de panificação. Em massas para pão, acentuam o aroma e melhoram as características do miolo; A indústria farmacêutica e de alimentos vem utilizando esses moderadores como alimentos funcionais, como ação antioxidante, antibacteriana, anti-inflamatória e estimulante do sistema imunológico; Hidrolisados de albumina do ovo são aplicados como emulsificantes.

Proteínas

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Síntese de aspartame: Aspartame é o nome comercial do edulcorante não calórico formado pelo dipeptídeo ácido aspártico e fenilalanina. Seu poder adoçante é cerca de 200 vezes maior do que o da sacarose e está diretamente relacionado à configuração dos aminoácidos envolvidos.

4.5.1.4 Lipases

As lípases são responsáveis por um tipo de deterioração dos alimentos conhecida como rancidez hidrolítica, que consiste na hidrólise de triglicerídeos presentes no alimento e na liberação de ácidos graxos voláteis e de odor desagradável de ranço, mais comum em laticínios. No entanto, produtos de origem vegetal, como grãos, farinhas e farelos podem deteriorar-se. Para evitar esta ocorrência, é necessária uma operação de aquecimento para inativação térmica (branquea mento) das lípases responsáveis pela rancidez hidrolítica. Fique de olho! A rancidez hidrolítica, também conhecida como rancidez lipolítica, rancificação hidrolítica ou rancificação lipolítica, está descrita no Capítulo 3, o qual abordou os lipídeos e, portanto, as reações químicas envolvidas em meio a esses macronutrientes.

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Aplicação industrial: A aplicação das lípases é bastante diversificada, podemos citar os seguintes exemplos: A maturação acelerada de queijos (o uso de lípases microbianas liberam ácidos graxos responsáveis por formação do aroma e sabor característico de certos queijos finos); A panificação (a produção de glicerídeos parciais aumenta a retenção de ar e de água, promovendo melhor textura, prolongando a vida de prateleira do pão, ainda permite a fabricação de pão light sem adição de gorduras, uma vez que as lípases são capazes de transformar os próprios lipídios da massa em agentes emulsificantes); Produção de óleos e gorduras estruturados (importante na aplicação funcional e nutricional dos triglicerídeos estruturados); O uso nutricional (gorduras do leite humano em fórmulas infantis e compostos para dietas enterais); A manteiga de cacau (este produto apresenta a característica de “derreter na boca” por possuir um ponto de fusão específico, os substituintes deste elemento podem ser obtidos por reação mediada por lípases entre o azeite de oliva e os ácidos palmítico e esteárico); A produção de margarina (uma metodologia mais atual e classificada como uma forma mais saudável e indicada na formulação de margarina é o método de interesterificação de um óleo de gordura, usando lípases como catalisadores, assim a mistura de ácido graxos saturados e insaturados nos triglicerídeos resultantes, podendo-se obter um produto com a textura desejada, sem o uso de hidrogenação); A síntese de aromas (a síntese de um álcool e de um ácido, com o uso de lípases favorecem os aromas nos alimentos, por exemplo, butirato de etila (aroma de morango) e acetato de isoamila (aroma de banana).

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

4.5.1.5 Oxidorredutases

Oxidorredutases são enzimas que realizam reações de oxirredução. São importantes em alimentos por provocarem alterações indesejadas referentes à cor, ao aroma, ao sabor e ao valor nutricional. O escurecimento acontece quando há o rompimento dos tecidos, que possibilita o encontro da enzima com seus substratos. Como resultado da ação enzimática, ocorre alteração de cor, do aroma, do sabor e do valor nutritivo do alimento. Existem métodos para prevenção desse escurecimento, por exemplo, a supressão de oxigênio por acidificação do produto a valores de pH que inativem as enzimas, por branqueamento e pela adição de inibidores químicos. Além disso, sulfitos e ácido ascórbico evitam o escurecimento por destruição da enzima e por reagirem com as quinonas impedindo sua polimerização. Já o ácido cítrico e o ácido málico agem inativando a enzima.

Vamos recapitular? O Capítulo 4 abordou um dos macronutrientes mais importantes para o organismo humano, as proteínas. Este capítulo foi introduzido por meio do estudo dos aminoácidos, apresentados de modo detalhado para que o leitor compreendesse o conceito de ligações peptídicas, moléculas de peptídeos e proteínas. Este capítulo destacou também as proteínas alimentares de origem animal e vegetal, as enzimas e suas aplicações.

Proteínas

Agora é com você! 1) Represente em seu caderno a fórmula estrutural de um aminoácido com dois átomos de carbono.

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2) Qual o nome da ligação destacada dentro do retângulo da Figura 4.7?

Figura 4.7 – Representação esquemática de formação da proteína.

3) O que são peptídeos? 4) Defina proteínas e comente as suas principais funções. 5) Defina alimentos proteicos completos e alimentos proteicos incompletos e dê dois exemplos de alimentos para cada um desses grupos. 6) Sabendo que as enzimas são proteínas com função específica de catálise, escreva em seu caderno três características adequadas para que uma enzima seja utilizada em processos alimentares.

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5 Vitaminas e Sais Minerais

Para começar O Capítulo 5 discorrerá sobre as vitaminas, discutindo sobre sua importância para o organismo, sua classificação e fontes alimentares. Esta abordagem também será realizada com os minerais, que são necessários em quantidades ainda menores se comparadas à necessidade das vitaminas. O organismo humano não sintetiza os minerais e a maioria das vitaminas, logo, devem ser adquiridos por meio da alimentação, por isso é tão importante a sua compreensão em bioquímica dos alimentos.

5.1 Vitaminas As vitaminas são micronutrientes, ou seja, substâncias orgânicas biologicamente ativas necessárias ao organismo humano em pequenas quantidades. Além disso, a grande maioria das vitaminas necessárias à saúde do ser humano não é produzida por ele. Portanto, devem ser ingeridas por meio da alimentação. Depois de ingeridas, são absorvidas pelo intestino delgado e distribuídas pelo sangue aos demais sistemas orgânicos. O que o organismo não for capaz de absorver será eliminado pelas fezes e urina. Embora pareça simples, é um processo bastante complexo, dificultando a manutenção do equilíbrio químico do corpo. Ou seja, muitas pessoas estão com os teores de substâncias desequilibrados em relação às vitaminas. Assim é comum algumas pessoas terem hipovitaminose ou hipervitaminose.

A falta de vitaminas no organismo é conhecida como hipovitaminose, podendo ocasionar distúrbios como doenças de pele e queda de cabelo. O excesso de vitaminas, conhecido como hipervitaminose, também pode levar à queda capilar, ressecamento cutâneo, entre outros danos, embora geralmente o excesso de vitaminas seja eliminado pela urina. O dano provocado pela falta ou pelo excesso de vitaminas é dependente do tipo de vitamina em questão. A falta completa de uma ou mais vitaminas no organismo é chamada de avitaminose, sendo a pele o órgão mais sensível à falta de vitaminas no corpo humano. A Tabela 5.1 apresenta as principais vitaminas, sua ação ou função no organismo, os danos decorrentes da hipovitaminose e suas fontes alimentares. Tabela 5.1 – Vitaminas, ações, danos da hipovitaminose e fontes alimentares Vitamina

Ação/função

Hipovitaminose

Origem Animal: fígado, gema de ovo, leite integral e seus derivados.

A Formas: Retinol, retinaldeído e ácido retinoico D Formas: D2-Egocalciferol e D3-Colecalciferol

Processo visual, manutenção da pele e mucosas, crescimento e reprodução.

Mantém o metabolismo mineral adequado, principalmente do cálcio e fósforo.

Fontes

Xeroftalmia

Raquitismo (na infância). Osteomalácia (em adultos).

Origem vegetal (carotenoides): forma betacaroteno (pró-vitamina A) cenoura, abóbora, manga, mamão.

Gema de ovo, fígado, manteiga.

E Formas: Tocoferóis

Proteção das membranas celulares contra a destruição oxidativa.

Disfunções neurológicas, miopatias. Diminuição da imunocompetência e efeito antioxidante.

Germe de trigo, frutas oleaginosas e óleos vegetais.

Participa na coagulação sanguínea e na síntese de proteínas presentes no plasma, ossos e rins.

Aumento do tempo de coagulação.

Vegetais folhosos de cor verde escura.

Tocotrienóis K1 Forma: Filoquinona

Tiamina (B1)

Riboflavina (B2)

Necessária no metabolismo dos carboidratos proteínas e lipídeos. Favorece proteção ao sistema nervoso. Essencial para a formação da hemácia. Na ocorrência da Neoglicogênese e na regulação das enzimas tireoidianas.

Beribéri (doença que afeta o sistema nervoso e cardiovascular). Encefalopatia.

Carnes magras, vísceras, gema de ovo e grão integrais.

Queilose, estomatites, glossite, dermatites.

Leite e seus derivados, vísceras como fígado e rins.

Ativação da vitamina Piridoxina (B6). Niacina (B3)

Relacionada à glicólise, respiração tecidual e queima de gordura.

Pelagra ou 3 Ds - dermatite, demência e diarreia. Fraqueza muscular, anorexia.

Carnes magras, vísceras, amendoim, aves e peixes.

Ácido pantotênico (B5)

Atua no metabolismo dos macronutrientes.

Sem relatos

Ovos, fígado, rins, couve-flor e brócolis.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Vitamina

Ação/função

Hipovitaminose

Fontes

Piridoxina (B6)

Atua no metabolismo dos macronutrientes, na formação do grupo heme (parte essencial da hemoglobina), metabolismo do aminoácido triptofano e auxilia na formação do colágeno e da elastina.

Dermatite, diminuição do crescimento, esteatose hepática, anemia.

Germe de trigo, vísceras e cereais integrais.

Cianocobalamina (B12)

Metabolismo dos ácidos nucleicos, no funcionamento correto das células, maturação das hemácias e formação da bainha de mielina.

Anemia perniciosa (hemácias prematuras) e anemia megaloblástica (tamanho maior).

Alimentos de origem animal, como vísceras, leite e ovos. Ela é dependente do fator intrínseco (pH gástrico ácido).

Biotina

Favorece a homeostase celular, síntese de DNA, relacionada ao metabolismo da vitamina B12 e do ácido pantotênico.

Sem relatos

Leite, fígado, gema de ovo e síntese bacteriana no intestino.

Ácido Fólico

Favorece a síntese de DNA, RNA estimulando a formação das células sanguíneas e sintetiza os aminoácidos metionina e serina.

Vitamina C

Antioxidante, produção e manutenção do colágeno, resistência a infecções e melhora a absorção do mineral ferro.

Anemia megaloblástica. Glossite e distúrbios gastrointestinais. Escorbuto (Sangramento nas gengivas), hipocondria e depressão.

Vísceras, feijão, vegetais de folhas verdes escuras e as bactérias intestinais.

Frutas cítricas e folhas cruas.

A hipervitaminose pode favorecer os cálculos renais.

5.1.1 Classificação das vitaminas As vitaminas podem ser classificadas de acordo com a solubilidade. Assim, as vitaminas lipossolúveis, para serem absorvidas no organismo, necessitam de um meio com características lipídicas, enquanto as vitaminas hidrossolúveis necessitam de meios aquosos. Portanto, como indicado, as vitaminas podem ser classificadas em vitaminas hidrossolúveis e vitaminas lipossolúveis. 5.1.1.1 Vitaminas hidrossolúveis

As vitaminas hidrossolúveis são as vitaminas do complexo B, a vitamina C e a vitamina P. A principal característica química das moléculas das vitaminas hidrossolúveis deve-se à polaridade, o que lhes confere afinidade com moléculas de água. »»

Vitamina B: A Vitamina B representa um complexo vitamínico conhecido como complexo B. As vitaminas desse complexo atuam no tratamento de dermatites seborreica e descamativa, no metabolismo proteico, na regeneração de células sanguíneas, na prevenção da anemia e na proteção do sistema nervoso. A Tabela 5.2 apresenta algumas vitaminas do complexo B.

Vitaminas e Sais Minerais

Tabela 5.2 – Vitaminas do complexo B Vitamina

Características

Conhecida como tiamina, a vitamina do cérebro, atua na proteção do sistema nervoso central.

Também chamada de riboflavina ou lactoflavina, tem ação antirradicais livres e é regeneradora de mucosas, pele, unhas e cabelos. Sua carência no organismo pode provocar dermatites e descamações labiais. Nas formulações cosméticas é muito empregada em produtos aceleradores de bronzeamento, em razão de sua coloração amarelada e sua fácil absorção.

Encontrada em alimentos de origem vegetal, na forma de ácido nicotínico, e em alimentos de origem animal, na forma de nicotinamida, é conhecida como niacina, tem ação anti-inflamatória e antioxidante, agindo como regeneradora da pele, das unhas e dos cabelos.

Denominada ácido pantotênico, é encontrada em todas as células animais e vegetais, participando da formação dos tecidos. Possui ação bactericida e fungicida, atua na cicatrização da pele, previne e trata alergias e dermatites, conserva a umidade natural da epiderme e auxilia na redução do eritema solar. Na forma alcoólica, é conhecida como pantenol, exercendo ação protetora na pele e nos cabelos.

Conhecida como piridoxina, é responsável pela elasticidade do colágeno e sua deficiência pode causar dermatites e interrupção do crescimento. Atua no sistema imunológico e na prevenção do envelhecimento celular.

Conhecida como biotina, participa da formação dos tecidos, incluindo a pele. A biotina atua na epiderme, favorecendo a penetração das vitaminas do complexo B. Na pele, auxilia no processo de cicatrização e no tratamento de dermatites. Nos cabelos, prevenindo a queda e o embranquecimento dos fios.

A vitamina B9 é o ácido fólico. Participa da síntese de aminoácidos e do metabolismo celular. Atua na formação do DNA e do RNA e na formação das hemácias. Na pele, tem ação regeneradora, enquanto nos cabelos previne o embranquecimento dos cabelos.

B12

Conhecida como cobalamina e cianocobalamina, pois contém um átomo de cobalto. Atua no sistema nervoso, digestório e sanguíneo. Juntamente com a vitamina B9 (ácido fólico) participa da formação do DNA e do RNA, das hemácias e das células dos sistemas digestório e nervoso. A vitamina B12 é a vitamina do sangue, muito utilizada no tratamento de processos anêmicos. Na pele, atua como preventiva de doenças e do envelhecimento precoce.

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Vitamina C: A vitamina C, conhecida como ácido ascórbico, é uma vitamina hidrossolúvel, com destaque para sua capacidade antioxidante. A vitamina C atua no sistema imunológico, aumentando as defesas do organismo e prevenindo doenças degenerativas e câncer. Atua no processo de cicatrização dos tecidos e favorece a circulação e a oxigenação das células, prevenindo coágulos. Na pele, a vitamina C tem efeito clareador, regenerador celular e antirradical livre, além de ser indispensável para a formação do colágeno.

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Vitamina P: A vitamina P (rutina ou citrina) é caracterizada como a vitamina da permeabilidade. Esta vitamina é capaz de aumentar a absorção da vitamina C no organismo, melhorando a imunidade e combatendo os radicais livres. Outras características destacáveis é que a Vitamina P apresenta ação antibiótica, anti-inflamatória, anti-hemorrágica e protetora dos vasos sanguíneos.

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A Figura 5.1 apresenta alguns exemplos das fórmulas estruturais de vitaminas hidrossolúveis.

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Figura 5.1 – Exemplos de fórmulas estruturais de vitaminas hidrossolúveis.

5.1.1.2 Vitaminas lipossolúveis

As vitaminas A, D, E, F e K são classificadas como vitaminas lipossolúveis. A principal característica destas vitaminas é a sua propriedade apolar. Essa característica faz com que as vitaminas lipossolúveis tenham solubilidade eficiente apenas em meios solventes com semelhante propriedade, ou seja, também lipossolúvel. »»

Vitamina A:

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A vitamina A, conhecida como retinol, cuja fórmula estrutural está apresentada na Figura 5.2, é considerada a vitamina da pele por participar do processo de regeneração celular. Existem ainda os carotenos que são pró-vitamina A, ou seja, são compostos que se transformam em vitamina A, dentro do organismo humano.

Figura 5.2 – Fórmula estrutural da Vitamina A.

Vitaminas e Sais Minerais

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Vitamina D:

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A vitamina D, também conhecida como calciferol, e ilustrada na Figura 5.3, está diretamente relacionada com o teor de cálcio do corpo. Ela é produzida ou fixada no organismo humano por meio da ação da radiação ultravioleta. Age principalmente como um hormônio que mantém o teor de cálcio e fósforo no organismo, logo, é importante no crescimento e formação dos ossos. Está associada à utilização correta de energia, ao crescimento celular, ao funcionamento correto dos nervos e músculos. Na pele, a vitamina D tem ação regeneradora e cicatrizante, sendo normalmente associada às vitaminas A, C e E.

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Figura 5.3 – Fórmula estrutural da Vitamina D.

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Vitamina E: A Vitamina E, que pode ser chamada de tocoferol, tem ação antioxidante, sendo, por isso, empregada em larga escala na indústria de alimentos para conservação dos alimentos processados. &+ &+

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A Figura 5.4 ilustra a fórmula estrutural da vitamina E na sua forma alfa-tocoferol.

Figura 5.4 – Fórmula estrutura da molécula de tocoferol.

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Vitamina F: A vitamina F pertence ao grupo dos ácidos graxos essenciais. São considerados essenciais por não serem sintetizados no organismo, sendo sua aquisição por dieta ou via tópica. O ácido linoleico, ilustrado na Figura 5.5, é a vitamina F encontrada nos alimentos de origem vegetal e o ácido araquidônico é a vitamina F encontrada nos alimentos de origem animal. 2+

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Figura 5.5 – Fórmula estrutural do ácido linoleico.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

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Vitamina K: A vitamina K é conhecida como a vitamina da coagulação devido à sua forte ação anti-hemorrágica. Tem ação protetora nos vasos sanguíneos, prevenindo o ser humano contra as doenças causadas pelas gorduras saturadas. Pode ser reconhecida com nomes comomenaquinona, quando de origem animal; filoquinona, quando de origem vegetal, e menadiona, quando de origem sintética. 2 + & + & &+

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A Figura 5.6 representa a fórmula estrutural de um dos tipos da vitamina K.

Figura 5.6 – Fórmula estrutural da vitamina K.

Amplie seus conhecimentos Você sabe como as vitaminas são retiradas de alimentos naturais para serem inseridas em alimentos industrializados? Amplie seus conhecimentos respondendo a estas e outras questões sobre vitaminas lipossolúveis por meio da leitura do artigo Vitaminas lipossolúveis em alimentos — uma abordagem analítica, publicado no periódico Química Nova, da Sociedade Brasileira de Química, disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=s0100-40422004000100020&script=sci_arttext>. Esse material aborda, ainda, um modelo de técnicas de análise quantitativa aplicado às vitaminas lipossolúveis.

5.1.2 Função geral das vitaminas As vitaminas possuem diferentes formulações e funções de acordo com o seu tipo. Essas diferentes funções foram descritas na Tabela 5.1. Porém, é interessante destacar uma função geral característica das moléculas de vitamina: elas desempenham a função de catalisadores do organismo. São capazes de ativar a oxidação dos alimentos e as reações metabólicas, auxiliando a libertação e o uso da energia proveniente de alimentos que contêm proteínas e carboidratos. Pelo fato de as vitaminas serem imprescindíveis para algumas reações no organismo humano, pode-se considerar que estas atuam como coenzimas. Fique de olho! As vitaminas são micronutrientes, enquanto as proteínas e os carboidratos são macronutrientes. No entanto, independente das quantidades necessárias para o organismo, cada substância tem sua importância e sua relação dentro do corpo humano. Portanto, todas devem ser estudadas e compreendidas. Fique de olho, pois as proteínas e os carboidratos já foram discutidos em capítulos anteriores. Por isso, caso perceba que essas substâncias lhe passaram despercebidas, é sinal de que o conteúdo precisa ser revisto!

Vitaminas e Sais Minerais

5.1.3 Fonte alimentar Os alimentos são as principais fontes de vitaminas, por isso devem ser consumidos de modo equilibrado para garantir a variedade de vitaminas. Cada alimento pode apresentar alguma vitamina que se destaque, sendo por isso, conhecido como fonte da mesma. A Tabela 5.3 apresenta esta relação entre a vitamina e sua fonte alimentar. Tabela 5.3 – Vitaminas e suas fontes alimentares Vitamina

Fonte

Apenas alimentos de origem animal como peixes, leite e ovos.

Carnes, legumes, leguminosas, gérmen de trigo, nozes, castanhas, levedo de cerveja, farinhas integrais, flocos de aveia, alho e peixes.

Carnes, leite, legumes, leguminosas, gérmen de trigo, nozes, castanhas, levedo de cerveja, ovos, frutas, vegetais folhosos e vísceras como o fígado.

Carnes magras como frangos e peixes, frutas secas, arroz integral, cereais e levedo de cerveja.

Encontrada em todas as células animais e vegetais. Pode-se destacar carne bovina, frango, leite e derivados, abacate, batata doce, gema de ovo e lentilha.

Leite, ovos, carnes, legumes, leguminosas, cereais, frutas secas e levedo de cerveja.

Carnes vermelhas, peixes, leite, ovos, cereais, frutas secas e levedo de cerveja.

Vegetais como brócolis e couve, em leguminosas, cereais, gérmen de trigo, frutas secas, levedo de cerveja e fígado.

B12

Carnes vermelhas, peixes, leite e ovos.

Frutas cítricas, folhas verdes, cebola, brócolis, repolho, batata e em algumas flores como a rosa.

Óleos de fígado de peixe, peixes gordurosos como o salmão, e ainda pequenos teores na gema do ovo e no leite.

Verduras, ovos, amendoim, arroz integral e óleos de origem vegetal (milho, girassol, óleo de soja e azeite de oliva).

Origem vegetal: ácido linoléico; óleos vegetais: ácido linolênico e origem animal: ácido araquidônico.

Carnes, principalmente no fígado, e nos vegetais, principalmente espinafre e repolho.

Casca das frutas cítricas, pimentão (principalmente o vermelho e o amarelo) e as rosas.

Fonte: Matos, 2014.

É importante destacar que, independentemente da fonte, as vitaminas apresentam concentrações variadas. Esta variação é oriunda das próprias condições naturais sobre as quais o alimento se desenvolveu, ou ainda, por condições de processamento dos alimentos, como, por exemplo, fragmentação e cozimento.

5.2 Minerais Assim como as vitaminas, os minerais também são classificados como micronutrientes. Portanto, são compostos fundamentais para o organismo, mas este não é capaz de sintetizá-los. Desta forma, os minerais devem ser obtidos por meios externos, por exemplo, a alimentação. Deve-se destacar que esses micronutrientes não apresentam características energéticas, mas sim, uma variedade de funções como regulação do metabolismo ácido-base, regulação da atividade 68

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

enzimática, irritabilidade muscular e pressão osmótica, facilitadores da transferência de compostos pelas membranas celulares e composição de tecidos orgânicos e de outras substâncias como enzimas, hormônios e secreções.

5.2.1 Classificação dos minerais Os minerais podem ser classificados de acordo com suas quantidades necessárias ao organismo e também por sua função como agente eletrolítico. Assim, pode-se ter a classe de macroelementos, de microelementos, de elementos ultratraços e ainda, de eletrólitos. 5.2.1.1 Macroelementos

Os macroelementos são encontrados em maiores quantidades no organismo, como cálcio, cloro, enxofre, fósforo, magnésio, potássio e sódio. 5.2.1.2 Microelementos

Os microelementos, também conhecidos como oligoelementos, são encontrados em quantidades muito pequenas (do grego oligo, que significa muito pouco). Os principais são cobalto, cobre, crômio, estanho, ferro, flúor, iodo, manganês, molibdênio, níquel, selênio, silício, vanádio e zinco. Grandes fontes de oligoelementos são o plâncton marinho e as algas como Laminaria digitata, as rodofíceas Corallina officinalis e Chondrus crispus. 5.2.1.3 Elementos ultratraços

Os elementos ultratraços são necessários em teor muito reduzido, abaixo dos microelementos. Outro ponto a destacar é que na maioria dos casos, os elementos ultratraços não apresentam a sua função metabólica totalmente definida. O flúor representa um exemplo de elemento traço.

5.2.2 Minerais na alimentação Como citado anteriormente, o organismo não é capaz de sintetizar as substâncias classificadas como minerais. No entanto, como estas substâncias são fundamentais para o funcionamento do organismo humano, elas devem ser obtidas por outras fontes, das quais se destaca a alimentação. Embora apareçam cada vez mais fontes citando a presença de minerais, a obtenção de minerais por meio dos alimentos tradicionais e variados ainda é a fonte mais segura e indicada, considerando a saúde (exceto quando o indivíduo apresenta deficiência de algum mineral deve-se considerar a pos sibilidade de ingestão de doses artificiais concentradas e mesmo assim, orientado por um especialista). A ingestão deve ser controlada, exatamente porque o mineral é um micronutriente, ou seja, o organismo necessita de pequenas doses. Doses elevadas podem trazer danos ao usuário e, ainda, atrapalhar a absorção de outro nutriente pelo organismo. Ou seja, a dose alta de um micronutriente pode ser tão perigosa, ou às vezes até mais perigosa do que sua deficiência. Vitaminas e Sais Minerais

A Tabela 5.4 apresenta os principais exemplos de minerais com suas funções, fontes alimentares e danos à saúde decorrentes da deficiência e do excesso de seu consumo. Tabela 5.4 – Exemplos de minerais, funções, danos e fontes alimentares Mineral

Função Formação de ossos e dentes. Coagulação sanguínea.

Cálcio

Transformação de protombina em trombina. Responsável pela transmissão nervosa e regulação dos batimentos cardíacos.

Deficiência Deformidades ósseas: raquitismo, osteomalacia e osteoporose. Tetânia (espasmos musculares, e paralisia muscular).

Mineralização óssea e dos dentes.

Anormalidades neuromusculares, esqueléticas, hematológicas e renais.

Magnésio

Participa do metabolismo de carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). É antagonista ao cálcio na contração muscular (efeito relaxante).

Tremores, espasmos musculares, mudanças de personalidade, anorexia, náuseas e vômitos.

Sódio/Cloro e Potássio

Leite e derivados, Hipercalcemia

vegetais de folha verde-escura, sardinha, mariscos, ostras, soja e couve.

Hiponatremia, Hipocloremia e Hipocalemia.

Sem relatos

Carnes bovinas, aves, peixes e ovos; Leites e derivados; Nozes, leguminosas e cereais.

Sem relatos

Nozes, amêndoas, castanha-do-pará, aveia, amendoim, leguminosas, e cereais e folhas verdes-escura.

Ocorre principalmente por sódio, levando à hipertensão e a edemas.

Sódio: sal de cozinha e alimentos marítimos, além de enlatados e produtos curados e industrializados. Cloro: maioria do cloro da dieta provém do cloreto de sódio. Potássio: frutas e vegetais crus são boas fontes.

Enxofre

Formação de coágulo e transferência de energia.

Sem relatos

Ferro

Elemento estrutural do grupo heme dos glóbulos vermelhos do sangue. Desempenha papel importante em processos metabólicos de DNA, RNA e neurotransmissores.

Palidez, fadiga, falta de ar a pequenos esforços. Anemia ferropriva.

Cefaleia, convulsões

Cobre

Atua no sistema imunológico, sendo indispensável para a maturação dos leucócitos. Responsável por mobilizar o ferro para a síntese de hemoglobina, hormônios e formação dos tecidos conjuntivos.

Fontes

Hipertensão.

Fósforo

Fazem parte de todos os líquidos corporais, por isso estão estritamente relacionados entre si. O sódio e o cloro são elementos primariamente extracelulares, enquanto o potássio é um elemento principalmente intracelular.

Excesso

Anemia macrocítica. Diminuição do número de leucócitos. Desmineralização óssea.

vômito e náuseas.

Náuseas, vômitos, diarreia e hemorragias.

Carne bovina, aves, peixes, ovos, feijão seco, brócolis e couve-flor. Carne bovina, vísceras, leguminosas e hortaliças e folha verde-escura.

Fígado, moluscos, ostras, grãos integrais, leguminosas, aves e nozes.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Mineral

Função

Deficiência

Iodo

Presente nos hormônios fabricados pela glândula tireoide, T3, T4 e TSH. É essencial no controle do metabolismo humano, bem como funcionamento normal do cérebro.

Bócio, cretinismo (deficiência mental e surdo-mudez).

Selênio

Importante na produção de enzimas para impedir a formação de radicais livres. Age conjuntamente com a vitamina E com a função antioxidante.

Excesso

Fontes

Podem ocorrer irregularidades na glândula tireoide.

Peixes, frutos do mar, além do sal de cozinha.

Aumento do colesterol. Propensão ao desenvolvimento de câncer.

Sem relatos

Castanha do Pará, aipo, alho, cebola, pepino, repolho, brócolis, cereais integrais, frutos do mar, leite e ovo.

Zinco

Essencial para a formação de enzimas, defesa imunológica, além de ser indispensável para o crescimento.

Retardo no crescimento. Atraso na maturação sexual. Baixa resistência a infecções. Paladar alterado. Cicatrização prejudicada. Irritabilidade. Depressão.

Náuseas, vômitos, dor epigástrica, diarreia e tonturas.

Carne bovina, aves, frutos do mar, vísceras, grãos integrais, castanhas, legumes e cereais.

Flúor

Essencial para o fortalecimento e resistência do esmalte do dente.

Cárie dental.

Manchas no esmalte do dente.

Água potável, chá, café, arroz, espinafre, alface.

Manganês

Ativador de enzimas, Participa no processo de crescimento e reprodução além de ser importante nos tecidos conjuntivo e ósseo.

Anomalias esqueléticas e ataxia (perda de coordenação motora).

Sem relatos

Grãos integrais, leguminosas, nozes, chá, hortaliças e frutas.

Cromo

Participa da síntese de ácidos graxos e colesterol no fígado, importante no metabolismo da glicose, já que ativa a insulina.

Hiperglicemia e glicosúria

Sem relatos

Fígado, grão integrais, nozes, queijos e frutos do mar.

5.2.2.1 Influências na absorção

Os micronutrientes apresentam muitas influências em sua absorção no organismo. Dentre as influências, uma que se destaca é a dependência que um mineral tem em relação ao outro para que determinada espécie seja absorvida. Por exemplo, considerando zinco é possível verificar sua relação de influência com o cobre e o ferro. Observa-se que a suplementação com ferro interfere na absorção do zinco, da mesma forma que o consumo em excesso de zinco pode minimizar a absorção de cobre.

Vamos recapitular? O Capítulo 5 abordou sobre as vitaminas e os sais minerais. O leitor pode compreender a importância desses micronutrientes na alimentação e quais suas fontes alimentares. As classificações para estes compostos também foram discutidas neste capítulo, possibilitando assim, estudos específicos para o leitor ampliar seus conhecimentos.

Vitaminas e Sais Minerais

Agora é com você! 1) Defina as vitaminas e escreva três exemplos dessas substâncias e suas possíveis fontes. 2) Como as vitaminas podem ser classificadas? 3) As vitaminas são importantes nutrientes que devem ser ingeridos em quantidades reduzidas para garantir os benefícios almejados. Considerando a importância das vitaminas, comente os benefícios da vitamina C. 4) Explique a classificação utilizada para os minerais. 5) O organismo humano não produz os minerais. No entanto, muitos minerais são fundamentais para a manutenção da vida, de forma que eles devem ser ingeridos para suprir esta dependência. Considerando a alimentação como fonte de minerais, anote em seu caderno duas fontes alimentares para o cálcio, para o selênio e para o zinco. 6) Os minerais necessários para o funcionamento do organismo são micronutrientes que, muitas vezes, possuem sua ingestão ignorada. Ou seja, a minoria da população lembra de observar se a alimentação está sendo suficiente para oferecer os minerais necessários à sua saúde. No entanto, a presença dos minerais nos alimentos não deveria ser ignorada, visto que estes minerais podem interagir com outras substâncias dentro do organismo de forma desejada ou até mesmo indesejada. Considerando essa possibilidade de interação entre os minerais e outros compostos dentro do organismo, pesquise um artigo científico que tenha abordado tal discussão.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

6 Alimentos de Origem Animal

Para começar Este capítulo tem por objetivo definir os conceitos básicos da bioquímica dos alimentos de origem animal. Sejam carnes, ovos, leite e seus derivados, todos são formados por compostos químicos que lhes conferem propriedades diversas, fazendo-os sofrer muitas vezes reações indesejadas. A compreensão das características básicas desses alimentos permite o entendimento dos processos envolvidos e até mesmo o desenvolvimento de projetos que visam melhorar sua qualidade.

6.1 Ovos 6HUJL\ .X]PLQ 6KXWWHUVWRFN FRP

O ovo é um corpo unicelular, formado no ovário ou oviduto. Compõe-se de protoplasma, vesículas germinativas e envoltórios, e contém os nutrientes essenciais pra nutrir o gérmen da respectiva espécie (CAMARGO, 2005). O ovo de galinha é o mais empregado no Brasil e no mundo, entretanto, existem ovos de outras espécies.

6.1.1 Composição química O ovo de galinha é o mais usado na alimentação humana. Ele pesa aproximadamente 50g, sendo que 35g que correspondem à clara, 4g de proteína e vitamina B2,

Figura 6.1 – Ovo de galinha cru e suas características físicas externas e internas.

15g correspondem à gema, 6g são gordura e 2g proteínas e vitaminas A, D, E, K e B, além de cálcio, ferro e enxofre (PHILIPPI, 2006).

6.1.2 Estrutura do ovo O ovo fresco possui clara espessa, gema redonda e fixa em seu centro, e membranas interna e externa aderidas à casca. A casca é constituída por uma armação de substância orgânica (escleroproteína e colágeno) e minerais (carbonato de cálcio e de magnésio). Por ser porosa, a casca promove a troca de ar da parte interna com o exterior. Tabela 6.1 – Características dos ovos Ovo novo

Ovo velho

Casca

Fosca e áspera (devido à mucosa protetora).

Lisa e brilhante.

Gema

Abaulada, bem centralizada e toda coberta por clara espessa.

Achatada, separada da clara, descoberta.

Clara

Espessa, pouca clara fluída.

Fluída, líquida, aguada, rala.

Em água

Afunda diretamente.

Boia (aumento da câmara de ar).

Câmara de ar

Pequena.

Grande.

Fonte: Ornellas, 2007.

6.1.3 Propriedade do ovo De acordo com Philippi (2012), as propriedades do ovo e suas ações se dividem conforme apresentado a seguir. 6.1.3.1 Clara

Quanto à estrutura, a clara pode ser dividida em duas partes: clara fluída e clara espessa. A espessa, ou saco albuminoso, está ligada a cada extremidade do ovo aderindo-se à casca, é quase a totalidade da clara. A clara do ovo está constituída de albumina, que é solúvel na água, conalbumina, ovoglobulina e ovomucoide. Na gema encontra-se ovovitelina, que é uma fosfoproteína, que combina com a lecitina formando as lecitoproteínas responsáveis por muitas reações características da gema durante a cocção. A Clara em neve

»»

Dá esponjosidade e leveza à preparação;

»»

Durante o batimento, a albumina é desnaturada, desdobrando-se e suas cadeias polipeptídicas distendem-se englobando o ar;

»»

O batimento excessivo incorpora muito ar, distendendo demais a proteína, tornando-a fina e menos elástica;

»»

A elasticidade é necessária principalmente nas preparações que serão assadas para facilitar a saída de ar sem romper as bolhas antes de coagular as proteínas;

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

O açúcar na clara aumenta a firmeza, dá maior elasticidade e diminui o volume; Já os ácidos (vinagre, sumo de limão ou cremor de tártaro) dão maior firmeza, aumentam a elasticidade e aumentam também o volume; O sal na clara mantém melhor o volume, aumenta a firmeza e diminui a elasticidade; A gordura retarda a formação da espuma. 6.1.3.2 Gema

A gema é formada de camadas alternadas e diferenciadas quanto à coloração, uma vez que esta é influenciada pela alimentação da galinha. Sua posição é mantida pela calaza (membrana parecida com barbantes, que a ligam a cada um dos polos do ovo) e sua centralização caracteriza o ovo novo. O ovo é usado para revestimento de certas preparações como o bife à milanesa, croquetes etc., devido à propriedade coagulante, retendo a forma que se deseja dar ao alimento. O ovo é usado em preparações que levam leite e farinha de trigo ou outra farinha, servindo de elemento de união. »»

Em alta temperatura, possui ação espessante: muda a consistência de líquida ou semilíquida para gelatinosa e espessa.

»»

Ligação e firmeza: revestimento das preparações, mantém a forma desejada, como, por exemplo, milanesa e dorê.

»»

Emulsão: a gema apresenta a propriedade de poder incorporar a gordura com os outros líquidos, formando algo estável, como, por exemplo, a maionese.

Amplie seus conhecimentos Para evitar que se forme uma camada escura – sulfito de ferro (ferro + enxofre) – entre a clara e a gema no ovo cozido, deve-se esfriá-lo rapidamente em água corrente, depois de cozido ou cozinhá-lo somente o tempo necessário. O ovo gelado não deve ser colocado em ebulição, pois ocorrerá a ruptura da casca. Aprenda mais sobre estas técnicas alimentares no material de referência elaborado por Sabrina Carvalho Bastos e Sandra Bragança Coelho, intitulado Guia de Estudos Técnica Dietética I, disponível em: <http://projetotics.cead.ufla.br/arquivos/ dca/tecnica_dietetica_i/01-guias/Guia%20de%20estudos%20T%C3%A9cnica%20Diet%C3%A9tica.docx>

6.2 Leite e derivados O leite é o produto da secreção da glândula mamária dos mamíferos. Quanto ao aspecto de saúde pública, ele pode ser denominado como o produto íntegro da ordenha total, de uma ou mais vacas sadias, bem alimentadas, descansadas, devendo ser recolhido em condições higiênicas. O leite mais usado na alimentação humana é o leite de vaca, seguindo-se do leite de cabra (PHILIPPI, 2006).

6.2.1 Características da composição O leite é um líquido que contém aproximadamente 87% de água. É também constituído por uma mistura de várias substâncias: lactose e minerais em solução; proteínas em forma coloidal

Alimentos de Origem Animal

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(estando a caseína dispersa e albumina e globulina em solução); gorduras em forma de emulsão, também dispersa no líquido; vitaminas e gases também em solução. A cor esbranquiçada do leite deve-se à caseína e aos fosfatos de cálcio. O tom verde-amarelo do soro deve-se à lactoflavina (vitamina B2) e a cor amarela da manteiga ao caroteno (pró-vitamina A) (JAPUR, 2012).

Figura 6.2 – O leite e alguns de seus derivados.

O sabor do leite cru modifica-se pela fervura, porque a globulina e lactato de albumina, coagulados, aderem ao fundo da panela, podendo queimar-se; a lactose pode caramelizar-se pelo calor excessivo; os gases, que muito favorecem o sabor; se perdem e, pela evaporação da água, concentram-se os demais elementos. Por outro lado, a fervura destrói certas enzimas que podem alterar o sabor do leite (a lipase ao desdobrar a gordura produz gosto amargo) (JAPUR, 2012). O leite cru coagula-se facilmente pelo aquecimento quando seu pH é 4,6 a 4,8 (muito ácido).

6.2.2 Derivados do leite São substâncias isoladas do leite e usadas separadamente, com valor calórico correspondente à sua concentração (PHILIPPI, 2006). 6.2.2.1 Creme de leite

É o produto obtido pelo desnate do leite, realizado por processo natural ou artificial, rico em gordura e com menor quantidade de água. É empregado como elemento gorduroso em várias preparações, como sopas, molhos, pratos de aves e peixes. Também usado em sobremesas com frutas, doces, sorvetes etc.

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6.2.2.2 Manteiga

É obtida batendo-se o creme de leite de forma contínua. A maneira de bater o creme de leite para obter manteiga não é incorporando ar e sim, simplesmente, procurando juntar os glóbulos de gordura, que, reunidos na manteiga, formam uma estrutura semelhante a uma rede que retém, nos espaços, restos de soro. Quanto ao valor nutritivo, possui elevada concentração de matéria gorda e contém muito pouco dos outros componentes do leite. É empregada largamente em preparações culinárias. Decompõem-se com facilidade quando a temperatura de cocção (calor seco) excede a 120 ºC. Daí o inconveniente de usá-la em fritura, pois se produz facilmente a acroleína, produto de decomposição de glicerina, que é nociva ao aparelho digestivo. 6.2.2.3 Iogurte

Leite fermentado, natural ou artificialmente, por meio de uma cultura de fermentos lácteos (Lactobacilus bulgaricus e Streptococcus termophilus), a uma temperatura de aproximadamente 45 °C, mantendo o leite sob incubação. Deve ser conservado sob refrigeração e, depois de aberto, consumido em até 24 horas. 6.2.2.4 Queijos

É um produto concentrado dos sólidos do leite, principalmente da caseína e da gordura. Existe uma grande variedade de queijos cuja diferença deve-se ao método de fabricação: teor de gordura inicial do leite (o queijo mais gordo é mais duro e o magro mais mole) e adição de ingredientes. Pode ser elaborado com leite de diferentes animais (cabra, ovelha, búfala), entretanto, o de vaca é o mais habitualmente empregado. Os queijos dividem-se em quatro grupos, de acordo com a quantidade de umidade presente na massa: »»

Moles: requeijão e o queijo cremoso. Alguns com brie e camembert formam uma casca fina e com o tempo vão endurecendo e concentrando o sabor.

»»

Semimoles: são o de consistência intermediária, como o mussarela e o roquefort. Alguns apresentam veios de mofos azulados ou esverdeados, provocados por um processo especial de fabricação que confere sabor e odor peculiares.

»»

Duros: edam, cheddar e o gruyère. Caracterizam-se pelos buracos, chamados “olhos”, que se formam por ação de bactérias introduzidas no coalho e que produzem bolhas de ar que se transformam em buracos visíveis ao cortar o queijo.

»»

Muito duros: são queijos envelhecidos durante muito tempo, como o parmesão.

6.2.3 Métodos de avaliação da qualidade higiênico-sanitária do leite O direito do consumidor em adquirir um produto digno de confiança é considerado uma conquista do cidadão. Neste item, abordam-se os cuidados com a matéria-prima, desde a fonte de produção e o caminho por ela percorrido até a plataforma de recepção da indústria. Nesta ocasião, algumas análises obrigatórias são feitas para avaliação da qualidade higiênico-sanitária do leite, tais como a acidez, prova do álcool-alizarol, prova de redutase do azul de metileno e outras complementares, como a contagem total de bactérias.

Alimentos de Origem Animal

6.2.3.1 Acidez do leite

Ao ser ordenhado, o leite não apresenta nenhuma fermentação. Depois de algum tempo, com a ação da temperatura e a perda dos inibidores naturais, o leite passa a produzir um tipo de fermento que é medido pela acidez. Portanto, é atribuída à acidez a perda do leite do produtor nas usinas, quando a fermentação produzida ultrapassa 1,8 gramas por litro de leite. 6.2.3.2 Prova do álcool-alizarol

Essa análise não mede exatamente a acidez do leite, mas sim, verifica sua tendência a coagular. O leite que coagula nesta prova não resiste ao calor, portanto, não pode ser misturado aos demais. 6.2.3.3 Teste de redutase do azul de metileno (TRAM)

Nesta prova, avalia-se a atividade das bactérias presentes no leite por meio de um corante. Quanto mais rápido for o tempo de descoloração do corante de azul para branco, maior é o numero de microrganismos existentes. No Brasil, o leite é aceito quando a descoloração ocorre a partir de duas horas e trinta minutos. Este teste classifica o leite brasileiro nos tipos A, B e C. 6.2.3.4 Contagem total de bactérias

É um método mais preciso que determina, com precisão, o número de bactérias existentes no leite. Para o leite tipo C, mais comumente produzido no Brasil, é utilizado como um controle complementar da qualidade do leite. 6.2.3.5 Recomendações práticas

A qualidade do leite cru está relacionada ao número inicial de bactérias no úbere do animal e no ambiente externo, no ato da ordenha. Um leite é de boa qualidade quando, ao sair do úbere do animal, contém aproximadamente de 1.500 a 2.500 bactérias por cm3. Portanto, para que o leite atenda às exigências higiênico-sanitárias, algumas práticas têm que ser observadas, levando em consideração o animal, o material de coleta, que entra em contato diretamente com o leite, o ambiente geral e o ordenhador. 6.2.3.6 O leite colostro

Após o parto, durante oito a dez dias, a vaca secreta um líquido de cor amarelada, de sabor ácido e densidade alta, que coagula ao ser fervido e na prova do álcool-alizarol. É o leite colostro, que deve ser utilizado apenas pela cria, por conter substâncias essenciais à saúde e favorecer a eliminação das primeiras fezes. Este tipo de leite não deve ser misturado ao leite normal, por ser de fácil deterioração. »»

Primeiros jatos de leite: É importante a dispensa dos primeiros três ou quatro jatos de leite, pois à noite, ao deitar-se, o animal encosta as tetas no solo, possibilitando que microrganismos penetrem pelos canais das tetas. Contudo, se o bezerro mama antes da ordenha, ele já executa esta tarefa. Adicionalmente, é necessário fazer a limpeza das tetas dos animais com um pano úmido, para a retirada da espuma contaminada deixada pelo bezerro.

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»»

Esgotamento total do leite: A ordenha termina com o esgotamento completo de todo o leite do úbere, cuidado essencial para a conservação deste órgão e o bom aproveitamento da gordura, que começa diluída no início da ordenha e vai engrossando, progressivamente, até o final.

»»

Cuidados com o leite após a ordenha: Ao sair do úbere do animal, o leite está na temperatura ideal para a proliferação de bactérias. À medida que o leite for sendo ordenhado, deve ser filtrado em coadores próprios de tela fina. Na região, a prática mais comum de conservação do leite, antes do transporte à usina de beneficiamento, é mantê-lo, sob um abrigo rústico para proteger do sol. No entanto, o resfriamento à temperatura de 4 ºC a 7 ºC, em um espaço de tempo de duas horas, é o procedimento mais eficaz para sua conservação.

Amplie seus conhecimentos Obtenha mais conhecimentos sobre os tipos de leite e as concentrações de gorduras por meio da leitura do material elaborado pelo professor Ernani Porto, da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, da USP, e disponível no site da instituição, por meio do link: <http://www.esalq.usp.br/departamentos/lan/pdf/tipos_leite.doc>.

6.3 Carnes

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É o conjunto de tecidos, de cor e consistência características, que recobre o esqueleto dos animais. Um corte de carne apresenta tecido muscular, tecido conjuntivo, gordura e, às vezes, ossos. Os principais tipos de carne são: carne bovina, de porco, de carneiro, de aves, de cabrito, de pescado e de caça (JAPUR, 2012).

Figura 6.3 – Corte de carne bovina crua.

6.3.1 Estrutura das carnes De acordo com Ornellas (2007) e Japur (2012), as estruturas da carne bovina são as seguintes: »»

Tecido Muscular: constituído por fibras, que se reúnem em feixes, ligadas por tecido conjuntivo. Muitos feixes e fibras constituem o músculo, que envolvido por tecido conjuntivo

Alimentos de Origem Animal

se liga aos ossos por meio dos tendões. A textura da carne é determinada pelo tipo de fibra, tamanho dos feixes e quantidade de tecido conjuntivo. Ex: animal velho, fêmea etc. »»

Dois são os pigmentos responsáveis pela coloração da carne: a mioglobina dos músculos e a hemoglobina do sangue. Em presença do oxigênio, a hemoglobina forma a oxiemoglobina de cor vermelha brilhante.

»»

Tecido conjuntivo: é o que forma a parede das fibras musculares, os feixes e todo o músculo. Sua função é de sustentar a musculatura e é formado por duas proteínas: colágeno e elastina, que quando submetidos ao calor úmido se transforma em gelatina, desprendendo as fibras.

»»

Ossos e cartilagem: em animais novos, os ossos são elásticos e róseos, tendo maior quantidade de cartilagem macia e flexível. O animal velho tem ossos quebradiços, duros e brancos, cartilagem menor e mais dura.

»»

Tecido adiposo: constituído fundamentalmente de gordura, cuja consistência varia de animal para animal e localização em tecido subcutâneo ou acolchoando vísceras.

6.3.2 Alteração da textura das carnes Ornellas (2007), relata as seguintes alterações da Textura da Carne: 1) Rigor Mortis: após o abate, ocorre a rigidez cadavérica, que é o enrijecimento das fibras musculares, e a carne torna-se dura e rija. Este estado é temporário e a maciez retorna após determinado tempo. A habilidade de contrair e relaxar característica do músculo vivo é perdida quando o músculo é convertido em carne (após o abate do animal). Rigor mortis é a formação do complexo actomiosina com rigidez do tecido. 2) Maturação: é um processo de amaciamento realizado nos frigoríficos, nos quais a carne permanece em condições especiais de temperatura e umidade que confere maciez e res salta o sabor das carnes. 3) Amaciamento: técnicas químicas e mecânicas utilizadas em corte mais duros: a) Vinha d’alhos: temperos diversos adicionados de vinagre ou vinho, cuja ação ácida amacia as fibras da carne. b) Amaciador de carne: é um aparelho com uma série de lâminas que se entrecruzam e ao passar o bife, elas seccionam as fibras da carne. c) Enzimas: a papaína do mamão e a bromelina do abacaxi são enzimas proteolíticas usadas para amaciar carnes (assunto relatado na ação enzimática das proteases do Capítulo 1).

6.3.3 Ação da cocção nas carnes O objetivo da cocção das carnes é destruir microrganismos patogênicos, coagular as proteínas, abrandar o tecido conjuntivo e desenvolver o sabor. As modificações da carne durante a cocção são citadas por Ornellas (2007): »»

Coagulação das proteínas (crosta que impede a perda de sucos);

»»

Alteração da cor;

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»»

Transformação do colágeno em gelatina (calor úmido);

»»

Encolhimento das fibras;

»»

Goteio (perda de sucos, extrato e vitaminas – calor seco);

»»

Fusão da gordura;

»»

Destruição dos microrganismos;

A perda de suco e gordura resulta em redução de peso, tamanho, modifica a maciez, suculência, sabor e aparência da carne. 6.3.3.1 Cocção de carnes por calor seco

Nesse método, devem ser usadas carnes macias, que apresentam pouco tecido conjuntivo. Ocorre quando bifes são submetidos a altas temperaturas, que produzem coagulação superficial das proteínas, formando uma crosta que impede a perda de suco interno, ressaltando o sabor. Já as preparações de forno, como a carne assada, devem ser colocadas inicialmente em temperatura branda para que a retração das fibras se faça lentamente, diminuindo o gotejo que torna a carne seca, além de reduzir muito seu volume e provocar menor rendimento. Quando já cozida, aumenta-se a temperatura para se obter o dourado final. Para se evitar seu ressecamento, é recomendável cobrir a carne com papel alumínio, e fazer regas constantes com líquido gorduroso. A temperatura inicial recomendada é de 120 ºC.

6.4 Aves

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A carne das aves se assemelha à dos outros tipos de carne bovina, suína ou peixes em sua composição e valor nutritivo. As aves novas são mais tenras, pois têm menos tecido conjuntivo e menos gordura, tornando-as de digestão fácil (CAMARGO, 2005).

Figura 6.4 – Frango cru e depenado.

Alimentos de Origem Animal

6.4.1 Ação da cocção nas aves Os princípios básicos para o cozimento das aves são exatamente os mesmos para a carne bovina: não devem ser preparadas em temperatura alta, já que provoca o endurecimento e encolhimento das fibras, bem como perda dos sucos naturais. É conveniente cozinhar as aves em temperatura baixa ou moderada para que asse uniformemente. As aves devem ser cozidas de acordo com sua maciez, determinado pela idade da galinha e quantidade de gordura. As aves tenras podem ser cozidas em calor seco, enquanto carnes mais duras em calor úmido. Aves novas e gordas, cuja carne é tenra, são próprias para grelhar, fritar ou assar no forno. Aves adultas são muito duras, boas para canjas, ensopados etc. (ORNELLAS, 2007).

6.5 Pescado

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É o animal aquático obtido de água doce ou salgada por diferentes processos de captura ou pesca para fins alimentares. Deles se utiliza principalmente a carne, ovas e ovos e preparam-se derivados. Denomina-se pescado a carne de peixe, moluscos e crustáceos (CAMARGO, 2005).

Figura 6.5 – Exemplos de peixes e crustáceos.

Classificação dos pescados de acordo com Philippi (2006): a) Peixe: são de mais fácil digestão do que os outros tipos de carne, pois têm menos tecido conjuntivo. Encontram-se muitas variedades de peixes de água doce, de água salgada, espécies magras, gordas etc. Peixes magros (4% de gordura): dourado, linguado, pescadinha, bacalhau, robalo, carpa, truta, esturjão, espada, bonito, badejo, namorado etc. Peixes gordos (6 a 15% de gordura): salmão, atum, sardinha, arenque, pirarucu, tainha, merluza. 82

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b) Moluscos: são animais aquáticos invertebrados, geralmente recobertos por conchas. Algumas espécies vivem em água, outras em água e terra e outras só em terra. Por exemplo: ostras, mexilhão, lula, scargot (caracol), marisco e polvo. Têm valor semelhante à carne de peixe magro. c) Crustáceos: são animais com uma crosta protetora, como, por exemplo, lagosta, camarão, caranguejo, siri. São comparáveis aos peixes gordos. d) Outros: rã, tartaruga. Fique de olho! A seleção de pescados deve ser realizada da seguinte forma: »» Peixe fresco Carne: firme, elástica e resistente à pressão dos dedos, branca-rosada com reflexo madrepérola. Cauda: firme na direção do corpo. Cheiro: característico (planta aquática). Olhos: salientes e brilhantes. Guelras: vermelhas e com cheiro de fresco. Escamas: aderentes à pele. Pele: brilhante, úmida, sem untuosidade. Ventre: não deve estar abaulado. »» Ostras frescas Conchas: duras, bem ajustadas e quando comprimidas não provocam nenhum som. Carne: sólida, de cor clara (cinza) e brilhante. Cheiro: característico e agradável, nunca acre ou ácido. »» Camarões Frescos Carne: firme, de cor branca acinzentada, tornando-se rosada quando cozida. Cheiro e Gosto: característico. Lagosta, siri e caranguejo frescos: a lagosta, sempre que possível, deve ser adquirida ainda viva, devendo ser cozida também viva, o que faz com que sua cauda se encurve para baixo do corpo. Lagostas frigoríficas devem apresentar cauda para baixo, pois estando em sentido horizontal indica que foi cozida depois de morta. Siris e caranguejos também devem estar vivos até a hora da cocção, na qual adquirem a cor vermelha.

Vamos recapitular? Foram descritos neste capítulo, os principais alimentos de origem animal, e detalhados de forma breve, por meio de suas características bioquímicas e informações úteis para os métodos de preparo (cocção).

Alimentos de Origem Animal

Agora é com você! 1) Relate sobre as características da bioquímica da gema do ovo. 2) Escreva sobre a química da formação do leite. 3) Explique a ação dos ingredientes na formação da clara em neve. 4) Explique, por meio de pesquisas, outra forma da formação de sulfeto de enxofre nos ovos. 5) Explique sobre os pigmentos responsáveis pela formação da coloração da carne. 6) Qual é a característica bioquímica que ocorre na ação do Rigor Mortis.

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7 Alimentos de Origem Vegetal

Para começar Este capítulo tem por objetivo definir os conceitos básicos da bioquímica dos alimentos de origem vegetal. Sejam hortaliças, frutas, leguminosas, cereais, açúcares ou gorduras, todos são formados por compostos químicos que lhes conferem propriedades diversas, fazendo-os sofrer muitas vezes reações indesejadas. A compreensão das características básicas desses alimentos permite o entendimento dos processos envolvidos e o desenvolvimento de projetos que visam melhorar sua qualidade.

7.1 Hortaliças As hortaliças são vegetais cultivados em horta representados pelas partes comestíveis de plantas, como demonstradas na Figura 7.1. Serg64/Shutterstock.com

Ultimamente, são muito comuns as hortaliças conservadas na forma de enlatados, desidratadas, congeladas, picles e fécula ou farinha.

7.1.1 Classificação botânica As hortaliças são classificadas por Japur (2012), segundo suas partes comestíveis, em folhas, sementes,

Figura 7.1 – Exemplos de hortaliças frescas.

raízes, tubérculos, bulbos, flores e caules. A Tabela 7.1 contém exemplos de hortaliças segundo a classificação botânica. Tabela 7.1 – Exemplos de hortaliças segundo a classificação botânica Classificação botânica

Exemplos de hortaliças

Folhas

Alface, agrião, acelga, almeirão, escarola, mostarda, couve, repolho, rúcula, endívia, chicória, espinafre, radichio, couve de bruxelas.

Sementes

Ervilha fresca, broto de feijão.

Raízes e tubérculos

Cenoura, beterraba, nabo, rabanete, mandioquinha salsa (batata baroa), batata, batata doce, mandioca, inhame, cará.

Bulbos

Alho, cebola, alho poró, cebolinha.

Flores

Brócolis, couve-flor, alcachofra.

Caules

Aspargo, palmito, aipo (salsão), broto de bambu.

Frutos

Tomate, abobrinha, pepino, abóbora, pimentão, quiabo, chuchu, berinjela, entre outros.

7.1.2 Perdas nutricionais Ornellas (2007) cita as perdas de nutrientes nas hortaliças. Segundo o autor ao descascar e picar pode-se provocar o rompimento de células e a oxidação enzimática da hortaliça. Enquanto o calor úmido, principalmente em grande volume de água, gera maior dissolução de nutrientes. Nota-se ainda que as altas temperaturas, sob alta pressão e longo tempo, pode provocar a destruição da celulose. Por isso muitas vezes indica-se a cocção em água fria e depois iniciar o processo de cozimento com a água já em ebulição. Fique de olho! As reações enzimáticas são processos que ocorrem nos alimentos caracterizando principalmente alterações sensoriais. Em alimentos de origem vegetal, é indicado método de branqueamento para inativação da ação destas enzimas, além de conservação e manutenção desses alimentos por mais tempo.

7.1.3 Influências do pH O potencial hidrogeniônico, conhecido como pH, tem grande influência no tempo de cocção. Enquanto o pH ácido enrijece a celulose, ocasionando maior tempo de cocção, o pH alcalino amolece a celulose e, dependendo da concentração, desfaz a estrutura do vegetal. O pH tem influência sobre o comportamento da pigmentação, como pode ser observado na Tabela 7.2. Tabela 7.2 – Influência do pH na pigmentação das hortaliças Pigmento

Cor

Solubilidade em água

Ácido

Álcali

Cocção prolongada

Clorofila

Verde

Pouco solúvel

Verde

Verde “opaco”

Caroteno

Alaranjado

Insolúvel

−

Escurecimento

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Pigmento

Cor

Solubilidade em ĂĄgua

Ă cido

Ă lcali

CocĂ§ĂŁo prolongada

Xantofila

Amarela

Pouco solĂşvel

â&#x2C6;&#x2019;

Escurecimento

Licopeno

Vermelho

InsolĂşvel

â&#x2C6;&#x2019;

Escurecimento

Antocianina

Vermelho

Muito solĂşvel

Vermelho

Torna-se roxo

â&#x2C6;&#x2019;

Flavinas

Branco-amareladas

SolĂşveis

Brancas

Amareladas

Escurecimento

Taninos

Incolor

InsolĂşvel

â&#x2C6;&#x2019;

Escurecimento

Anula

Fonte: Ornellas, 2007.

7.2 Frutas As frutas sĂŁo frutos de certas plantas, de natureza polposa, aroma prĂłprio, com teor de aĂ§Ăşcares, sabor agradĂĄvel, ricas em sucos, compostas por 85% de ĂĄgua, ricas em vitaminas e minerais (ORNELLAS, 2007). De acordo com Japur (2012), as frutas sĂŁo constituĂdas por celulose, prĂł-pectina, pectina e ĂĄcido pĂŠctico. Podem ser agrupadas em cĂtricas, nĂŁo cĂtricas, oleaginosas ou outras.

7.2.1 Armazenamento Devem-se tomar certos cuidados com o armazenamento das frutas, uma vez que sĂŁo alimentos sensĂveis. Quando se tratar de frutas cruas, deve-se evitar o desperdĂcio, retirando a casca fina, retardar ou impedir a oxidaĂ§ĂŁo (escurecimento), utilizando suco de laranja ou aĂ§Ăşcar, alĂŠm de evitar cortes pequenos (ORNELLAS, 2007). O escurecimento ocorre devido Ă oxidaĂ§ĂŁo dos compostos fenĂłlicos presentes nos frutos. Estes compostos sĂŁo oxidados na presenĂ§a de enzimas e do oxigĂŞnio do ar atmosfĂŠrico, gerando quinonas. As quinonas podem sofrer polimerizaĂ§ĂŁo, formando pigmentos escuros e insolĂşveis, conhecidos como melaninas. Frutas cozidas tambĂŠm necessitam de cuidados no armazenamento, visto que o aĂ§Ăşcar endurece o tecido, como ocorre, por exemplo, no purĂŞ. Portanto, a cocĂ§ĂŁo deve ser indicada somente em ocasiĂľes especiais (safra ou problemas de digestĂŁo). Amplie seus conhecimentos VocĂŞ sabia por que a adiĂ§ĂŁo de suco de laranja ou suco de limĂŁo na maĂ§ĂŁ picada retarda seu escurecimento? &+ 2+ +2

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Figura 7.2 â&#x20AC;&#x201C; ReaĂ§ĂŁo de oxidaĂ§ĂŁo do ĂĄcido ascĂłrbico, formando o ĂĄcido dehidroascĂłrbico. O ĂĄcido ascĂłrbico presente nesses sucos se oxida, formando o ĂĄcido dehidroascĂłrbico, como representado na Figura 7.2. Assim, a maĂ§ĂŁ ficarĂĄ protegida dessa reaĂ§ĂŁo de oxidaĂ§ĂŁo. AlĂŠm disso, o ĂĄcido por possuir pH abaixo de 4, provoca a reduĂ§ĂŁo do pH do tecido vegetal. Isto provocarĂĄ a reduĂ§ĂŁo da velocidade de escurecimento, devido Ă reduĂ§ĂŁo da atividade enzimĂĄtica. Amplie seus conhecimentos lendo mais sobre a inibiĂ§ĂŁo de oxidaĂ§ĂŁo pela aĂ§ĂŁo do ĂĄcido ascĂłrbico em artigo da Revista QuĂmica Nova na Escola em:<http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc22/a10.pdf>.

Alimentos de Origem Vegetal

7.2.2 Derivados de frutas Philippi (2006) relata os derivados de frutas. Estes derivados compreendem a compota, a geleia, a fruta em calda, as frutas cristalizadas, a pasta e as frutas secas. A Tabela 7.3 apresenta as características principais de cada um desses derivados de frutas. Tabela 7.3 – Derivados de frutas e suas características principais Classificação Botânica

Exemplos de hortaliças

Compota

Fruta inteira ou pedaços iguais com calda grossa.

Geleia

Mistura de fruta mais açúcar fervida até que se torne firme.

Fruta em calda

Frutas inteiras, picadas ou em tiras com xarope de açúcar.

Frutas cristalizadas

Fruta cozida várias vezes em calda até ficar totalmente coberta de açúcar cristalizado.

Pasta

Obtém-se a geleia, depois coa-se a fruta e cozinha-se até consistência pastosa.

Frutas secas

Submetidas a processo de desidratação.

7.3 Leguminosas São denominados leguminosas os grãos contidos em vagens ricas em tecido fibroso. O feijão é originário das Américas e muito usado pela população indígena. É uma leguminosa que produz vagens de 15 cm de comprimento, dentro das quais estão as sementes que são empregadas na alimentação (CAMARGO, 2005).

7.3.1 Classificação A variedade de espécies de leguminosas é muito grande, por exemplo: feijão (preto, roxinho, fradinho, mulatinho, branco, rosinha, verde, canário, azuki), lentilha, grão de bico, soja, ervilha, fava, amendoim.

7.3.2 Valor nutritivo Quanto à sua composição, os grãos têm uma envoltura de celulose que representa de 2 a 5%, enquanto no seu interior há cerca de 50% de amido e aproximadamente 23% de proteínas. Também fazem parte de sua composição quantidades apreciáveis de ferro, vitaminas do complexo B (PHILIPPI, 2006).

7.3.3 Cocção de leguminosas secas Durante o preparo, as leguminosas secas absorvem água e se tornam mais macias, o sabor acentua e a digestibilidade aumenta. Os fatores que podem influenciar na cocção são o período de armazenamento, a temperatura, o grau de umidade do local de armazenamento, a variedade da leguminosa e a presença de minerais na água de cozimento. Podem-se citar ainda algumas observações importantes para a cocção, como a utilização de ácidos que podem endurecer a leguminosa e a utilização de pequena quantidade de gordura para evitar o aparecimento de espuma e entupimento da válvula da panela de pressão. Para a cocção pode-se empregar o calor seco ou calor úmido (ORNELLAS, 2006).

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

7.3.3.1 Calor seco

O emprego do calor seco em leguminosas somente é possível para o amendoim, uma vez que contém elevado teor de gorduras (PHILIPPI, 2006). 7.3.3.2 Calor úmido

O tempo de cocção varia com a temperatura e a variedade do grão. O método simples (ebulição) leva de duas a três horas ao passo que na panela de pressão de 20 a 30 minutos. A proporção de água varia de duas a três xícaras de chá de água para cada xícara de leguminosa (PHILIPPI, 2007).

7.4 Cereais Os cereais são alimentos de origem vegetal, constituídos de grãos e largamente consumidos pelos povos do mundo em geral. O nome cereal deriva de Ceres, deusa grega da agricultura e colheita (JAPUR, 2012). São cultivados principalmente arroz, trigo, milho, aveia, cevada. São de fácil cultura, conservação, transporte e rendimento, além de baixo custo, alto valor nutritivo e variada forma de utilização.

7.4.1 Formas de consumo Os cereais podem ser consumidos ao natural, cozidos ou ainda, inseridos nas preparações de outros alimentos como os pães, biscoitos, macarrão e outras massas. Ao natural, têm-se como exemplos os cereais matinais, a veia em flocos e o tabule. Já na forma cozida, é comum o consumo do arroz e do milho.

7.4.2 Estrutura dos grãos &DVFD

(QGRVSHUPD

3HOtFXOD *HPH

Figura 7.3 – Estrutura de um grão.

Ornellas (2007) relata detalhadamente como deve ser formada a estrutura do grão. Segundo o autor os grãos são formados por casca, película, endosperma e germe, como ilustrado na Figura 7.3. A casca serve para proteção do grão; a película, também chamada de farelo, é a camada que reveste o grão, rica em fibras, vitaminas, minerais e proteínas; o endosperma é a parte interna rica em carboidratos e proteínas; o gérmen é o embrião do grão e a parte na qual se concentram mais nutrientes, como vitaminas e minerais. São estas partes que diferenciam o valor nutritivo. Portanto com o beneficiamento (retirada da casca, película e germe), os grãos passam a ter menor valor nutritivo.

Alimentos de Origem Vegetal

7.4.2.1 Valor nutritivo

O valor nutritivo dos grãos foi descrito por Philippi (2006). O autor cita os grãos como sendo fontes de carboidrato, proteínas, vitaminas (tiamina, riboflavina e niacina). Destaca também que os integrais são ricos em fibras e minerais (ferro). Já em relação aos aminoácidos (lisina, treonina e triptofano), os grãos são deficientes, por isso indica-se a complementação arroz com feijão na proporção 3:1. Fique de olho! A escolha por cereais integrais é considerada de grande valia e saudável, já que estes são ricos em nutrientes como vitaminas e minerais e boas fontes de fibras alimentares, favorecendo benefícios à saúde, com ações antioxidantes, saciedade e uma regulação no funcionamento intestinal.

Vamos recapitular? Foi conhecido neste capítulo alimentos de origem vegetal, como hortaliças, frutas e cereais. Suas ações orgânicas reguladoras e fornecedoras de energia. Além das características bioquímicas destes alimentos.

Agora é com você! 1) Estima-se que 50% da perda de frutas tropicais no mundo ocorre em razão da enzima polifenol oxidase, que causa a oxidação das frutas. Para evitar que o alimento sofra danos severos pela oxidação enzimática, alimentos industrializados estão recebendo a adição de vitamina C. Explique qual é a vantagem da adição da vitamina C. 2) Descreva as ações que ocorrem nas hortaliças por ações da cocção prolongada. 3) Descreva as ações que ocorrem nas hortaliças por ações elementos ácidos e alcalinos. 4) Qual a classificação botânica das hortaliças? 5) Cite a formação química das frutas e sua classificação? 6) Qual a composição química das leguminosas?

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Alimentos Naturais e Deterioração dos Alimentos

8 Para começar

Este capítulo tem por objetivo apresentar às características dos alimentos naturais e, a desta forma, sua deterioração. Também será abordada a fisiologia das frutas e hortaliças, os métodos de deterioração e os métodos de como evitá-la. A compreensão das características básicas destes alimentos permite o entendimento dos processos envolvidos e o desenvolvimento de projetos que visam melhorar sua qualidade.

8.1 Conceitos iniciais Os alimentos comumente consumidos podem ser classificados em: 1) In natura: alimentos hortifrutigranjeiros, verduras, frutas, peixe fresco e ovos; 2) Produtos industrializados com menor grau de processamento: aqueles submetidos a processos de transformação poucos sofisticados tais como cereais, farinhas, açúcar, café, carnes refrigeradas e congeladas; 3) Produtos industrializados com maior grau de processamento: incluem os processos mais sofisticados tais como conservas de frutas e hortaliças, produtos embutidos, carnes e derivados, leite, produtos de panificação, óleos e gorduras etc.

8.1.1 Causas de alteração nos alimentos Alimentos são basicamente processados para prevenirem ou minimizarem as alterações físicas, biológicas e químicas que ocorrem após a colheita e diminuem seu tempo de vida útil, inviabilizam seu consumo imediato, levando a grandes perdas econômicas e nutricionais. De maneira geral, podemos afirmar que as alterações dos alimentos podem ser devidas as seguintes causas: »»

Crescimento e atividade dos microrganismos;

»»

Ação das enzimas presentes nos alimentos;

»»

Reações químicas não enzimáticas;

»»

Alterações provocadas por insetos e roedores;

»»

Mudanças físicas.

8.1.2 Fisiologia dos vegetais Ao contrário dos produtos de origem animal frutas e hortaliças continuam vivas após a colheita, estas são extremamente perecíveis com alto teor de água e composição química. Alguns conceitos: »»

Colheita: ação deliberada de separação do produto de seu meio de desenvolvimento, com a intenção de utilizá-lo para um determinado propósito.

»»

Pós-colheita: todos os eventos que acontecem desde a colheita até que o produto seja consumido ou preparado para o consumo.

Após a colheita, o fruto continua sua respiração e transpiração, existem alterações na composição em água, açúcares, ácidos, sais minerais, sendo ideal para o desenvolvimento de microrganismos. Desta forma após a colheita e separados da planta, continuam vivos e são obrigados a usar suas reservas de açúcar e amido a fim de respirar e se manterem vivos, consequentemente, ocorre: »»

Perda de peso seco;

»»

Perda de valor nutritivo;

»»

Diminuição do aroma.

O amadurecimento resulta nas mudanças nos atributos sensoriais que tornam o fruto aceitável para consumo e envolve reações de degradação e síntese. Os frutos são divididos em climatéricos e não climatéricos de acordo com o padrão respiratório. Os climatéricos apresentam grandes variações na respiração ao longo da vida, coincidindo o amadurecimento com a fase de maior atividade respiratória. Podem ser colhidos ainda verdes, e completam seu amadurecimento longe da planta-mãe. Os não climatéricos não apresentam aumentos na atividade respiratória e deverão ser colhidos quando apresentarem as características ótimas para o consumo. O etileno é o hormônio do amadurecimento e também está ligado à resposta do vegetal ao estresse. Em frutos climatéricos sua síntese é autocatalítica. O acúmulo de etileno pode acelerar 92

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

demasiadamente o amadurecimento dos frutos, antecipando a senescência. O etileno liga-se a receptores na membrana celular, levando à síntese de enzimas responsáveis por alterações do metabolismo. Baixas concentrações de oxigênio, além de inibidores químicos, reduzem a síntese do hormônio. Altas concentrações de gás carbônico e ciclopropenos competem pelos sítios ativos, reduzindo a ação do etileno. Frutos climatéricos podem ter seu amadurecimento antecipado por aplicação de etileno exógeno. As mudanças na cor são consideradas o principal critério para julgar a maturidade do fruto pelo consumidor. São causadas pela degradação da clorofila (fortemente estimulada pelo etileno) e pela síntese ou revelação dos outros pigmentos: carotenoides (lipossolúveis de coloração vermelha a amarela) e antocianinas (fenólicos de coloração forte do vermelho ao roxo), entre outros. Taninos são compostos fenólicos de baixa massa muscular responsáveis pela sensação de adstringência. São condensados ao longo do amadurecimento, perdendo sua capacidade complexante de proteínas. Em frutos com alta adstringência pode ser necessário um processo de destanização provocada. »»

Climatérica: Apresentam, logo após o início da maturação, rápido aumento da intensidade respiratória, tais como banana, goiaba, manga, mamão, caqui, melancia e tomate; Para retardar a maturação e o envelhecimento são colhidas ainda verdes, a partir do momento que atingem o ponto de maturação.

»»

Não Climatérica: Necessitam de longo período para completar o processo de amadurecimento, mais lento nesses produtos, tais como laranja, tangerina, uva, berinjela, pimenta, alface, couve flor, pepino, limão e abacaxi; São deixados na planta até atingirem o seu estado ótimo de amadurecimento.

Fique de olho! Produtos geradores de etileno e hidrocarbonetos com ação similar podem ser utilizados na uniformização do amadurecimento de frutos climatéricos.

8.1.2.1 Ponto de colheitas das frutas

»»

Abacaxi: colhido no estágio de “virada”, ou seja, casca metade verde e metade amarela, para indústria totalmente amarelo, malhas espaçadas, olhos achatados, polpa translúcida, 12 °Brix;

»»

Banana: arredondamento das quinas, pré-climatérico, depois é colocada sob atmosfera de etileno para amadurecimento uniforme ou armazenada e amadurecida mais tarde;

»»

Caju: pedúnculo firme, boa cor, maduro, sem sinais de ataques de insetos ou fungos;

»»

Goiaba: indústrias ou locais distantes – frutos firmes, coloração verde, locais próximos – frutos macios, coloração amarelada.

Alimentos Naturais e Deterioração dos Alimentos

Em frutos verdes a substância péctica predominante é chamada de protopectina, é consistente em cadeias de ácidos galacturônicos metoxilados, ligados entre si por íons metálicos e por cadeias de outros carbonos, pelo ácido fosfórico, além de pontes de hidrogênio. Está é insolúvel em água e é responsável pela textura firme dos frutos verdes. Ao longo da maturação as enzimas hidrolisam a protopectina, gerando pectinas solúveis e contribuindo para o amolecimento do fruto. Na presença de enzimas a pectina ou ácido péctico são hidrolisados, contribuindo para a redução da viscosidade do suco aumentando o teor de sólidos solúvel, proporcionando sucos concentrados com valores de Brix mais elevados, aumentando seu rendimento. Esta aplicação também ocorre na extração de diversos óleos. Os graus Brix medem o conteúdo de açúcar em soluções como suco de fruta ou xarope. Já na fabricação de vinho, é calculado a quantidade de açúcar presente. Isto permite estimar o teor alcoólico no produto acabado. Um grau Brix (1°Bx) é igual a 1 g de açúcar por 100 g de solução, ou 1% de açúcar. Esta medição é realizada por um equipamento conhecido como refratômetro que informa a leitura em graus Brix. Este aparelho mede a quantidade de luz, que refrata ao passar por uma substância, a luz se desvia mais em uma substância com alto teor de açúcar. Amplie seus conhecimentos Conheça mais sobre Brix e a concentração adequada em algumas frutas no site do Instituto Brasileiro de Qualidade em Horticultura acessando: <http://hortibrasil.org.br/jnw/index.php?option=com_content&view=article&id=234%3Aa-medida-do-sabor&catid=64%3Afrutas-e-hortalicas-frescas&Itemid=82&showall=1>.

8.1.2.2 Ação de enzimas exógenas na indústria

As etapas que envolvem a ação das enzimas na produção de suco de frutas e outros produtos à base de frutas são: »»

Clarificação de sucos de frutas: ação de filtração e centrifugação para a remoção da turbidez;

»»

Extração de sucos: obtenção um suco de frutas com a separação da parte líquida da polpa da fruta;

»»

Liquefação: transformação da polpa em suco que independe de prensagem. Ação que ocorre por meio da hidrólise dos componentes da parede celular dos vegetais. Consiste na hidrólise e solubilização das partes insolúveis da polpa transformando-as em parte integrante do suco;

»»

Maceração: quando o vegetal sofre adição de enzimas gerando polpas de frutas e vegetais. Este processo é muito aplicado na produção de produtos infantis, pudins, iogurte e purês. São polpas homogeneizadas e ausentes de reações degenerativas, como o escurecimento enzimático e destruição de aromas e vitaminas, causadas pela ação de enzimas endógenas liberadas pelo rompimento celular. Além disso, favorece a manutenção de alto conteúdo de fibras, já que as paredes celulares permanecem como parte integrante do produto;

»»

Descascamento enzimático: consiste na hidrólise do albedo de frutas cítricas, de modo a separar a fruta em gomos;

»»

Liberação de precursores de aroma em vinhos.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Amplie seus conhecimentos O albedo é a parte branca e fibrosa que se encontra internamente a casca das frutas, sendo rico em pectina, uma substância polissacaridea encontrada com frequência no albedo de frutas cítricas. Na indústria de alimentos, é utilizada na produção de gelatinas e geleias e para engrossar caldas de compotas. Conheça mais sobre o albedo e seu uso na indústria de alimentos em: <http://www.bv.fapesp.br/pt/auxilios/18468/ estudo-do-residuo-agroindustrial-albedo-de-maracuja-e-avaliacao-de-seu-aproveitamento-na-forma-do-pr/>.

8.2 Deterioração dos alimentos 8.2.1 Características da deterioração a) Microbiológica »» Pela riqueza em nutrientes, elevada Aw e pH. »» Taxa de micro-organismos atinge certo nível: Provocam profundas modificações sensoriais: liberação de odores anômalos, aparecimento de limosidade, acúmulo de ácidos. Provocam profundas modificações físico-químicas: Precipitação de proteínas. b) Enzimática »» Enzimas autolíticas: Tecidos que constituem os alimentos: seus sistemas enzimáticos estão sob controle. Células mortas: inativam-se os mecanismos que governam a atividade das enzimas, que ao entrarem em contato direto com os respectivos substratos, acarretam a total destruição autolítica dos tecidos. c) Física »» Temperaturas elevadas: Favorecem reações prejudiciais para a qualidade dos alimentos: escurecimento não enzimático ou desnaturação das proteínas. »» Luz solar: Facilita a auto-oxidação das gorduras e provoca o aparecimento de certas armas anômalos e de descolorações na superfície dos alimentos. Tabela 8.1 – Principais alterações no diferentes tipos de alimentos Alimento

Carnes, aves, pescados e embutidos

Alteração

Características

Esverdeamento (pigmento fluorescente esverdeado)

Provocado por bactéria que se desenvolve na superfície do produto, geralmente alterando o odor.

“Mela” ou “slime” (viscosidade)

Desenvolvimento microbiano superficial geralmente em peças fatiadas provoca odor desagradável.

Emboloramento

Ocorre em superfícies de alimentos tais como bacon, mortadela, enlatados armazenados sob refrigeração na própria lata.

Mudança de textura

Ação de micro-organismo (ação das enzimas do próprio alimento).

Acidificação

Bactérias láticas no produto (embutidos) causando estufamento devido à produção de gás.

Vermelhão

Em carnes e pescados devido à presença de bactérias na superfície podendo ocasionar odor estranho.

Alimentos Naturais e Deterioração dos Alimentos

Alimento

Alteração

Características

Estufamento

Presença de gás, pois houve desenvolvimento de bactérias.

Produtos Apertizados (latas/ vidros/tetrapack)

Acidificação (“flat-sour)

Formação de ácido sem a formação de gás, tornando o produto mais ácido (picante). Alteração no aspecto e turvação dos líquidos.

Emboloramento ou formação de películas

Ocorre após abertura do produto mesmo quando mantidos sob refrigeração, indicando entrada de ar no produto. As películas são formadas por leveduras e bactérias.

Vinagre

Formação de película e depósito

Desenvolvimento de bactérias, que embora não traga prejuízos à saúde, altera aspecto e sabor. Após abertura, manter sob refrigeração.

Emboloramento

Geralmente acontece em produtos picados, cortados e ralados, estocados por mais de cinco dias.

Podridão

Em raízes, tubérculos e verduras, amolecendo-os, escurecendo-os e dando um odor forte e desagradável.

Emboloramento

Superficiais, provocando lesões nas frutas. Frequentes no mamão, laranja e manga.

Alteração do sabor

Ocorre em sucos quando há desenvolvimento de leveduras e bactérias.

Fermentação

Desenvolvimento de leveduras fermentativas, produzindo gás, espuma e turvação em suco de frutas.

Emboloramento

Ocorre superficialmente em queijos duros e semiduros, quando ocorre em grandes pedaços deve-se eliminar as partes mofadas, cortando-se pelo menos a 2 cm de profundidade.

Produção de gases

Em queijos minas e prato, presença de “olhos” pequenos ou “renda”, indica contaminação com coliformes fecais durante a produção.

Poteólise

Em alguns queijos moles (especialmente o minas frescal), presença de zonas amolecidas e com odor desagradável provocadas por bactérias.

Acidez excessiva

Liberação excessiva de líquido sobrenadante (soro) indicando temperatura inadequada de estocagem.

Estufamento

Fermentação alcoólica ocasionada por leveduras (ligeiro odor alcoólico) ou pro coliformes, não devendo ser consumido.

Rancificação

Ação de lipases, liberadas por bactérias, alterando sabor.

Manchas

Manchas rosadas ou vermelhas, encontradas em superfícies, não são patogênicas mas alteram o odor.

Acidificação

Talha em consequência da formação do ácido lático por bactérias.

Hortaliças e Verduras

Frutas e sucos

Queijos

Iogurte

Manteiga

Leite Ovos

Panificados Farinhas, féculas e massas secas

Emboloramento

Estocagem em ambiente úmido e quente.

Alteração interna

Ovo velho – trincamento da casca.

Emboloramento

Armazenamento em condições inadequadas (umidade).

Acidificação

Recheios (creme) de doces, bolos e bombas, causadas por bactérias láticas.

Mofo

Estocagem inadequada em locais úmidos e pouco ventilados.

Fonte: Evangelista, 1998.

8.2.2 Fatores de interferência: a) Intrínsecos: »»

Características físico-químicas e fisiológicas das matérias-primas: Atividade de água (Aa): Quantidade de água livre não comprometida por íons e coloides. É em determinadas concentrações de água livre que crescem os micro-

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

-organismos (bactérias, fungos etc.) que podem deteriorar o alimento. Faixa ótima de Aa: acima de 1,0 e abaixo de 0,65 – retarda o surgimento de micro-organismos. pH: cada micro-organismo se desenvolve em uma faixa de pH – maioria não sobrevive em meio ácido (ph<4,5 quase não há atividade microbiana – principalmente do C.botulinum). Potencial de oxirredução: presença de oxigênio em contato com alimento. Elementos químicos presentes nos alimentos. b) Extrínsecos: »»

Relacionados ao ambiente externo: Temperatura do ambiente: enzimas, crescimento microbiano e reações químicas apresentam comportamento variável com a temperatura. Umidade Relativa: quanto maior UR, maior Atividade de água, e portanto, maior crescimento microbiano. Luz: exposição à luz interfere em certas reações enzimáticas. Ex. Fotossensibilidade da vitamina C, descoloração por ação de raios UV.

Vamos recapitular? Foram descritos neste capítulo a fisiologia das frutas e hortaliças, sendo detalhados de forma breve, por meio de suas características bioquímicas e informações úteis para o cotidiano do profissional da área de nutrição, química ou de alimentos. Além disso, o tema de deterioração de alimentos também foi abordado, o Capítulo 9 discorrerá sobre os alimentos industrializados e métodos de conservação. Será que os alimentos industrializados são tão ruins assim? Ainda é possível ter um alimento 100% natural? Prepare-se para responder estas e outras questões do próximo capítulo!

Alimentos Naturais e Deterioração dos Alimentos

Agora é com você! 1) Quais as causas que podem provocar as alteração nos alimentos? 2) Descreva as principais características das etapas da colheita e pós colheita dos vegetais. 3) Relate sobre as diferenças entre frutos climatéricos e não climatéricos. 4) Qual a ação do etileno nos vegetais? 5) Discorra sobre a sensação de adstringência. 6) Quais funções as enzimas realizam nos vegetais na indústria?

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Alimentos Industrializados e Conservação dos Alimentos

9 Para começar

Este capítulo tem por objetivo de apresentar as características dos alimentos industrializados e os métodos de conservação dos alimentos. A compreensão das características básicas desses alimentos permite o entendimento dos processos envolvidos e até mesmo, o desenvolvimento de projetos que visam melhorar a qualidade e sua utilização.

9.1 Definição de alimentos industrializados Produtos alimentícios industrializados: são aqueles obtidos após o tratamento físico-químico da matéria-prima. São o resultado de uma sequência de operações unitárias e reações químicas que podem alterar ou não suas características e composição.

9.1.1 Classificação segundo o nível de alteração Os alimentos industrializados podem ser classificados de acordo com nível de alteração em: »»

Sem modificação: Tratamentos industriais não interferem em suas características. Ex.: Embalagem – ovos, hortaliças, água mineral.

»»

Com pequenas modificações: Modificações de ordem física, como do teor e estado da água nos alimentos. Ex.: alimentos secos, concentrados, desidratados, resfriados e congelados.

»»

Com grandes modificações: Sofrem modificações durante o processamento que alteram características físico-químicas e estruturais nas macromoléculas. Ex:.Pasteurizados, esterilizados, salgados e defumados.

»»

Transformados: Após industrializados não apresentam nenhuma característica da matéria-prima de origem. São obtidos por processos que transformam matérias-primas em produtos novos. Ex.: alimentos e bebidas fermentados, balas e caramelos, chocolates, massas, óleos e gorduras, gelados, produtos de confeitaria, derivados do leite, bebidas destiladas, gomas de mascar.

9.2 Introdução à conservação A busca de métodos para conservar os alimentos é secular, no entanto a tecnologia de alimentos nasceu na década de 40 e tem coberto diferentes aspectos da Ciência de Alimentos, embora procedimentos tecnológicos nesta área exista desde as civilizações antigas. A tecnologia de alimentos tem como objetivo principal avaliar a produção e fornecer alimentos de boa qualidade a todos os consumidores, durante todas as estações do ano, ou seja, ajudar no abastecimento do mercado consumidor em épocas de quebras de safra e em locais onde não são produzidos. Na tecnologia de alimentos existem três aspectos fundamentais, que não podem ser separados, pois estão interligados, formando um conjunto coeso. O primeiro dos três aspectos é a matéria-prima, que, em suma, é o ponto de partida para se ter o produto acabado, que é o terceiro aspecto importante. Para ser possível esta passagem, intermediariamente, tem-se as operações e processos tecnológicos que possibilitam a gênese de um produto, a partir de matérias-primas, e ambos compreendem o segundo aspecto interligado.

9.2.1 Matéria-prima Os alimentos industrializados são obtidos por meio de matérias-primas alimentares, que são produtos naturais extraídos da terra, entre os quais verificaram e continuamente verificam-se as trocas materiais mecânicas, físicas, químicas e biológicas. As matérias-primas podem ser inorgânicas, orgânicas fósseis, vegetais e animais. A escolha da matéria-prima é de fundamental importância para qualquer indústria, e alguns critérios como composição, qualidade, fornecimento e preços devem ser seguidos rigidamente pelas empresas. Outros aspectos que devem ser verificados nas matérias-primas para a indústria alimentícia são a sua destinação, se para consumo doméstico ou se para consumo industrial, as suas propriedades funcionais, as suas características organolépticas: cor, sabor, odor e textura. 100

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

As características estruturais, como a resistência mecânica, resistência ao processo, resistência a maturação, variedades tardias e precoces, são também características de grande importância. As condições adequadas de colheita com possibilidade de mecanização, do transporte e da armazenagem devem ser sempre consideradas.

9.2.2 Tipo de indústria de alimentos De todas as indústrias, a de alimentos é a mais importante, pela multiplicidade de seus produtos e pela ligação direta destes com o indivíduo e a coletividade. A Associação Brasileira das Indústrias da Alimentação (ABIA) concentra a produção nacional de alimentos industrializados nos seguintes setores: alimentos calóricos, açúcar, bebidas (alcoólicas, refrigerantes, sucos concentrados, pós para sucos, vinagres), café, chá, carnes, embutidos, cereais, chocolates, cacau e balas, condimentos, desidratados e liofilizados, dietéticos, frutas e legumes, lacticínios e derivados, massas, biscoitos, óleos, gorduras, azeites, margarinas e maioneses, pescado e derivados, sopas e caldos, sorvetes, supergelados, afins (aromatizantes, embalagens, matéria-prima para alimentos, diversos). 9.2.2.1 Fases de processamento dos produtos alimentícios

O processamento para elaboração de alimentos industrializados abrange várias fases, desde a seleção da matéria-prima, até o armazenamento do produto. As principais fases de processamento da indústria de alimentos são as seguintes: »»

Fase de beneficiamento: limpeza, separação de partes não comestíveis, higienização.

»»

Fase de elaboração: é a etapa de maior importância na fabricação, e envolve processos: físicos (moagem, trituração, esmagamento, aplicação de calor), químicos (extração, acidificação, emprego de aditivos), físico-químicos (refinação, hidrolização, dissolução, emulsificação, caramelização, cristalização), biológicos (fermentação, maturação).

»»

Fase de preservação e conservação: visa à eliminação da flora normal inconveniente e da patogênica, assim como das enzimas produtoras de alterações.

»»

Fase de armazenamento: preservação dos alimentos para que não se deteriorem.

9.3 Métodos de conservação Os processos de conservação que são utilizados na indústria de alimentos têm por objetivo evitar as alterações, sejam elas de origem microbiana, enzimáticas, física ou química. Considerando os alimentos e os produtos alimentícios em seus múltiplos aspectos, a extensão faixa de ação das enzimas, dos microrganismos e o complexo desencadeamento de influências físicas e químicas, será fácil compreender a necessidade do emprego de diferentes processos de conservação, individuais ou associados, agindo especificamente sobre os agentes responsáveis pela deterioração destes alimentos.

9.3.1 Conservação pelo calor A utilização de calor ou aplicação de altas temperaturas no processamento de alimentos é realizada com os seguintes objetivos:

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»» »» »»

Destruição dos micro-organismos deterioradores de alimentos e causadores de toxinfecção alimentar bem como toxinas produzidas para estes micro-organismos; Inativação da enzima que levam a reações de escurecimento, oxidação, hidrólise alterando a qualidade do produto final; Inibição de fatores antinutricionais e destruição de toxinas que podem estar presentes e comprometer a sanidade dos alimentos.

A aplicação dos processos de conservação pelo calor está condicionada ao grau adequado de temperatura, ao tempo de sua exposição, às diferentes características dos produtos a serem submetidos aos tratamentos, como também a resistência térmica dos microrganismos a serem destruí dos. A intensidade e o tempo de exposição ao calor, além de sua vigorosa ação sobre os microrganismos, poderão alterar também o valor nutritivo e modificar a natureza histológica, física e química do alimento, reduzindo as suas qualidades organolépticas e nutricionais, tornando-o inadequado ao consumo humano e, consequentemente, reduzindo o seu valor comercial. A designação do termo “conservação dos alimentos pelo calor”, significa a aplicação de métodos e de técnicas resultantes de processos controlados industrialmente como pasteurização, tindalização, branqueamento, esterilização, entre outros. 9.3.1.1 Pasteurização

Processo térmico desenvolvido por Pasteur, em 1864, tem como objetivo destruir totalmente a flora bacteriana patogênica. É um tratamento térmico que destrói parte, mas não todas as células vegetativas dos microrganismos presentes no alimento. Quando usado em processos mais rigorosos pode afetar as propriedades organolépticas e nutricionais dos alimentos. A intensidade do tratamento e sua influência sobre a vida-de-prateleira são determinados pelo pH do alimento. Nos alimentos de baixa acidez, pH superior a 4,5, o principal objetivo da pasteurização consiste na destruição das bactérias patogênicas, enquanto que nos alimentos com pH abaixo de 4,5, sua função principal é destruir os microrganismos deterioradores e a inativação de enzimas, tanto as produzidos pelos próprios microrganismos, como aquelas preexistentes no alimento. Em relação ao tempo e temperatura, o processo pode ser realizados de duas maneiras: »» »»

a pasteurização lenta a baixas temperaturas: 63 ºC/30 minutos; a pasteurização rápida a altas temperaturas: 72 ºC/15 segundos;

Há também a aplicação de tratamentos baseados em temperaturas ultraelevadas – UHT – (130-145 ºC), por curtíssimo tempo (dois a cinco segundos), é tecnologia relativamente recente para o tratamento térmico de matérias-primas cruas, visando sua conservação. 9.3.1.2 Branqueamento

Tratamento térmico usualmente aplicado a vegetais, antes do congelamento, desidratação ou enlatamento. Os objetivos desse tratamento dependem do processo que se seguirá. Durante o branqueamento podem ser perdidos minerais, vitaminas hidrossolúveis e outros componentes. Essas perdas dependem fundamentalmente dos seguintes fatores: »»

variedade e grau de maturação do alimento;

»»

operações de preparação, em especial, o tamanho em que são cortados;

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

»»

a relação superfície/volume das peças;

»»

sistema de branqueamento (vapor ou água);

»»

tempo e temperatura de branqueamento;

»»

método de resfriamento;

»»

relação quantidade de alimento/água que está sendo utilizada, tanto no aquecimento como no resfriamento.

9.3.1.3 Tindalização

O aquecimento é feito de maneira descontínua. Após o acondicionamento das matérias-primas alimentícias, a serem submetidas ao tratamento, em recipiente fechado, o produto é submetido a tratamento térmico. Neste processo podem ser mantidos praticamente todos os nutrientes e as qualidades organolépticas do produto, em proporções maiores do que quando se utilizam outros tratamentos térmicos. É um processo pouco usado por ser demorado e de elevados custos. 9.3.1.4 Esterilização

É quando o alimento é aquecido a uma temperatura relativamente elevada durante variados períodos de tempo, suficientes para a destruição de micro-organismos e inativação de enzimas capazes de deteriorar o produto durante o armazenamento. Tem ainda como objetivo principal a destruição de micro-organismos patogênicos e deterioradores, prevenindo sua deterioração e mantendo-o livre de germes nocivos à saúde do consumidor. 9.3.1.5 Apertização

É a aplicação do processo térmico a um alimento convenientemente acondicionado em uma embalagem hermética, resistente ao calor, a uma temperatura e um período de tempo cientificamente determinado, para atingir a esterilização comercial. Este processo corresponde ao aquecimento do produto já elaborado, envasado em latas, vidros, plásticos ou outros materiais autoclaváveis e relativamente isentos de ar. Amplie seus conhecimentos O processo de apertização é muito utilizado em vegetais, conheça mais sobre esse assunto em: <http://correiogourmand. com.br/info_01_cultura_gastronomica_01_10.htm>.

9.3.2 Conservação pelo frio Temperaturas abaixo das que se tem registrado no ambiente são utilizadas para retardar as reações químicas e as atividades enzimáticas, bem como para retardar ou inibir o crescimento e a atividade dos micro-organismos nos alimentos. 9.3.2.1 Refrigeração

O armazenamento refrigerado utiliza temperaturas um pouco acima do ponto de congelamento. A refrigeração pode ser usada como meio de conservação básica ou como conservação tem-

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103

porária até que se aplique outro método de conservação. A maior parte dos alimentos perecíveis pode ser conservada por refrigeração durante um tempo limitado, o qual não evitam, mas podem ser retardadas, as atividades microbianas e enzimáticas. A temperatura utilizada na refrigeração tem importância na conservação do produto, e difere dos demais processos de frio, pelos graus de temperatura utilizados, que estão compreendidos entre –1 ºC a 10 ºC. Alguns fatores que devem ser considerados no armazenamento dos alimentos sob refrigeração são: a temperatura de armazenamento, a circulação do ar, a umidade e a composição da atmos fera de armazenamento. Entre os métodos utilizados, podemos mencionar o resfriamento a ar, resfriamento a vácuo e resfriamento a água. 9.3.2.2 Congelação

Neste processo utilizam-se temperaturas mais baixas do que na refrigeração, a redução da temperatura abaixo do ponto de congelamento tem como principais objetivos inibir o crescimento microbiano e retardar os processos metabólicos. Este método de conservação permite o estoque dos alimentos, classificados como perecíveis, por períodos de tempo relativamente longos, sem alterações significativas em importantes atributos como aroma, cor, sabor, textura e valor nutritivo. É bastante utilizado, mas é um método caro e exige a continuidade da cadeia de frio, isto é, o produto deve ser conservado a baixas temperaturas, desde a produção até o consumo. Veja a seguir, os tipo de congelação: »»

Lenta: o processo é demorado (3-12 horas); A temperatura vai diminuindo gradativamente até chegar ao valor desejado; há formação de cristais grandes de gelo, no interior das células, mas principalmente nos espaços intercelulares; Estes cristais afetam fisicamente as células, assim podendo causar reações indesejáveis.

»»

Rápida: o tempo de abaixamento de temperatura é muito brusco; há produção, por isso, de pequenos cristais de gelo, principalmente no interior das células. Pode ser congelamento por imersão, jatos de ar, por contato direto ou placas. Tabela 9.1 – Diferença entre congelação, refrigeração e supergelação Refrigeração

Congelação

Supergelação

Tempo de conservação

-4 ºC ou mais

-10 a -18 ºC

Congelação abaixo de 0 ºC mais pressão atmosférica de 4,7 mm de Hg e conservação a -18 ºC ou menos.

Qualidade de conservação

Conservação das qualidades originais.

Manutenção da qualidade do produto e conservação de seus caracteres organolépticos.

Quase as mesmas características da congelação.

Ação antimicrobiana

Atraso da multiplicação microbiana e de alterações bioquímicas.

Suspensão total do crescimento microrgânico, retardamento e suspensão da atividade metabólica.

Quase as mesmas características da congelação.

Fonte: Evangelista, 1998.

»»

Congelamento por imersão: geralmente são usadas salmouras que podem chegar até -25 ºC. A grande desvantagem desse método de imersão é que sucos celulares do produto tendem

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

a ser extraídos por osmose, o que resulta em contaminação e enfraquecimento da solução congelada. Pode haver migração da solução de sal para o produto dando efeito indesejável. Produtos frequentemente congelados por esse método são peixes e camarões. »»

Congelamento por jatos de ar: é realizado pelo uso de baixas temperaturas e alta velocidade de circulação de ar. O processo de congelamento é dimensionado de tal maneira que o período decorrente entre a entrada no túnel e saída pela outra extremidade deve ser suficiente para o produto atingir a temperatura de congelamento desejada. É indicado para produtos congelados de dimensões e formas irregulares e não uniformes como aves. Existe também o congelamento criogênico o qual envolve a exposição do produto a uma atmosfera abaixo de -60 ºC utilizando nitrogênio líquido ou dióxido de carbono.

»»

Congelamento por contato indireto ou placas: é conseguido colocando o produto em contato com chapas de metal por meio das quais é circulado um líquido refrigerante (-35 ºC). Útil para congelamento de produtos em pequena quantidade.

9.3.2.3 Supergelação

É processo de congelação rápida, que se diferencia da congelação convencional por nela se manterem fixos, temperatura e tempo, aplicados durante seu processo e o grau de temperatura em que posteriormente, deve ser conservado o produto. Aplica-se a temperatura de impacto (entre -40 ºC a -50 ºC), durante 30 minutos e depois mantido em temperatura de -18 ºC.

9.3.3 Conservação dos alimentos pelo controle de umidade 9.3.3.1 Secagem

A secagem é uma das práticas mais antigas de conservação de alimentos, geralmente são conseguidas pela remoção da umidade, mas qualquer método que reduza a quantidade de água disponível em um alimento é forma de secagem. A redução da água livre do alimento eleva a pressão osmótica do meio e, consequentemente, reduz as condições de desenvolvimento microbiano. Nestas condições, as enzimas responsáveis por determinadas alterações nos alimentos, também têm suas atividades. Pode ser feita por meio do processo natural de exposição ao sol de grãos, frutas e certas carnes. Falta de controle microbiológico e higiênico. Resultado em baixa qualidade do produto final inviabilizaram esta técnica conduzindo a modernas operações de desidratação industrial, na qual a secagem artificial ocorre com evaporação de água do alimento por meio de equipamentos adequados. Alimentos podem ser desidratados por ar, vapor superaquecido a vácuo, em gás inerte e por aplicação direta de vapor, sendo o ar o mais utilizado uma vez que é mais abundante, conveniente, de baixo custo, e superaquecimento de alimento pode ser controlado. Princípio do processo de secagem: o ar conduz o calor até o alimento que vai ser desidratado, causando evaporação da água e carrega a umidade deste vapor liberado do alimento. Esta operação é feita de secadores, os quais podem ser de dois tipos: a) Adiabáticos: aquele em que o calor é levado ao alimento por um gás quente, o qual pode ser produzido por combustão ou ar aquecido.

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b) De condução: aquele em que o calor é transferido por meio de uma superfície sólida, por exemplo, uma placa aquecida e o produto é usualmente mantido sob vácuo e o vapor de água e removido por bomba de vácuo. A eficiência do processo de secagem no primeiro caso vai depender das propriedades do ar de secagem, temperatura, umidade relativa e velocidade de insuflagem e das propriedades do produto, tais como porcentagem de umidade, tamanho e forma. Frutas e vegetais são geralmente secos em secadores de carbono, túnel ou em estufas através de passagem do ar quente. Produtos líquidos e sensíveis como ovo inteiro, leite, albumina de soro, são desidratados em secadores denominados spray dryers, adiabáticos, porém, o produto não é colocado em bandejas, mas sim dispersos em pequenas gotículas as quais são suspensas no ar seco, com a vantagem de oferecer tempos de secagem muito curtos. São desejáveis também que os alimentos desidratados devam: »»

Ser competitivos em custos;

»»

Ter características organolépticas, cor, sabor, flavor, textura comparáveis ao alimento fresco;

»»

Ser rapidamente reconstituído;

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Reter seu valor nutricional;

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Ter boa estabilidade à estocagem.

9.3.3.2 Instantaneização

Produção de alimentos com características que possibilitam ser dissolvidos rapidamente, sem a inconveniente presença de grumos. Estes produtos são conhecidos como instantâneo ou solúvel, dentre estes alimentos destacam-se: o café, o leite. Não pode submetidos a este processo de alimentos com elevado conteúdo graxo, pois a película gordurosa que envolve a partícula impede que a água penetre em seu interior. 9.3.3.3 Concentração

Também conhecido por evaporação, se aplica em vários produtos (leite condensado, sucos concentrados, massa de tomate e outros), com a finalidade de reduzir parte de seu conteúdo aquoso. Este processo se realiza por meio de evaporadores, cujo preço operacional é de menor custo do que realizada por desidratadores. 9.3.3.4 Liofilização (criosecagem)

Significa desidratar uma solução congelada, impedindo seu descongelamento, enquanto se processa a evaporação, deste modo, a solução reduzida à massa gelada, “sublima” o próprio solvente e se transforma diretamente em substância seca, ou seja, á água do alimento é removida por meio de passagem direta do estado sólido para o gasoso. Entre os alimentos que se adaptam a liofilização, se encontram: abacaxi, maracujá, suco de frutas, coco, alho, cebola, ovo (clara ou gema), peixe, carnes, café e também preparações (sopas, café com leite etc.).

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

A liofilização apresenta muitas vantagens em relação ao processo de secagem convencional, tais como: »»

Reduz alterações químicas de substâncias sensíveis ao calor em função da baixa temperatura empregada no processo;

»»

Maior solubilidade e reidratação;

»»

Reduz perdas de compostos voláteis;

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Evita desnaturação de proteínas;

»»

Reduz reações enzimáticas e microbiológicas, mantém a morfologia original do produto.

A grande desvantagem é o elevado custo o que limita sua aplicação no Brasil. O processo passa pelas seguintes etapas: a) Congelamento do material. b) Secagem que ocorre em duas etapas: Secagem primária: efetuada a temperatura inferior aquela de fusão, obtida pela sublimação; Secagem secundária: efetuada a temperatura inferior a de degradação do produto, com finalidade de eliminar os últimos vestígios de água retidos por adsorção. Amplie seus conhecimentos Conheça mais sobre o processo de liofilização em: <http://www.cena.usp.br/irradiacao/ CONSERVACAO_PELO_CONTROLE_DE_UMIDADE.HTM>.

9.3.4 Conservação de alimentos por defumação Processo de aplicação da fumaça aos produtos alimentícios, produzidos pela combustão incompleta de algumas madeiras previamente selecionadas. Não é empregado apenas com o objetivo de conservar os alimentos, mas também como parte de uma tecnologia capaz de conferir aos produtos defumados características organolépticas como cor, sabor e aroma agradáveis. Normalmente é realizado em conjunto com a salga, a cura, a dessecação, a fermentação e outros processos. A perda de água e a ação dos constituintes da fumaça conferem ao alimento barreiras físicas e químicas eficientes contra penetração e atividade de micro-organismos. Esta capa protetora pode ser devido à desidratação que se processa na superfície do produto, principalmente na defumação a quente, à coagulação proteica que ocorre durante a defumação e ao depósito das substâncias antimicrobianas que existem na fumaça, que se condensam e ficam depositadas na superfície do produto. No processo de defumação, a fumaça pode ser aplicada de duas maneiras: »»

Fumaça natural: produzida da madeira em geradores por queima, fricção, vapor seco a temperatura de 350 ºC ou menos, na presença de ar quente.

»»

Fumaça líquida: pode ser aplicada diretamente sobre o produto dentro de uma câmara, por aspersão sobre as peças, pela adição direta no material moído ou emulsionado, pela imersão de produtos em um recipiente que a contém ou borrifando-se os produtos com a fumaça em solução.

Alimentos Industrializados e Conservação dos Alimentos

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A defumação pode ser realizada a frio, é aplicada a presuntos crus e outros produtos curados, em temperatura que podem variar de 25 a 35 ºC. E a defumação a quente, mais usada em embutidos crus frescos que deverão ser previamente secos, por um tempo suficiente até alcançar uma coloração levemente avermelhada. A temperatura de defumação deve estar entre 60 e 85 ºC, controlada juntamente com a umidade relativa do ar, no interior da estufa.

9.3.5 Conservação de alimentos pela adição de sal A salga impede o desenvolvimento de microrganismos, por tornar o substrato inadequado, pela elevação da pressão osmótica do produto. O sal é utilizado não só na conservação de produtos de origem animal, com carnes e derivados do leite, conferindo-lhes cor, aroma, sabor e textura desejáveis, como também na preparação de conservas de produtos de origem vegetal, como picles e azeitonas. 9.3.5.1 Vantagens »» Por seu elevado poder higroscópico, diminui o valor aquoso dos alimentos e, por osmose, destrói micro-organismos;

»»

Impede a vida dos micro-organismos aeróbios, por restringir a solubilidade de O2 na água;

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Em diversos graus de concentração, atua sobre micro-organismos: a 26,5%, elimina larvas de Cisticercos bovis e celulosae;

»»

Proporciona aos alimentos palatabilidade agradável;

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É de emprego favorável, por seu pequeno custo.

9.3.5.2 Desvantagens »» Facilita a perda de alguns nutrientes solúveis;

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Não destrói toxinas;

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Alguns micro-organismos, entre os quais o Mycobacterium tuberculosis, são bastante resistente ao sal;

»»

Não impede, em produtos mal armazenados, o crescimento de microrganismos halofílicos;

»»

Quando contém impurezas, transmite ao produto sabor desagradável.

9.3.6 Conservação dos alimentos pela adição de açúcar A adição do açúcar promove a conservação do alimento, agindo indiretamente sobre os microrganismos contaminantes, ou seja, pela redução da água disponível para o crescimento microbiano, em função do aumento da pressão osmótica no interior do produto. Com a redução da atividade de água, o ambiente interno no alimento torna-se hostil, principalmente para as bactérias. Em alimentos que contêm alguns teores de açúcar, apenas micro-organismos osmofílicos têm capacidade de se desenvolver, no entanto, podem ser destruídos, aliando-se a adição de açúcar a outros métodos de conservação, como calor ou aumento da acidez. As geleias, doces em massas, doces em pasta, frutas cristalizadas, frutas glaceadas, frutas em conserva, frutas em compotas e leite condensado são exemplos de produtos conservados pela adição 108

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

do açúcar. Estes produtos poderão ser conservador sem hermeticidade do recipiente, se bem que o fechamento hermético seja sempre aconselhável.

9.3.7 Conservação dos alimentos pelo uso de radiação ionizante É um processo em que um ou mais elétrons são removidos do átomo. Podem ser classificadas como partículas (raios alfa e beta) e como ondas eletromagnéticas (raios gama e raios X). Exercem atividade bactericida nos alimentos sem provocar aumento de calor no produto. A radiação de alimentos tem por objetivo de conservar os produtos, protegendo-os contra os agentes da deterioração e consequentemente, aumentando a vida de prateleira. Este processo pode ainda complementar a ação de outras técnicas de conservação como também destruir insetos que podem ser encontrados nos alimentos, principalmente vegetais. Amplie seus conhecimentos Conheça mais sobre a conservação por irradiação no site do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da USP em: <http://www.cena.usp.br/irradiacao/conservacao.htm>.

9.3.8 Conservação de alimentos por fermentação É um processo que utiliza o crescimento controlado de micro-organismos selecionados, capazes de modificar sua textura, sabor e aroma, como também suas propriedades nutricionais. É um processo bioquímico em que os micro-organismos retiram do meio em que vivem o material nutritivo de que necessitam, ao mesmo tempo em que, sob a ação catalítica de suas próprias enzimas, elaboram substâncias como ácidos, álcool etc. Este processo, denominado respiração anaeróbia, é utilizado na produção de alimentos e bebidas. As fermentações são controladas pelo homem mediante a escolha de micro-organismos, dos substratos, da temperatura de trabalho e valores de pH adequados. 9.3.8.1 Fermentação alcoólica

É realizada por leveduras, as quais conseguem eficientemente converter aldeídos a álcool. Leveduras industriais produzem álcool em quantidades recuperáveis, sendo a mais importante Saccharomyces cerevisiae que ocorre largamente na natureza, solos, uva, cana de açúcar e várias frutas. É essencial na fabricação de bebidas alcoólicas como vinho e cervejas. 9.3.8.2 Fermentação lática

São de grande importância na preservação de alimentos. O açúcar presente no alimento é convertido a ácido lático e outros produtos finais em concentrações tais que inibem o crescimento de outras classes de microrganismos. Bactérias do ácido lático são eficientes agentes de fermentação e em pouco tempo reproduzem-se tornando-se dominantes sobre a microflora geral do alimento. São fundamentais em processamento de produtos lácteos fermentados como iogurte, queijos, coalhadas etc.

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São importantes do ponto de vista nutricional uma vez que metabolizam lactose e portanto, pessoas com intolerância a esse açúcar podem obter produtos lácteos na dieta por meio desta fonte. 9.3.8.3 Fermentação butírica

É menos importante que aquelas citadas previamente na preservação de alimentos. É realizada por microrganismos anaeróbios, os quais podem melhorar sabores indesejáveis e odores nos alimentos. Produzem CO2, H2, ácido acético e alcoóis sendo importante na maturação de determinados queijos. 9.3.8.4 Fermentação acética

É realizada por bactérias acéticas na presença de O2, as quais produzem o ácido acético após oxidação de álcool previamente formado. Estas bactérias ao contrário daquelas produtoras de álcool requerem uma elevada concentração de O2 para seu crescimento e atividade. O vinagre é o melhor exemplo na indústria de alimentos do uso de fermentação acética. É processado a partir de carboidratos (amido ou açúcares), sofrendo fermentação alcoólica, seguido por fermentação acética. Deve-se observar que a fermentação acética não deve iniciar-se antes da fermentação alcoólica ter se concluído e ao término da fermentação acética, o vinagre não deve ser mais exposto ao ar, uma vez que o processo de oxidação continuará resultando em CO2 e H2O, o que é evitado envasando hermeticamente o produto após pasteurização.

9.4 Aditivos A necessidade tecnológica do uso de um aditivo deve ser justificada sempre que proporcionar vantagens de ordem tecnológica e não quando estas possam ser alcançadas por operações de fabricação mais adequadas ou por maiores precauções de ordem higiênica ou operacional. O emprego de aditivos justifica-se por razões tecnológicas, sanitárias, nutricionais ou sensoriais, sempre que: sejam utilizados aditivos autorizados em concentrações tais que sua ingestão diária não supere os valores de ingestão diária aceitável (IDA) recomendados; atenda às exigências de pureza estabelecidas pela FAO-OMS, ou pelo Food Chemical Codex. É proibido o uso de aditivos em alimentos quando: houver evidências ou suspeitas de que o mesmo não é seguro para consumo humano, interferir sensível e desfavoravelmente no valor nutritivo do alimento; servir para encobrir falha no processamento e/ou nas técnicas de manipulação; encobrir alteração ou adulteração da matéria-prima ou do produto já elaborado; induzir o consumidor a erro, engano ou confusão.

9.4.1 Algumas definições »»

Ingrediente: é qualquer substância, incluídos os aditivos alimentares, empregada na fabricação ou preparação de um alimento e que permanece no produto final, ainda que de forma modificada.

»»

Aditivo alimentar: é qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos, sem propósito de nutrir, com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

ou sensoriais, durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento. Ao agregar-se poderá resultar em que o próprio aditivo ou seus derivados se convertam em um componente de tal alimento. Esta definição não inclui os contaminantes ou substâncias nutritivas que sejam incorporadas ao alimento para manter ou melhorar suas propriedades nutricionais. »»

Coadjuvante de tecnologia de fabricação: é toda substância, excluindo os equipamentos e os utensílios utilizados na elaboração e/ou conservação de um produto, que não se consome por si só como ingrediente alimentar e que se emprega intencionalmente na elaboração de matérias-primas, alimentos ou seus ingredientes para obter uma finalidade tecnológica durante o tratamento ou fabricação. Deverá ser eliminada do alimento ou inativada, podendo admitir-se no produto final a presença de traço da substância, ou seus derivados.

»»

Contaminantes: é qualquer substância indesejável presente no alimento como resultado das operações efetuadas no cultivo de vegetais, na criação de animais, nos tratamentos zoo ou fitossanitários, ou como resultado de contaminação ambiental ou de equipamentos utilizados na elaboração e/ou conservação do alimento.

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Amido quimicamente modificados: amidos modificados quimicamente não são considerados como aditivos alimentares, devendo ser mencionados na lista de ingredientes como amidos modificados. Quando utilizados pela indústria alimentar, deverão obedecer às especificações estabelecidas pelo Food Chemical Codex. Amidos naturais e amidos modificados por via física ou enzimática serão mencionados na lista de ingredientes como amidos.

9.4.2 Classificação dos aditivos »»

Acidulantes: comunicam ou intensificam o gosto acídulo dos alimentos. Os principais acidulantes são: ácido adípico, ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido fumárico, ácido glicônico, ácido glicólico, ácido lático, ácido málico, ácido tartárico, glucona delta lactona (GDL).

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Umectantes: evitam a perda de umidade dos alimentos. Os principais são: pólios, lactato de sódio, dioctilsulfosuccinato de sódio (DSS).

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Antiumectante: diminuem as características higroscópicas dos produtos. Os principais são: silicatos, fosfatos, carbonatos, citrato de ferro amoniacal.

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Espessantes: elevam a viscosidade de soluções, emulsões e suspensões.

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Estabilizantes: favorecem e mantêm as características físicas das emulsões e suspensões. Os principais são: polissacarídeos (agar-ágar e musgo-irlandês, alginatos), Exsudatos de plantas (goma-adraganto, goma-arábica, goma caraia), Gomas de sementes (goma guar, goma jataí), Xantana, amidos modificados, derivados de celulose, fosfatos, sais e agentes tamponantes, ésteres de sorbitana e polissorbatos, glicerídeos e derivados, derivados de ácidos graxos.

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Antioxidantes: retardam o surgimento de processos oxidativos. Os principais são: ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido fosfórico, sulfitos, Butil Hidroxi Anisol (BHA), Butil Hidroxi Tolueno (BHT), tocoferois.

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Conservantes: impossibilitam ou atrasam a deterioração microbiana ou enzimática dos alimentos. Os principais são: ácidos lipofílicos e derivados, nitratos e nitritos.

Alimentos Industrializados e Conservação dos Alimentos

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Edulcorantes: substâncias não glicídicas que conferem sabor doce aos alimentos. Existem os naturais: esteviosídeo, sorbitol, manitol, e os sintéticos: sacarina, ciclamatos, aspartame. Acesulfame-k.

Fique de olho! A escolha por edulcorantes naturais é sem dúvida uma escolha saudável. A estévia é uma planta que apresenta sabor adocicado maior que o açúcar. É encontrada em formato de pó com a coloração branca, ainda em tabletes e em líquidos (gotas). É na folha de estévia que se encontra os agentes adoçantes, como o esteviosídeo, rebaudiosídeo e dulcosídeo. Para compreensão da proporção equivalente: 1 colher de sopa de açúcar equivale a 7 gotas de estévia em gotas.

Tabela 9.2 – Edulcorantes e suas características Edulcorante

Características Pode adoçante 200 vezes maior que o açúcar.

Acesulfame K: (ácido acetoacético)

Possui boa estabilidade em soluções e em altas temperaturas. Bom sinergismo com outros edulcorantes. Não é metabolizado pelo organismo, e seu limite de consumo é de 15 mg/Kg/dia. É um pó cristalino, branco, inodoro, 150-200 vezes mais doce que a sacarose. Metabolizado pelo organismo (metabolismo proteico) fornecendo 4 Kcal/g e não contém sódio.

Aspartame: (éster metílico 2 L-aspartil-L-fenilalanina)

É instável em bebidas gasosas e alta temperatura. Fenilcetonúricos não devem consumir o aspartame. Seu limite de consumo diário é o mais alto: 40 mg/Kg de peso. Poder adoçante 25-60 vezes maior que a sacarose.

Ciclamato: (ácido ciclamico + sais de sódio e cálcio)

São solúveis em água e apresentam estabilidade térmica ótima. Muito usado como adoçante de mesa. No Brasil, a dosagem permitida é de 3,5 mg / Kg de peso. É um açúcar natural, encontrado em frutas maduras, mel e alguns vegetais.

Frutose

Fornece 4 cal/g, sendo 1½ vez mais doce. O uso de frutose por diabéticos ainda é polêmico por isso seu consumo deve ser controlado. É um sólido cristalino, solúvel em água, branco.

Manitol

Poder adoçante semelhante à sacarose. Obtido por extratos vegetais e de algas ou por síntese química a partir de açúcar invertido. É um pó semicristalino sintetizado quimicamente (0-benzosulfamida, glúcido), branco, inodoro, com intenso sabor doce e amargo, com gosto residual, às vezes metálico, e é solúvel em água. É de 250-700 vezes mais doce que a sacarose (em geral 300 vezes), não sendo metabolizado pelo organismo.

Sacarina

Utilizado junto com ciclamato para mascarar o gosto residual, tendo ainda um efeito sinérgico com relação ao poder adoçante. É o edulcorante mais comumente empregado, na forma de sais (sacarina sódica e cálcica). Apresenta boa estabilidade a acidez e térmica. Pela FAO/OMS seu limite de consumo é de 3,5 mg/Kg de peso/dia, mas no Brasil é permitida apenas 150 mg/dia.

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Edulcorante

Características É um sólido cristalino, com poder adoçante 60% superior a da sacarose, e no corpo é convertido em frutose.

Sorbitol

Encontrado em algumas frutas como maçã e pera, e sintetizado quimicamente a partir da glicose (D-sorbitol). Disfarça o sabor amargo da sacarina. Único edulcorante 100% natural. Descoberto em 1905, sendo extraído da Stevia Rebaudiana Bertoni, nativa da América do Sul. Produz 4 cal/g, mas não altera a glicemia, pois é eliminada como foi ingerida.

Steviosídeo

É 300 vezes mais doce que a sacarose. O limite de consumo é de 5,5 mg/Kg de peso/dia. Possui gosto amargo ao ser consumida, o que é disfarçado pelos outros componentes dos alimentos, mas possui gosto residual.

Xilitol

Produzido a partir da xilose (açúcar da madeira) tem doçura semelhante ao açúcar comum.

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Corantes: conferem ou intensificam a cor dos produtos. Existem os naturais e artificiais.

»»

Aromatizantes/flavorizantes: conferem e intensificam o sabor e aroma dos alimentos. Entre eles temos os óleos essenciais.

»»

Antiespumíferos: influem na tensão superficial dos alimentos;

»»

Espumíferos: modificam a tensão superficial dos alimentos;

»»

Clarificantes: retiram a turbidez dos produtos.

Além dos aditivos já citados, outras definições se fazem importante: »»

Germicida: agente químico capaz de destruir organismos patogênicos, mas não neces sariamente esporos bacterianos.

»»

Antissépticos: agente químico capaz de prevenir ou interromper o desenvolvimento de microrganismos seja pela sua destruição ou pela inibição e podendo ser aplicado em tecidos vivos.

»»

Desinfetante: agente químico que destrói bactérias patogênicas ou outros germes prejudiciais (não necessariamente esporos bacterianos) e é aplicado apenas em superfície inerte.

»»

Fungicida: agente químico capaz de destruir fungos.

»»

Fungistático: agente químico capaz de inibir ou interromper o desenvolvimento fúngico, sem necessariamente causar destruição.

»»

Bactericida: agente químico capaz de destruir bactérias.

»»

Bacteriostático: agente químico capaz de impedir a multiplicação de bactérias, sem necessariamente causar destruição.

Alimentos Industrializados e Conservação dos Alimentos

113

Vamos recapitular? A descrição, neste capítulo, foi sobre os produtos industrializados e métodos de conservação, por ação do calor, frio, umidade, reação ionizante e outras. Métodos que favorecem a conservação e a vida de prateleira do produto.

Agora é com você! 1) Quais os objetivos da tecnologia dos alimentos e quais aspectos estão relacionados a esse segmento? 2) Quais os métodos de conservação por calor? Diferencie cada um. 3) Explique sobre os métodos de conservação pelo frio. 4) Discorra sobre o processo de conservação pelo controle de umidade. 5) Qual as vantagens e desvantagens dos processos de conservação pela adição de sal e açúcar? 6) Sobre o uso de radiação ionizante como processo de conservação de alimentos, pesquise sobre possíveis efeitos maléficos à saúde. Leia o artigo disponível em <http://www.cena.usp.br/irradiacao/efeitos.htm> e discorra a respeito com base na sua opinião.

114

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

10 Sugestões de Protocolos Práticos

Para começar Este capítulo tem por objetivo apresentar protocolos práticos para a elaboração de aulas práticas. O intuito vem a agregar a compreensão adequada, integrando a teoria com a prática.

10.1 Alterações biológicas dos alimentos As alterações biológicas dos alimentos apresentam fatores intrínsecos e extrínsecos. Para constatar esses fatores, realizaremos alguns experimentos.

10.1.1 Crescimento microbiano e atividade de água (Aa / Wa) »» »»

»»

Objetivo: Comparar o crescimento microbiano em alimentos com baixos e elevados valores de Aa. Materiais: 10g de carne fresca em pequenos pedaços, 15 g de leite em pó, 300ml de água destilada, 2un. béquer, 1un. bastão de vidro, 2un. placa de petri / meio de cultura, 2un. cotonete, 1un. colher de sopa, bico de bunsen, tela de amianto, tripé, fósforo. Método: 1) Em 1 béquer, misture 1 colher de sopa de carne em 100ml de água destilada e reserve; 2) No outro béquer, dissolva o leite em pó em água destilada (1 colher de sopa para 200ml de água destilada); 115

3) Aproxime o meio de cultura do bico de Bunsen, umedeça o cotonete na mistura de carne com água destilada e passe levemente no meio de cultura, depois faça o mesmo com o leite. Tampe e aguarde o crescimento microbiano. »»

Responda: Avalie o que aconteceu, qual meio de cultura apresentou maior crescimento? Por quê?

10.1.2 Ordem de deterioração dos alimentos segundo o valor de Aa/Wa »»

Objetivo: Verificar o processo de deterioração em alimentos com diferentes valores de Aa, armazenados sob temperatura ambiente.

»»

Materiais: 2 cubos de carne fresca, 1 pão francês, 50ml de leite condensado, 1 copo descartável de 50ml e filme plástico.

»»

Método: 1) Colocar 50ml de leite condensado no copo descartável; 2) Lacrar estes alimentos com filme plástico e armazená-los sob temperatura ambiente.

»»

Responda: Qual a ordem de deterioração dos alimentos? Por quê? A temperatura ambiente favorece o crescimento microbiano? Por quê?

10.1.3 pH dos alimentos »»

Objetivo: Observar o pH de diferentes alimentos.

»»

Materiais: 50ml de coca-cola, fanta, sprite e guaraná, 50ml de leite A, B, C e UHT, 10g de carne moída, 50ml molho / purê de tomate, 50ml de ades de uva, peagâmetro, papel indicador de pH, água destilada e 11un. de copo descartável de 50ml.

»»

Método: 1) Dispor as substâncias em copos descartáveis de 50ml; 2) Misturar a carne moída com água destilada; 3) Proceder a medição com peagâmetro; 4) Proceder a medição com papel indicador de pH.

»»

Responda: Qual a relação entre o valor de pH e o crescimento de micro-organismos? Explique com base bibliográfica e dê exemplos.

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Fique de olho! A bioquímica dos alimentos tem relação direta no crescimento de microrganismos. Já concluímos dentro dos contextos apresentados anteriormente deste livro. Já foi compreendido que certos microrganismos tem maiores afinidades com alimentos de pH ácido como é o caso dos fungos. Já alimentos com pH alcalino tem maior probabilidade para crescimento de microrganismos como as bactérias. Compreenda estes fenômenos praticando e discutindo as observações encontradas nestes protocolos práticos.

10.1.4 Temperatura de armazenamento e crescimento de micro-organismos »»

Objetivo: Avaliar o crescimento de micro-organismos em amostras armazenadas sob refrigeração e sob temperatura ambiente.

»»

Materiais: 3 cotonetes, 4 placas de petri e meio de cultura, 1 limão, 1 béquer, bico de bunsen, tela de amianto, tripé, 1 faca e 1 espremedor de limão.

»»

Método: 1) Umedeça o cotonete na mucosa bucal e passe delicadamente em 2 meios de cultura. Armazene 1 sob refrigeração e 1 em temperatura ambiente; 2) Prepare o suco de um limão em 1 béquer, umedeça o cotonete na mucosa bucal e agite no suco de limão. Umedeça outro cotonete nesta mistura e passe delicadamente nos outros 2 meios de cultura. Armazene 1 sob refrigeração e 1 sob temperatura ambiente.

»»

Responda: Qual o micro-organismo encontrado na saliva e o que pode causar?

10.2 Alterações químicas dos alimentos 10.2.1 Análise de alimentos gordurosos (rancificação) »»

Objetivo: Determinar se os produtos analisados encontram-se rancificados.

»»

Materiais: 10ml de cinco marcas diferentes de óleo de soja, 10ml (após aquecimento) de cinco marcas diferentes de margarina, pipeta ou proveta graduada (5ml), 2un. Béquer, 5ml de ácido clorídrico, 5ml de floroglucina a 0,1% em éter, bico de bunsen, tripé, tela de amianto, pinça de madeira.

»»

Método (Reação de Kreiss): 1) Dissolver, no fogo, separadamente cada amostra; 2) Adicionar 5ml de ácido clorídrico e agitar por 30 segundos;

Sugestões de Protocolos Práticos

117

3) Adicionar 5ml de solução de floroglucina e agitar novamente por 30 segundos; 4) Deixar em repouso por 10 minutos tampado; 5) Na presença de substância rançosa a camada inferior apresentará uma coloração rósea ou vermelha. »»

Responda: Diferencie os dois tipos de rancificação com base bibliográfica.

10.3 Conservação dos alimentos 10.3.1 Branqueamento e congelamento »»

Objetivo: Avaliar o método de branqueamento para conservação de vegetais.

»»

Materiais: 150g repolho branco, couve-flor sem folhas, brócolis (exceto ninja) sem folhas, vagem, couve manteiga, cenoura e utensílios de cozinha.

»»

Método: 1) Higienizar as hortaliças e separá-las em 3 lotes de 50g; 2) Picar o repolho em tiras grossas, como também a couve manteiga; 3) Separar as flores do brócolis e couve-flor; 4) Cortar a cenoura tipo palito e a vagem em pedaços médios; 5) Levar ao fogo água para ferver; 6) Levar a geladeira água para gelar (congelador); 1o LOTE − Assim que a água ferver, colocar separadamente as hortaliças e deixar ferver por 3 minutos, retirar com uma escumadeira e colocar em um recipiente com água gelada por mais 3 minutos. Embalar e armazenar sob congelamento. 2o LOTE − Armazenar separadamente em sacos plásticos sob congelamento. 3o LOTE − Armazenar sob refrigeração (gaveta inferior da geladeira).

»»

Responda: 1) Qual é a diferença entre os 3 lotes? 2) O que ocorreu com as hortaliças armazenadas sob refrigeração? Explique tecnicamente. 3) Dê a sua opinião sobre este método de conservação e diga onde e de que forma poderá aplicá-lo.

118

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

10.3.2 Conservação dos alimentos por fermentação 10.3.2.1 Ação do fermento biológico »» Objetivo:

Analisar o processo de fermentação a partir do fermento biológico. »»

Materiais: 1 tablete de fermento biológico, 1 colher de sobremesa de açúcar, 2 copos plásticos transparentes, 2 elásticos, filme plástico.

»»

Método: 1) Colocar água filtrada até a metade de cada copo; 2) Em apenas 1 copo, colocar 1 colher de sobremesa de açúcar e ¼ do tablete de fermento biológico; 3) No outro copo, colocar ¼ do fermento biológico, sem açúcar; 4) Tampar os dois copos com filme plástico e prendê-los com elástico; 5) Deixar os dois copos em local pouco iluminado por 1 dia.

»»

Responda: Como o plástico se apresenta em cada copo? E qual o odor das duas substâncias? Dê um nome a esse fenômeno.

10.3.2.2 Fermentação láctica (queijo fresco e ricota) Queijo fresco

»»

Objetivo: Observar a técnica correta do preparo de queijo minas frescal e o controle de higiene.

»»

Materiais: Panela com tampa, fogão, forma para queijo, faca, colher, prato, escumadeira, bandeja, termômetro, béquer de 100ml, pipeta de 2ml, ácido láctico, 3 litros de leite tipo C, coalho líquido e sal.

»»

Método: 1) Colocar 3 litros de leite na panela e aquecer até 37 °C; 2) Adicionar de 20 a 30g de sal; 3) Em um béquer, colocar 1 colher de sopa de coalho em 50ml de leite e 2ml de ácido láctico; 4) Adicionar ao restante do leite e agitar por 1 minuto; 5) Aguardar 40 minutos com a panela tampada, sem qualquer movimento, para perfeita coagulação;

Sugestões de Protocolos Práticos

119

6) Cortar a coalhada em cubos pequenos; 7) Colocar a coalhada delicadamente na forma de queijo com auxílio de escumadeira; 8) Retirar o máximo possível de soro; 9) Refrigerar; 10) Desenformar e degustar na semana seguinte. Ricota

Acrescentar ao soro o suco de 1 limão e ferver até formar grumos.

10.4 Aditivos 10.4.1 Análise de carnes Avaliação do pH

»»

Materiais: Peagâmetro, papel indicador de pH, água destilada, béquer, carne.

»»

Método: 1) Colocar em um béquer 10g de carne; 2) Adicionar 2ml de água destilada; 3) Fazer a leitura do pH com o peagâmetro e com o papel indicador.

»»

Interpretação do resultado: pH 5,8 a 6,2: Boa para o consumo pH 6,4: Consumo imediato pH acima de 6,4: Início de decomposição

Presença de conservantes (formaldeído)

»»

Materiais: Béquer, água destilada, tripé, tela de amianto, bico de bunsen, tubo de ensaio, NaOH 10%, floroglucina a 1%, bastão.

»»

Método: 1) Colocar 3g de carne em um béquer com 10ml de água destilada; 2) Aquecer até obter um extrato de carne; 3) Adicionar 1ml de floroglucina e 2ml de NaOH; 4) Misturar bem e observar a coloração.

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

»»

Interpretação do resultado: Cor salmão: formaldeído

10.4.2 Análise de substâncias estranhas no leite »»

Objetivo: Verificar se o leite analisado contém substâncias estranhas como formol, amido e urina.

Conservantes (formol)

»»

Materiais: Béquer, floroglucina 1%, NaOH 10%, leite.

»»

Método: 1) Colocar em um béquer 10ml de leite; 2) Adicionar 1ml de solução de floroglucina; 3) Adicionar 2ml de NaOH 10%; 4) Misturar bem e observar a coloração.

»»

Interpretação do resultado: Salmão: formol / esverdeado: ausência de formol.

Conservantes (água oxigenada)

»»

Materiais: Béquer, solução de guaiacol a 1%, leite.

»»

Método: 1) Colocar em um béquer 10ml de leite; 2) Adicionar 2ml de solução de guaiacol a 1%; 3) Misturar bem e observar a coloração.

»»

Interpretação do resultado: Salmão: água oxigenada

Espessantes (amido)

»»

Materiais: Béquer, conta gotas, bico de bunsen, tripé, tela de amianto, leite, lugol.

»»

Método: 1) Colocar em um béquer 10ml de leite; 2) Levar ao fogo até ferver e esperar esfriar;

Sugestões de Protocolos Práticos

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3) Adicionar 2 gotas de solução de iodo (lugol); 4) Misturar bem e observar a coloração. »»

Interpretação do resultado: Azul: amido

Urina

»»

Materiais: Béquer, leite, ácido clorídrico, ácido nítrico, álcool etílico.

»»

Método: 1) Colocar em um béquer 5ml de leite; 2) Adicionar 5ml de ácido clorídrico, 5ml de álcool etílico e 5ml de ácido nítrico; 3) Misturar bem e observar a coloração.

»»

Interpretação do resultado: Rósea violácea – urina

10.4.3 Análise do mel Pesquisa de pH

»»

Materiais: Béquer, mel, peagâmetro, papel indicador de pH.

»»

Método: 1) Colocar 10ml da amostra em um béquer; 2) Determinar o pH.

»»

Interpretação do resultado: Mel de abelhas pH = +/- 3,9

Pesquisa de adulteração

»»

Materiais: Conta gotas, béquer, lugol, água destilada.

»»

Método: 1) Colocar 10ml da amostra em um béquer; 2) Adicionar 10ml de água destilada; 3) Adicionar 1ml de lugol.

»»

Interpretação do resultado: Vermelho a violeta: glicose comercial

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

10.5 Hortaliças Avaliar os efeitos dos métodos e tempo de cocção sobre a cor, o sabor e a textura de hortaliças.

10.5.1 Carotenoides Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção. Cortar em cubos. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Cenoura

50 g

Água

200 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar a cenoura e assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 15 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação utilizando panela tampada por 15 minutos. Experiência 3: repetir a operação utilizando panela de pressão(calor úmido sob pressão) por dois minutos após o início da liberação de vapor.

10.5.2 Clorofila Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção. Cortar cada flor em quatro partes. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Brócolos

50 g

Água

300 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar o brócolos e assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 8 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação utilizando panela tampada por 8 minutos. Experiência 3: repetir a operação utilizando panela de pressão (calor úmido sob pressão) por um minuto após o início da liberação de vapor.

10.5.3 Antocianina Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção. Cortar em tiras. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Repolho Roxo

50 g

Água

200 ml

Experiência 1:aquecer a água até ebulição, adicionar o repolho roxo e assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 8 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação utilizando panela tampada por 8 minutos. Experiência 3: repetir a operação utilizando panela de pressão(calor úmido sob pressão) por um minuto após o início da liberação de vapor.

Sugestões de Protocolos Práticos

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10.5.4 Antoxantina Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção. Cortar em tiras. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Repolho Branco

50 g

Água

200 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar o repolho branco e assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 8 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação utilizando panela tampada por 8 minutos. Experiência 3: repetir a operação utilizando panela de pressão(calor úmido sob pressão) por um minuto após o início da liberação de vapor.

10.5.5 Betalaína Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção. Cortar em cubos. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Beterraba

50 g

Água

300 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar beterraba e assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 20 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação utilizando panela tampada por 20 minutos. Experiência 3: repetir a operação utilizando panela de pressão (calor úmido sob pressão) por três minutos após o início da liberação de vapor.

Determinação o efeito da modificação do pH sobre a cor, o sabor e a textura de hortaliças. 10.5.5.1 Carotenoides Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção.

Cenoura

50 g

Cortar em cubos. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão.

Água

200 ml

Suco de limão

3 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar a cenoura e suco, assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 15 min. com a panela destampada.

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Experiência 2: repetir a operação adicionando à água em ebulição, 0,5 g de bicarbonato de sódio.

Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

10.5.5.2 Clorofila Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção.

Brócolos

50 g

Cortar cada flor em quatro partes. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Água

300 ml

Suco de limão

3 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar o brócolos e o suco, assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 7 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação adicionando 0,5 g de bicarbonato de sódio à água em ebulição.

10.5.5.3 Antocianina Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção.

Repolho Roxo

50 g

Água

200 ml

Suco de limão

3 ml

Cortar em tiras. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal. Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar o repolho roxo e o suco ,assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 8 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação adicionando 0,5 g de bicarbonato de sódio à água em ebulição.

10.5.5.4 Antoxantina Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção.

Repolho Branco

50 g

Água

200 ml

Suco de limão

3 ml

Cortar em tiras. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal. Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar o repolho branco e o suco, assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 8 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação adicionando 0,5 g de bicarbonato de sódio à água em ebulição.

10.5.5.5 Betalaína Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, limpar, pesar. Calcular o fator de correção.

Beterraba

50 g

Cortar em cubos. Pesar depois da cocção, calcular o fator de conversão, calcular o rendimento e a porção ideal.

Água

300 ml

Suco de limão

3 ml

Experiência 1: aquecer a água até ebulição, adicionar beterraba e o suco, assim que a ebulição reiniciar, abaixar a chama e cozinhar por 20 min. com a panela destampada. Experiência 2: repetir a operação adicionando 0,5 g de bicarbonato de sódio à água em ebulição.

Sugestões de Protocolos Práticos

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10.5.6 Análise do efeito do branqueamento no processo de escurecimento enzimático Ingrediente

Quantidade

Técnica de preparo Pesar, lavar, descascar, cortar em cubos e dividir em quatro grupos.

1 unidade

Batata

grande

Experiência 1: Expor o primeiro grupo ao ar por 45 minutos. Experiência 2: Branquear o segundo grupo e expor ao ar por 45 minutos. Experiência 3: Colocar o terceiro grupo submerso em água por 45 minutos. Experiência 4: Colocar o quarto grupo submerso em 30 ml de suco de limão.

Fique de olho! Para o branqueamento, levar 250 ml de água à ebulição. Adicionar a batata e esperar nova ebulição. Neste momento, marcar 1,5 minuto. Retirar da água e fazer choque térmico com água gelada. Após resfriamento, retirar da água e deixar secar.

Vamos recapitular? Neste capítulo, obtivemos o conhecimento prático através da aplicação dos protocolos descritos. De grande importância a interação da teoria e a prática. Aplicação das experiências para conclusão da importância do conhecimento em Bioquímica dos Alimentos.

Agora é com você! 1) Quais os efeitos causados à cor e ao sabor das hortaliças ao se tampar a panela? 2) Quais são as vantagens e desvantagens do uso de calor úmido sob pressão em cada um dos pigmentos? 3) Por que se devem adicionar as hortaliças na água já em ebulição? 4) Qual é o impacto nutricional obtido pela cocção das hortaliças? 5) Qual o pigmento que não é afetado significativamente pela alteração do pH? 6) Qual é o impacto nutricional da utilização de bicarbonato de sódio para a cocção de hortaliças? Você recomendaria a utilização deste? 7) A água de cocção pode ser utilizada para outros fins? Quais? 8) Comparar a cor das batatas cruas. Alguma diferença foi observada? Por que essas diferenças ocorreram? 9) Caso haja atraso na cocção da batata, você indicaria a imersão das batatas em água? Por quê? 10) Que composto químico está envolvido no escurecimento enzimático?

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação

Bibliografia ANVISA – AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA – Portaria nº 540 – SVS/MS, de 27 out. 1997. Disponível em: <www.anvisa.gov.br>. Acesso: 28 out. 2012. ARAÚJO, Wilma M. C. et al. Alquimia dos alimentos. Brasília: Senac, 2009. BARUFFALDI, R., OLIVEIRA, M. N. Fundamentos de tecnologia de alimentos. v.3. São Paulo: Atheneu, 1998. BERNARDES, S. M. Redescobrindo os alimentos. São Paulo: Loyola, 1997. BOBBIO, P. A., BOBBIO, F. O. Química do processamento de alimentos. 2. ed. São Paulo: Varela, 1995. COELHO, T. Alimentos, Propriedades Físico-Químicas. 2. ed. Rio de Janeiro: Cultura Médica, 2002. EVANGELISTA, J. Tecnologia de Alimentos. 2. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 1998. GAVA, A. J. Princípios de tecnologia de alimentos. 7. ed. São Paulo: Nobel, 1984. JAPUR, C. C. et al. Técnica dietética aplicada à produção de refeições. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. KOBLITZ, M. G. B. Bioquímica de Alimentos: teoria e aplicação prática. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. LANZILLOTTI, H. S. Aplicação da tecnologia de alimentos em alimentação coletiva. Higiene alimentar. v. 16, n.92/93, São Paulo, jan/fev, 2002. MAYES, P. A. Carboidratos de significado fisiológico, 2002. In: LARA, B. L. Características físico-químicas do amido em alimentos comerciais para cães e gatos. Congresso Brasileiro de Zootecnia, 2007. Disponível em: < http://www.abz.org.br/files.php?file=documentos/ Caracter__sticasf__sico_qu__micasdoamidoemalimentoscomerciaisparac__esegatos_148718539.pdf >. Acesso em: 06 jul. 2014. MORETTO, E.; FETT, R.; GONZAGA, L. V.; KUSKOSKI, E. M. Introdução à Ciência de Alimentos. Florianópolis: Ed. UFSC, 2002, 255p. ORNELLAS, L. H. Técnica Dietética: seleção e preparo dos alimentos. 4 ed. São Paulo: Atheneu, 2006. PASSOS, L. M. L.; PARK, Y. K. Frutooligossacarídeos: implicações na saúde humana e utilização em alimentos. Cienc. Rural, Santa Maria , v. 33, n. 2, abr. 2003. Disponível em <http://www.scielo.br/ scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84782003000200034&lng=en&nrm=iso>. Accesso em: 17 jul 2014. PHILIPPI, S. T. Nutrição e Técnica Dietética. São Paulo: Manole, 2006. SILVA, J. A. Tópicos da tecnologia de alimentos. São Paulo: Varela, 2000. SALINAS, R. Alimentos e Nutrição. Introdução à Bromatologia. Porto Alegre: Artmed, 2002.

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Bioquímica dos Alimentos − Composição, Reações e Práticas de Conservação