Bromatologia

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60 FACULDADE ASSIS GURGACZ CURSO DE NUTRIÇÃO COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS E BROMATOLOGIA II Profª. Fernanda Zanchet Saraiva CASCAVEL - 2007 SUMÁRIO 1 REGRAS DE SEGURANÇA E ACIDENTES NO LABORATÓRIO 3 2 INCERTEZA NAS MEDIÇÕES 5 2.1 ERROS 6 2.1.1 Erro Absoluto 6 2.1.2 Erro Relativo (Incerteza Percentual) 7 2.1.3 Outros Tipos de Erros 8 2.2 ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS 9 2.3 ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS COMO NOÇÃO DE PRECISÃO 10 2.4 OPERAÇÕES COM MEDIÇÕES 11 3 OPERAÇÕES 13 3.1 AMOSTRAGEM 14 3.1.1 Determinação da Quantidade de Amostra 14 3.1.1.1. Alimentos com embalagens 15 3.1.1.2. Alimentos sem embalagens 15 3.1.2 Identificação da Amostra 16 3.2 ENVIO DA AMOSTRA 17 3.2.1 Destino das Amostras 18 3.2.2 Tipos de análises de controle de qualidade em alimentos 18 3.3 PREPARO DAS AMOSTRAS: PROCEDIMENTOS GERAIS 18 3.3.1 Amostras Sólidas em Pó ou Grânulos 18 3.3.2 Amostras Líquidas 19 3.3.3 Sorvetes e Gelados 19 3.3.4 Mel e Melados 19 3.3.5 Carnes e Produtos de Carnes 19 3.3.6 Produtos Semi-Sólidos ou Misturas Líquido Sólido 19 3.3.7 Pastas Semiviscosas e Líquidos Contendo Sólidos 20 3.4. Importância e tipos de águas nos alimentos 20 3.5. Cinzas ou conteúdo mineral fixo nos alimentos 20 4 CARBOIDRATOS 20 4.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS PRINCIPAIS GLICÍDIOS 20 4.2 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS AÇÚCARES 23 4.2.1 Solubilidade 23 4.2.2 Cristalização 24 4.2.3 Índice de Refração e Propriedades Espectrais 24 4.2.4 Atividade Ótica 24 4.3 PODER EDULCORANTE 26 4.4 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE GLICÍDIOS 26 4.4.1 Método Polarimétrico (Polarímetro) 26 4.4.2 Método Químico 27 4.4.2.1. Reação de Fehling 28 TIPÓS DE AÇÚCARES INDUSTRIAIS 28 4.5 DEXTRINIZAÇÃO 28 4.6 OXIDAÇÃO DO AMIDO 29 4.7 SUBSTITUIÇÃO 29 4.8 AMIDOS COM LIGAÇÕES CRUZADAS 29 4.9 CICLODEXTRINAS 30 5 PECTINA 31 5.1 PECTINAS DE ALTO TEOR DE GRUPOS METOXÍLICOS (ATM) 31 5.2 PECTINAS DE BAIXO TEOR DE GRUPOS METOXÍLICOS (BTM) 32 5.2.1 Elementos Básicos para a Elaboração de uma Geléia 32 5.3 HIDRÓLISE DA PECTINA 33 5.4 CELULOSE 33 5.5 CARBOXIMETIL CELULOSE (CMC) 34 5.6 METICELULOSE 34 5.7 HIDRÓPROPILMETILCELULOSE 34 5.8 HEMICELULOSE 35 6 GOMAS E MUCILAGENS 35 6.1 GOMAS E ESTRUTURAS DE PLANTAS AQUÁTICAS 36 6.2 GOMAS DE ESTRUTURAS DE SEMENTES DE PLANTAS TERRESTRES 37 6.3 GOMAS ESTRUTURAIS DE EXSUDATOS DE PLANTAS TERRESTRES 37 6.4 GOMAS ESTRUTURAIS DE MICRORGANISMOS 38 6.5 EMULSÃO E AGENTES EMULSIFICANTES 39 6.6 AGENTES EMULSIFICANTES 39 6.7 ESPUMAS 40 7 EDULCORANTES 40 8 BIOQUÍMICA E BROMATOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS 43 8.1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE FRUTAS E HORTALIÇAS 44 8.2 CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS 45 8.3 MATURAÇÃO 45 8.3.1 Conseqüências da Respiração do Tecido Celular Vegetal 46 8.4 FENÔMENO CLIMATÉRICO 46 8.5 MODIFICAÇÕES QUÍMICAS NA MATURAÇÃO 47 9 PIGMENTOS 48 9.1 PORFIRINAS 49 9.1.1 Clorofila 49 9.1.2 Clorofila Cúprica 50 9.2 BETALAINAS 51 9.3 FLAVONÓIDES 51 9.3.1 Antoxantinas 51 9.4 TANINOS 52 9.5 CAROTENÓIDES 52 9.6 QUINONAS 53 9.7 CURCUMINA 54 10 ANTIOXIDANTES 55 10.1 PRINCIPAIS ANTI-OXIDANTES 55 11 FIBRAS 55 REGRAS DE SEGURANÇA E ACIDENTES NO LABORATÓRIO Nossas aulas serão em sua maior parte com atividades práticas, portanto utilizaremos freqüentemente o laboratório de Bromatologia, para tal tornar-se imprescindível relembrarmos regras importantes para nossa segurança e dos nossos colegas: Usar o guarda-pó abotoado; Usar calçado fechado; Usar calça comprida; Usar cabelos presos; Verificar sempre a voltagem dos aparelhos; Sempre se dirigir ao professor em qualquer caso de acidente; Manter sempre limpo o local de trabalho, evitando obstáculos inúteis que possam dificultar as análises; Sempre adicionar ácidos à água, nunca água à ácidos; Não retornar os reagentes aos vidros primitivos, mesmo que não tenham sido usados, coloque os sólidos em um recipiente especial para refugos químicos; Os líquidos quando não forem inflamáveis podem ser despejados na pia, com bastante água corrente; Lubrificar os tubos de vidro, termômetros etc., antes de inseri-los em uma rolha, proteger as mãos com luvas apropriadas ou enrolar a peça de vidro em uma toalha esta operação; Ter muita cautela quando for testar um produto químico por odor; não coloque o produto ou frasco diretamente sob o nariz; Utilizar a capela sempre que for trabalhar uma reação que libere fumos venenosos ou irritantes; Nunca deixar sem atenção qualquer operação onde haja aquecimento ou que reaja violentamente; Improvisões são o primeiro passo a um acidente. Use material adequado; Fechar com cuidado as torneiras de gás, evitando o seu escape; Não deixar sobre a mesa, vidro quente, pois podem pegá-lo inadivertidamente; Não trabalhar com inflamáveis perto dos bicos de gases acesos ou resistências elétricas ligadas; Nunca trabalhar ou aquecer tubos de ensaio com a abertura dirigida contra si ou outrem. Dirija-o para dentro da capela; Não aquecer reagentes em sistemas fechados; Nunca fumar dentro de um laboratório; Ligar o exaustor toda vez que houver escape de vapores ou gases no laboratório; Antes de proceder uma reação da qual não saiba totalmente os resultados, faça uma em escala na capela; Ter completa consciência da localização do chuveiro de emergência, lavadores de olhos e extintores, sabendo como usá-los corretamente; Não pipetar líquidos cáusticos ou venenosos com a boca. Usar aparelhos apropriados; Após trabalhar com material tóxico, devemos limpar esmeradamente as mãos, o local de trabalho e os materiais; Qualquer acidente deve ser comunicado ao responsável pelo laboratório; Corte ou ferimento mesmo leve, deve ser desinfetado e coberto; Queimaduras com fogo ou material quente deve ser tratado com pomada apropriada (ácido picrico). Queimaduras com ácido devem ser lavadas com muita água e em seguida com solução de bicarbonato de sódio; Queimaduras com bases, devem ser lavadas com muita água e em seguida com uma solução de 2% de ácido bórico ou acético; Queimaduras com fenol devem ser lavadas com muito álcool; Intoxicação com ácidos ou sais, tomar bastante leite e consultar um médico; Intoxicação com gases ou vapores, respirar ar puro e consultar um médico; Em qualquer momento esteja consciente do que estiver fazendo; Nunca devemos perder a calma dentro de um laboratório. INCERTEZA NAS MEDIÇÕES Na Química e na Física, bem como na vida prática, lidamos constantemente com medições. Nesta apostila vamos tratar de um aspecto importante inerente a elas: a incerteza que cada uma delas contém – a noção erro – e suas conseqüências para o tratamento e a notação correta das medições realizadas. Se realizarmos a medição da temperatura de um líquido no termômetro comum e, em seguida, no termômetro de Beckman, podemos obter a mesma leitura em ambos, por exemplo: 10º C. Mas, como sabemos, o termômetro de Beckman é um aparelho sofisticado, isto é, ele é mais elaborado com o objetivo de fornecer uma precisão maior nas leituras de temperatura; ele é capaz de acusar variações de temperatura bem menores que o termômetro comum. No termômetro comum não é notável uma variação de temperatura inferior a 0,2º C; o termômetro de Beckman, por sua vez, é capaz de acusar variações de até 0,002º C. Uma temperatura de 10,002º C seria distinguida pelo termômetro de Beckman, mas no termômetro comum continuaríamos lendo 10º C. Nós só leríamos outra temperatura no termômetro comum quando ela atingisse ou ultrapassasse 10,2º C. Portanto, quando lemos 10º C no termômetro comum, isto significa que podemos, em realidade, assegurar que a temperatura real do líquido está contida em uma faixa que vai de 10 – 0,2º C a 10 + 0,2º C; quando lemos 10º C no termômetro de Beckman, podemos assegurar que a temperatura real está contida em uma faixa que vai somente de 10 – 0,002º C. As formas corretas de anotar essas medições seriam 10 ± 0,2º C, para o termômetro comum, e 10 ± 0,002º C, para o termômetro de Beckman. ERROS Erro Absoluto Isto é o primeiro fato importante que aprendemos sobre as medições: nenhuma medida é um valor, trata-se sempre de uma faixa mais ou menos larga de valores, dependendo do aparelho utilizado. Esta faixa confere a cada medição um certo grau de incerteza. Esta incerteza, também chamada erro ou erro absoluto, não pode ser removida das medições, isto é, a faixa de valores pode ser diminuída, nunca suprimida. O erro absoluto caracteriza a exatidão do método. Um exercício importante é procurar saber o erro absoluto de todos os aparelhos que são utilizados para a realização de cada experimento. Erro Relativo (Incerteza Percentual) Considerações necessárias para a realização de medidas de quantidades diferentes em um mesmo aparelho. Compara-se as medidas de 40 ml e 0,5 ml em uma proveta. A proveta apresenta uma incerteza de medida de ± 0,1 ml. Quando mede-se 40 ml nela, a incerteza de ± 0,1 ml representa relativamente pouco frente ao volume medido. Em termos relativos, podemos dizer que nesta medida há um erro de apenas 0,25%. Erro relativo = 0,1 X 100 = 0,25% 40 Quando medimos 0,5 ml, porém, a situação se altera: 0,1 ml já representa relativamente muito frente ao volume total medido. O erro relativo nesta medição é muito maior. Erro relativo = 0,1 X 100 = 20% 0,5 Quando medimos 40 ml em uma proveta, há uma precisão muito maior do que quando medimos 0,5 ml no mesmo instrumento. O erro relativo expressa o grau de precisão de uma medição. Quanto menor o erro relativo, maior a precisão. A precisão, por definição, nada tem a haver com o erro absoluto, pois, como vimos, medições diferentes feitas no mesmo aparelho portanto, com o mesmo erro absoluto, podem ter precisões diferentes. Comparemos a precisão de medição de 1 ml em uma pipeta com a de 100 ml de uma proveta. INSTRUMENTO INCERTEZA VOLUME CÁLCULO CONCLUSÃO Pipeta ± 0,1 ml 1 ml 0,1 X 100 = 10% Menor precisão 1 Proveta ± 1 ml 100 ml 1 X 100 = 1% Maior precisão 100 Houve maior precisão na medição feita na proveta. Neste exemplo, vimos um caso em que a maior precisão foi obtida no instrumento de maior erro absoluto. Isto porque o volume medido nele foi muito maior e, em conseqüência, o erro relativo, que é o que importa para a estimativa da precisão, foi menor. Para que possamos comparar a precisão, não é necessário que as medições tenham sido feitas na mesma grandeza, com a mesma unidade. Também podemos comparar medidas feitas em unidades diferentes: em todos os casos, o que importa é calcular o erro relativo. O erro absoluto e o erro relativo são intrinsecamente inerentes a toda medição, seja qual for o aparelho empregado, haja ou não erro operacional no trabalho. Outros Tipos de Erros TIPOS EXEMPLOS Erros grosseiros - Erro de cálculo; erro de leitura. Erros acidentais (operacionais) - Pode-se errar no notar a mudança de cor no final de uma titulação; - Pode-se errar ao pressionar o cronômetro para fazer uma medição de tempo. Erros sistemáticos: - do método - O peso na gravimetria nunca é inteiramente insolúvel; - O ponto de viragem na volumetria nunca é exatamente igual ao ponto de equivalência. - instrumentais - Os pesos calibrados podem estar danificados; - Os reagentes podem estar impuros. Os erros grosseiros e acidentais podem ser eliminados ou evitados; os erros sistemáticos só podem ser eliminados com a mudança de método ou instrumental empregado. ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS Em uma medição, o último algarismo deve ser sempre estimado e corresponder à incerteza do aparelho. Não é lícito, no entanto, dizer que, se suprimíssemos o algarismo estimado, suprimiríamos a incerteza. Ao contrário, passaria a ser maior a discrepância entre o real e o lido. Podemos ver que a leitura 82,5º C com o algarismo estimado, se aproxima muito mais do real do que se lêssemos 82º C simplesmente, sem estimar nenhum algarismo. Por isso, devemos sempre estimar um algarismo quando lemos. Devemos entretanto lembrar que só podemos estimar 1 e somente 1 algarismo,nunca mais que isto. Esta regra, no entanto, apresenta exceções, por exemplo: 1) não se deve estimar nenhum algarismo quando o aparelho empregado, pelas suas características não admitir isto; 2) não devemos estimar nenhum algarismo também quando for evidente que o aparelho foi calibrado sem muito rigor. Na notação de uma medição, não deve constar jamais nenhum algarismo após o estimado, nem mesmo zero (0). Mas sabemos que dúvidas sempre surgem, e a principal delas diz respeito a quando contar, quando não contar os zeros como significativos, quando eles aparecerem. Examinaremos as três situações em que eles podem aparecer: 1) os zeros contidos à esquerda do último algarismo diferente do zero não são significativos; 2) os zeros contidos entre dois algarismos diferentes de zero sã sempre significativos; 3) os zeros contidos após o último algarismo diferente de zero são sempre significativos. Neste caso é particularmente importante ter cuidado ao anotar o valor lido. ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS COMO NOÇÃO DE PRECISÃO O mais importante que devemos ter em mente quando nos preocupamos em anotar corretamente o número de algarismos significativos é: anotar corretamente o número de significativos, estamos fornecendo simultaneamente uma noção de erro relativo, consequentemente da precisão com que foi realizada a medição. Tomemos um exemplo: eu obtenho com uma régua as seguintes medições: a) 0,5 mm (1 algarismo significativo); b) 7,0 mm (1 algarismo significativo); c) 23,8 mm (3 algarismos significativos); d) 406,2 mm (4 algarismos significativos). Eu quero calcular o erro relativo percentual de cada uma. A última casa (estimada) corresponde ao erro absoluto, portanto é 0,1 mm: a) E% = 0,1 X 100 = 20% Pequena precisão 0,5 b) E% = 0,1 X 100 = 1,4% 7,0 c) E% = 0,1 X 100 = 0,42% 23,8 d) E% = 0,1 X 100 = 0,024% 406,2 Grande precisão Como vemos, a precisão é tanto maior quanto maior é o número de algarismos significativos. É evidente que o número de significativos somente não dá uma noção exata da precisão, mas uma noção muito exata nem sempre é necessária. Podemos muito bem nos contentar com a noção aproximada que o número de algarismo significativo nos dá. OPERAÇÕES COM MEDIÇÕES Uma vez anotadas corretamente as medições, surge a necessidade de sabermos como vamos operar matematicamente correto com elas. Pois se procurarmos expressar as medições de modo condizente com a precisão com que foram realizadas, isto é, procuramos obter o número correto de algarismos significativos, devemos pretender expressar os resultados das operações respeitando o mesmo critério. Vejamos como devemos determinar o número de algarismos significativos no resultado de cada uma das operações matemáticas. NA MULTIPLICAÇÃO E NA DIVISÃO O resultado deve ter o número de significativos do termo de menor número de significativos. Por exemplo, ao multiplicarmos: 0,1032 x 9,36 = 0,966, o resultado tem que ser fornecido com 3 algarismos significativos, porque em uma multiplicação o resultado não pode ser mais preciso que o termo menos preciso. Quando multiplicamos 0,1032 por 9,36, no entanto, não obtemos diretamente 0,966 mas som 0,965952. Para chegar aquele valor, temos que recorrer a um arredondamento. NA ADIÇÃO E NA SUBTRAÇÃO Na adição e na subtração o critério a ser empregado é a última casa decimal do resultado deve corresponder à última casa decimal da parcela com menos casas decimais. Não entra em consideração, portanto, o número total de algarismos significativos das parcelas, como na multiplicação e divisão. EXERCÍCIOS Defina exatidão: Defina precisão: Comente sobre os erros que podem afetar um resultado experimental? Qual a importância de conhecermos a exatidão de um método analítico? Explique como podemos determinar a exatidão de um método analítico: Explique como podemos proceder para alcançarmos exatidão: Explique como podemos determinar a precisão de um método analítico: Explique como podemos proceder para alcançarmos precisão: Defina e comente sobre a aplicabilidade dessas medidas: Erro absoluto; Erro relativo; Verificou-se que uma amostra de mix para bolo de chocolate contém 39,06 ± 0,01 por cento de sacarose. Os resultados obtidos por dois técnicos que utilizaram a mesma amostra, os mesmos reagentes e a mesma técnica geral foram: técnico 1 = 39,01; 39,21; 39,08; 39,15; técnico 2 = 39,40; 39,44; 39,42; 39,46; 39,38. Pergunta-se: Quais das análises foram mais exatas? Justifique. Quais das análises foram precisas? Justifique. Podemos afirmar que um método preciso é, consequentemente, exato? Justifique. Diga onde há maior precisão: Em 200g pesados em balança de prato externo (erro ± 0,01g) ou em 5g pesados em balança analítica (erro ± 0,0001g). Em 2cm medidos em régua (± 0,1mm) ou em 4cm medidos em paquímetro (± 0,05mm). Em 1 tonelada pesada na balança do cais do porto (± 5kg) ou em 1g pesado na balança tríplice escala (± 0,001g). Em 1 minuto medido em cronômetro (± 1/10 seg) ou 5 ml medido em pipeta (± 0,01ml). 2mm medidos em micrômetro (± 1 mícron) ou em 0,02g medidos em balança de torção (± 0,00001g). OPERAÇÕES As operações que antecedem as análises de alimentos, propriamente ditas, são de grande importância para obtermos resultados fidedignos. São eles: Colheita da amostra. Envio da amostra. Preparação da amostra. Antes de mais nada, precisamos compreender o significado da palavra amostra. A amostra é considerada como uma porção selecionada, suficiente, necessária para obtermos as características de um volume maior do alimento. Esta porção mínima deve ser representativa do todo. Podemos classificar as amostras da seguinte forma: Amostra média – permite reduzir a qualidade média da totalidade. Deve apresentar uma composição similar, apesar do seu reduzido volume, àquele que resultaria o todo. Amostra arbitrária – é a tomada apenas de uma parte do produto, não permitindo deduzir a composição média da totalidade. Amostra legal – tem caráter de prova jurídica, destinando-se a verificar se o produto está de acordo com a regulamentação vigente. Contra amostra – é deixada em poder do proprietário: deve ser tomada pelas mesmas condições das outras amostras destinadas ao laboratório. AMOSTRAGEM É o conjunto de operações necessárias à tiragem da amostra. As muitas especificações do estado físico, tamanho e forma dos produtos alimentícios resultam em variadas operações de amostragem. Na tomada da amostra devemos ter em mente alguns aspectos importantes: prejuízo econômico significativo e representatividade da contra amostra. 1º A amostra para análise bromatológica tem que ser representativa da totalidade do alimento. 2º A amostra para análise bromatológica não deve produzir prejuízo econômico sensível. 3º A amostra para análise de contra-verificação tem que ser representativa da totalidade da amostra. Determinação da Quantidade de Amostra A quantidade da amostra a ser colhida, dependerá da quantidade total do produto a ser analisado. Procede-se inicialmente tirando a raiz quadrada do todo. Se essa quantidade for grande demais, pode-se reduzi-la à metade; se ainda for grande, reduz-se utilizando a resultante da raiz cúbica e até da raiz cúbica sobre dois, conforme tabela a seguir. UNIDADE/Kg /2 3 3 /2 Até 9 3 - - - 10 a 25 4 - - - 26 a 50 6 3 - - 51 a 75 8 4 4 - 76 a 100 10 5 5 - 101 a 150 11 6 5 - 151 a 200 13 7 6 3 201 a 250 15 8 6 3 251 a 300 17 9 7 4 301 a 350 18 9 7 4 351 a 400 20 10 7 4 401 a 450 21 11 7 4 451 a 500 22 11 8 4 501 a 600 23 12 8 4 601 a 700 25 13 9 5 701 a 800 27 14 9 5 801 a 900 29 15 10 5 901 a 1000 31 16 10 5 De acordo com a apresentação do alimento podemos destacar algumas particularidades na tomada das amostras. Alimentos com embalagens A forma e o material utilizados no embalamento, não alteram a tomada de amostra, o que não acontece com o volume da amostra. Quando as amostras se apresentam com embalagens de tamanho pequeno ou médio, a amostragem consiste em colher unidades fechadas originais. Quando o alimento se encontra em embalagens grandes, transfere-se o conteúdo para vidros ou caixas de papelão adequadas, sem esquecer da prévia homogeneização. Alimentos sem embalagens A técnica a ser utilizada via depender do estado físico do alimento: a) alimentos líquidos – são colocados em garrafas ou frascos de vidro de 250 a 1000 ml, limpos e de fechamento hermético. As tampas ideais são as de vidro esmerilhado, porém rolhas plásticas, de borracha ou cortiça, que asseguram o vedamento, podem ser utilizadas. Deve-se ter o cuidado de homogeneizar o alimento, além de se anotar o nível em que foi colhida a amostra. b) alimentos semi- sólidos – coloca-se em vidros de boca larga a quantidade de alimento estabelecida segundo as normas. Quando se trata de pequenas quantidades, o método mais usado é o do quarteio, que consiste em fazer dois cortes perpendiculares, separando uma das partes. Se uma parte não for suficiente, tornam-se duas partes opostas; quando a quantidade do alimento for grande, tira-se pequenas porções de cada parte. c) alimentos sólidos – podem ser colocados em caixas, ou empacotados em folha de papel impermeável e recobertas com papel resistente. Estas normas para amostragem de alimentos sem embalagens são muito genéricas, pois cada alimento tem sua própria técnica de extração e, às vezes, seus próprios instrumentos (extrator de cereais, perfurador de queijos). Identificação da Amostra Para não haver confusão a amostra deve ser perfeitamente identificada tanto ao nível das amostras propriamente, como dos pacotes onde são remetidas. Na identificação, feita através de rótulo, é importante constar: tipo de produto; peso líquido; datas de colheita, fabricação e/ou validade; endereço da indústria ou fábrica; nome dos responsáveis pela amostragem; nome das testemunhas (amostra legal). Se necessário poderão ser anotados outros dados para melhor orientação dos analistas. ENVIO DA AMOSTRA Esta etapa também é de suma importância para se obter condições fidedignas quanto a qualidade do alimento. Por isso, enumeramos fatores fundamentais para uma boa operação de envio das amostras ao laboratório. Fatores que asseguram o valor legal e a representatividade da amostra: INVIOLABILIDADE Para evitar trocas, substituição ou acréscimo de substâncias próprias ou estranhas. CONSERVAÇÃO Acondicionamento adequado para não haver alterações da amostra. INTEGRIDADE Condições adequadas para que não haja ruptura ou qualquer dano da embalagem. No fator conservação, destacamos alguns procedimentos adequados em casos de amostras que necessitam baixas temperaturas. O acondicionamento destas amostras deve ser feito em caixas de isopor com alguma mistura refrigerante ou gelo; por regra geral não se deve acrescentar substâncias químicas conservadoras, porém se por razões especiais forem acrescentadas, deverá anotar-se a quantidade e qual substância foi utilizada. A amostra deve ser enviada o mais rapidamente possível ao laboratório. Destino das Amostras Depois de uma perfeita homogeneização, as amostras são divididas em três partes que irão cumprir funções diferentes. Duas irão para o laboratório, sendo que uma delas servirá para análise propriamente, e a outra será reservada para verificação ou retificação dos resultados. A terceira amostra ficará em poder do interessado para contraprova da análise. LABORATÓRIO Para análise bromatológica 1ª parte LABORATÓRIO Para análise de verificação 2ª parte LABORATÓRIO Para análise de contra-verificação 3ª parte Tipos de análises de controle de qualidade em alimentos Todo alimento antes de chegar ao consumidor deve ser altamente controlado por inspeção e fiscalização. Uma maneira de controlar o fluxograma de uma empresa é através do controle de recebimento de matéria- prima e sua possível identificação e certificação de qualidade. Esta verificação pode ser feita de várias maneiras, quando a empresa já possui o laboratório fica mais fácil de controlar seus produtos, quando isto não é possível devido a questão de custos a empresa terceiriza esta função. A MAIORIA DOS PRODUTOS COMERCIALIZADOS NA ÁREA DE ALIMENTOS PASSA POR PRICIA DE CONTROLE DE QUALIDADE DE NOS LABORATRIOS DE : Microbiologia Físico –química ou bromatologia Microscopia Análise sensorial PREPARO DAS AMOSTRAS: PROCEDIMENTOS GERAIS Nas análises de rotina podemos dar noções gerais do preparo das amostras. Esta operação que antecede a análise deve ser devidamente praticada, indispensando cuidados necessários para cada tipo de alimento, seja ele de origem vegetal ou animal para que se obtenha um resultado mais preciso possível. Amostras Sólidas em Pó ou Grânulos Retirar partes representativas (superfície, centro e lado); Triturar em grão ou moinho (144 furos por cm3), se forem grânulos; Espalhar com espátula sobre papel de filtro grande; Separar em quatro partes conforme o método do quarteio, retirar duas partes opostas e misturar as duas restantes separadamente outra vez em quatro partes, se for necessário. Repetir esta operação até conseguir material suficiente para as análises. Amostras Líquidas Agitar bem até completa homogeneização; Filtrar, se necessário; Produtos gaseificados, retirar o gás transferindo a amostra para béquer e agitar com bastão de vidro; Guardar em frasco com rolha esmerilhada. Sorvetes e Gelados Deixar a amostra em repouso até se liqüefazer; Homogeneizar e guardar em frascos com rolha esmerilhada. Mel e Melados Quando apresentam cristais, devem ser aquecidos em banho-maria a uma temperatura menor que 50ºC para haver perfeita homogeneização. Carnes e Produtos de Carnes Separar a carne dos ossos, pele, cartilagem e/ou couro; Passar em moedor fino. Produtos Semi-Sólidos ou Misturas Líquido Sólido Devem ser perfeitamente homogeneizadas; Casos como queijos, chocolates, etc., devem ser ralados. Pastas Semiviscosas e Líquidos Contendo Sólidos Produtos como pudins, suco de frutas com polpa, geléias com frutas, etc. devem ser homogeneizadas com liquidificador ou outro instrumento semelhante. Importância e tipos de águas nos alimentos Todos os alimentos qualquer que seja o processo de industrialização que foram submetidos, contém água. Este conteúdo pode variar entre 60 a 95% nos alimentos naturais. Na Química Bromatológica seu estudo visa, especialmente as condições de potabilidade e seus teores nos alimentos. A distribuição da água nos alimentos é influenciada pela maneira que a mesma se dispõem no interior do mesmo. Desta forma se encontram a água ligada nos alimentos atavés das macromoléculas que é chamada de umidade e a forma livre não ligada as macromoléculas a chamada atividade de água. Amabas são de suma importância a caracterização e boa qualidade dos alimentos tanto nas características organolépticas quanto bromatológicas, sensoriais,influenciando na cor, sabor, textura, viscosidade, etc... Água livre ou atividade de água (Aw) Intervalo de Aw Tipos de alimentos >0,98 <0,98 a 0,93 Carnes frescas, frutas, hortaliças Carnes curadas, ovos, sucos de frutas, queijos, pão alimentos contendo até 50% ou 10% de NaCl <0,93 a 0,85 Leite condensado, salame, queijos duros, produtos de confeitaria, marmeladas, alimentos contendo até 65% de sacarose ou até 18% de NaCl <0,85 a 0,60 Melaço, geléias, farinha, mel, frutas secas, caramelo, suco cítrico p.a., goiaba, coco ralado, pescado salgado e alimentos com até 26% de NaCl. Umidade Intervalo de % de Umidade nos alimentos Tipos de alimentos 87-91% Produtos lácteos fluídos 4% Leite em pó 40-75% Queijos 15% Manteigas 60-70% Creme de leite 65% Sorvetes 15% Margarina e maionese 40% Molhos de saladas 65-95% Frutas 66% em média Vegetais 50-70% Carnes e peixes Abaixo de 10% Cereais 9% Macarrão 35-45% Pães e produtos de padaria 1% ou menos Açúcar 74% Ovos Fonte: SILVA, 1991. Lembrando que a verificação do valor de cada alimento para qualquer análise deve ser corrigido e verificado pela legislação. Cinzas ou conteúdo mineral fixo Cinza de uma alimento é o resíduo inorgânico que permanece após a queima da matéria orgânica transformada em CO2, H20 e NO2. Por incineração e carbonização. A cinza é constituída principalmente de: grandes quantidades de : potássio, sódio, cálcio e magnésio pequenas quantidades: Alumínio, ferro, cobre, manganês e zinco traços: argônio, iodo e flúor e outros. . Cite a importância das análise de cinzas para os alimentos. Exemplifique: Explique por que em alguns alimentos a determinação de cinzas é definida como de sólidos totais. CARBOIDRATOS Os glicídios de interesse na Química Bromatológica são aqueles destinados a alimentação: glicose, frutose, galactose, sacarose, lactose, amido, dextrinas, celulose, hemicelulose e glicogênio, destacando-se a glicose e a sacarose. Os alimentos glicídicos, de acordo com o carboidrato predominante, podem ser classificados: Alimentos açucarados maior presença de oses e sacaroses; Alimentos feculentos maior presença de amido; Alimentos mistos presença similar de oses, sacarose e amido; Entre os primeiros estão o mel, xaropes, caldas, caramelos, balas, bombons, frutos; entre os segundos temos féculas, farinhas, pães, massas, grãos, tubérculos e entre os mistos, biscoitos, doces, pães, bolos e outros. CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS PRINCIPAIS GLICÍDIOS SACAROSE (C12 H22 O11) Denominada comumente açúcar, que é obtido, em grande parte, a partir da cana de açúcar. Conforme o grau de pureza pode ser classificado em: bruto, com o teor de sacarose variando entre 75 a 90%; e refinado, com o teor de sacarose de 99%. O alto teor de sacarose do açúcar refinado deve-se à recristalização do produto. Propriedades: pela hidrólise ácida se obtém uma molécula de glicose e uma de frutose (levulose) o que caracteriza o açúcar invertido. Apresenta-se como uma substância branca, de sabor doce, inodora, podendo cristalizar-se. Tem alta solubilidade em água e aquecida a 160ºC funde-se e, pelo resfriamento, solidifica-se como massa vítria e amorfa (bala). Em temperaturas mais elevadas carameliza-se. Seus grupamentos aldeídicos cetônicos se encontram bloqueados, não apresentando, desta forma, poder redutor, entretanto esta propriedade é observada no açúcar invertido. GLICOSE (C6 H12 O6) Encontrada largamente em frutos, no mel; normalmente ocorre misturada a outros açúcares. É uma aldo hexose. Propriedades: desvia o plano da luz polarizada para a direita. Possui o grupamento aldeídico livre, daí ser um açúcar redutor. FRUTOSE (C6 H12 O6) É características dos frutos e tem fórmula molecular igual a glicose. Propriedades: é uma ceto-hexose, também com poder redutor. Tem capacidade adoçante superior a glicose, e ao contrário desta é levorrotatória. Usada para fins de confeitaria não só pelo seu poder edulcorante, mas também pela dificuldade de cristalização, propriedade que a faz manter-se com aspecto xaroposo. GALACTOSE (C6 H12 O6) Não se encontra livre na natureza, é resultado da hidrólise de outros glicídios. Encontra-se principalmente no cérebro, no tecido nervoso, em proteínas animais, em legumes, no agar e em coníferas. MANOSE (C6 H12 O6) Encontrada na albumina do ovo, em outras proteínas animais, nas nozes, cerejas, etc. LACTOSE (C12 H22 O11) Encontrada no leite e seus derivados. É isômero da sacarose. Propriedades: poder redutor. Por hidrólise fornece uma molécula de galactose e outra da glicose. AMIDO É um polissacarídeo, constitui reservas de materiais glicídicos nas plantas. Representa cerca de 50% das substâncias sólidas dos grãos e a maior parte dos sólidos de bananas, certos rizomas e tubérculos. Propriedades: aquecido com água forma uma pasta opalescente (goma de amido). Sua molécula é constituída principalmente por glicose. Na hidrólise não há transformação direta em glicose, se formam principalmente moléculas intermediárias. Amido amilo dextrina eritro dextrina acrodextrina maltose glicose. DEXTRINAS São produtos intermediários da decomposição do amido. Aparecem nas folhas de todos os vegetais. Sumariamente, pode-se distinguir amido de dixtrinas pelos seguintes caracteres: o amido tem peso molecular maior e com iodo dá coloração azul; as dextrinas têm peso molecular menor e com o iodo dão coloração avermelhada. CELULOSE É constituinte principal das partes fibrosas dos vegetais. Propriedades: tem alto peso molecular. É resistente a hidrólise, mas sob ação de ácidos fortes se desdobra dando como produto final a glicose. Como não é metabolizada pelo organismo não tem importância como nutriente, sendo eliminada in natura. Porém, desempenha papel fisiológico fundamental favorecendo o estímulo intestinal do volume do bolo digestivo (ação mecânica). PROPRIEDADES FÍSICAS DOS AÇÚCARES Solubilidade A maioria dos açúcares possui altos coeficientes de solubilidade em áuga. Os açúcares simples como por exemplo os mono e dissacarídeos quando em meio alcoólico tem coeficientes de solubilidade relativamente menores dos apresentados em meio aquoso. Quanto maior o peso molecular menor a solubilidade, de modo que a precipitação com álcool já é um método utilizado para separar oligossacarídeos (até 10 átomos de carbono) de açúcares menores. Cristalização A purificação dos açúcares pode ser obtida através de sua forma cristalina. A partir daí se pode analisar os parâmetros físicos da substância pura, entre estes, a análise da estrutura por raio x estabelecendo a configuração, a conformação, o comprimento das ligações, os ângulos de valência e a estrutura do retículo cristalino. A obtenção dos açúcares redutores na forma cristalina é um processo. Em se tratando de açúcares não redutores esta obtenção é um processo mais facilmente induzido. Índice de Refração e Propriedades Espectrais O índice de refração de uma substância é um valor que relaciona o ângulo de incidência de um raio luminoso sobre uma amostra com um ângulo de refração, mede o desvio de direção que se produz quando um raio de luz passa através da substância problema. O índice de refração da água a 20º C é 1,333, a presença de sólidos dissolvidos determina uma mudança do índice de refração do solvente, sendo possível, portanto, determinar a quantidade de soluto. Esta propriedade é útil para determinar-se a concentração dos sólidos solúveis presentes nas soluções de açúcares além de constituir um método importante no controle de qualidade de óleos e gorduras. Atividade Ótica A atividade ótica é a capacidade de um composto de desviar um plano de luz polarizada. Quando a estrutura molecular de um composto não é superponível com a sua imagem especular, de modo geral, ele apresenta atividade ótica, ou seja, é oticamente ativo. Quando o plano de luz polarizada girar no sentido horário, diz-se que a rotação é dextrorrotatória e no sentido antihorário levorrotatória. Um átomo de carbono com quatro substituintes diferentes apresenta carbono assimétrico, ou seja, elementos de assimetria, portanto, não permite a superposição de sua imagem especular. Os elementos da assimetria podem estar associados aos átomos de carbonos assimétricos ou aos diversos formatos que a cadeia carbônica cíclica pode assumir. ROTAÇÃO ESPECÍFICA A atividade óptica ou pode rotatório é uma propriedade física muito utilizada no estudo das estruturas dos açúcares e também na sua quantificação. Cada açúcar está associado a um parâmetro denominado rotação específica, que depende da concentração do açúcar, da temperatura, da solução, do comprimento de onda da luz polarizada e do comprimento do caminho ótico. Onde: [α] t = α D C.1 [α] t = desvio específico D α C 1 = desvio observado/leitura = concentração da solução g/ml = comprimento do tubo PODER EDULCORANTE O poder edulcorante dos açúcares é relativo ao poder edulcorante da sacarose, considerado 100, como podemos observar na tabela abaixo: AÇÚCAR PODE EDULCORANTE (%) ROTAÇÃO ESPECÍFICA Lactose 16 + 52,5º Rafinose 22 + 104,0º Galactose 32 + 80,2º Ramnose 32 + 8,3º Maltose 32 + 137,0º Xilose 40 + 18,8º Glicose 74 + 52,5º Sacarose 100 + 66,5º Açúcar invertido 130 - 19,9º Frutose 173 -92,3º MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE GLICÍDIOS Os métodos usuais para a determinação de glicídios estão baseados nas propriedades das suas soluções ou no poder redutor dos glicídios mais simples que apresentam um grupo aldeídico ou cetônico livre. No caso de glicídios mais complexos, é necessário haver uma degração para transformá-los em glicídios mais simples, seja por hidrólise ácida ou enzimática. Qualquer que seja o produto analisado, é inicialmente necessária a obtenção de uma solução dos glicídios presentes, livre de substâncias que possam interferir no processo escolhido para a determinação. Para isso, usam-se soluções de clarificadores as quais precipitam as substâncias interferentes. Nas análises dos glicídios podemos nos utilizar de alguns métodos como por exemplo: refratométricos; polarimétricos; químicos (cuprométricos, iodométricos); biológicos (fermentação); cromatográficos. Método Polarimétrico (Polarímetro) O método polarimétrico baseia-se na propriedade física da rotação específica. Poder rotativo de uma substância é o desvio provocado no plano de luz polarizada de um determinado número de graus, de acordo com sua natureza e concentração da solução, quando observada a temperatura T, sob uma determinada espessura em decímetros e através da luz de sódio. Cada substância oticamente ativa tem uma atividade ótica característica que se pode utilizar como constante física para distingui-la de outros produtos semelhantes. Utiliza-se o polarimetro ou sacarímetro como instrumento. A escala destes equipamentos são intuitivas, já que basta anotar o desvio que é provocado por uma solução de sacarose de concentração escolhida em uma temperatura também determinada e dividi-lo por 100 partes iguais subdivididas em décimos, cada parte corresponderá a 1g e cada décimo a 0,1g%. De acordo com a Comissão Internacional para Uniformização dos Métodos de Análises de Açúcares (ICUMSA), é considerada solução normal a solução obtida pela dissolução de 26g de sacarose em 100ml a 20º C. Pode-se determinar a sacarose na ausência de outro material oticamente ativo. Entretanto, se estiverem presentes outras substâncias oticamente ativas serão necessários tratamentos mais elaborados. POLARIMETRO O polarímetro é composto basicamente por uma fonte monocromática (lâmpada de vapor de soído ou mercúrio), um prisma (de quartzo ou calcita) que corresponde ao polarizador e ao analisador. Método Químico A sacarometria química é baseada na propriedade redutora de mono e dissacarídeos, estes métodos de redução podem ser resumidos no fato de soluções neutras destes glicídios reduzirem as soluções alcalinas de metais pesados. Reação de Fehling O reativo de Fehling é fortemente alcalino e forma um complexo íon cúprico-tartárico de sódio e potássio. Nestas condições, o cobre é reduzido por ação de açúcares redutores, formando-se o óxido cuproso, conforme a seguinte reação: CuSO4 + 2NaOH —> Cu(OH)2 + Na2SO4 Solução A + Solução B 2Cu(OH)2 + C2H4O6 —> Cu2O + C5H5(OH)6 COOH + 2H2O 4.4.3 MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE CARBOIDRATOS POR DIFERENÇA OU CÁLCULO Nesta análise vale lembrar que simplesmente é feito a somatória da análise centesimal do alimento e por diferença de 100%, obten-se o valor do carboidrato. Ex.: %CARBOIDRATO=100 - (umidade+cinzas+proteína+lipídio+fibras) TIPÓS DE AÇÚCARES INDUSTRIAIS 4.5 DEXTRINIZAÇÃO É a hidrólise do amido por ação de um ácido forte volátil (HCI) a diferentes temperaturas e teores de água, produzindo desde géis a temperaturas mais baixas, até amidos que apenas formam sóis viscosos. Estas estruturas são chamadas dextrinas, semelhantes ao amido, porém com cadeias menores, sendo mais solúveis que o amido dando soluções menos viscosas e gel mais duro. Não formam complexos com iodo. Usados em balas moles e gomas. Se em lugar de ácidos fortes utilizarmos meio alcalino (tampão fosfato), temperaturas acima de 100ºC e baixa umidade, serão produzidos amidos que darão soluções estáveis formando géis menos rígidos. A transformação envolve ruptura de ligações α(1 – 4 ) e formação de ligações α(1 – 6 ) por transglicosidação. O peso molecular praticamente não se altera. OXIDAÇÃO DO AMIDO Oxidação branda com hipoclorito de sódio, leva a carboxilação de grupos hidroxílicos, ao acaso na cadeia (geralmente no carbono 6). As cargas negativas dos grupos provocam o afastamento das cadeias de amilose e amilopectina, o que evita o processo de retrogradação. SUBSTITUIÇÃO A introdução de grupos fosfatos, acetis e ésteres por serem maiores (mais globosos) reduzem a dureza do gel, por não permitirem a aproximação das cadeias, facilitando assim a penetração de água, aumentando a resistência à retrogradação. Diminuem a temperatura de gelatinização, são utilizados em alimentos armazenados a temperaturas baixas. AMIDOS COM LIGAÇÕES CRUZADAS A interligação de moléculas de amido com algumas estruturas como, oxicloreto de fósforo, epicloridrina, anidrido succínico ou adípico, provocam um menor inchaço do grânulo, maior resistência ao aquecimento e à ruptura mecânica por agitação, maior resistência à hidrólise, mas não resistência à retrogradação. CICLODEXTRINAS A degradação do amido controla por enzimas específicas (CGT – ciclodextrina glicosil transferase) produz estruturas mais solúveis. Por possuir uma estrutura fracamente polar no inferior do anel se alojam moléculas de água, que podem facilmente ser substituídas por moléculas apolares ou de menor polaridade que a água, formando estruturas que são energéticamente mais estáveis e podem ser isoladas por cristalização ou secagem. Este tipo de inclusão ou encapsulamento protege os produtos de efeitos da luz, ar, etc., ficando protegidos, sendo liberados quando a molécula hospedeira de ciclodextrina é dissolvida. AMIDOS MODIFICADOS – TIPOS E FUNÇÕES TIPO ALTERAÇÃO USOS E PROPRIEDADES Dextrinização HCI-hidrólise, baixa temperatura: diminui o tamanho da cadeia; diminui a retrogradação. HCI-hidrólise, temperatura alta: diminui o tamanho da cadeia transglicosidação; diminui a retrogradação. SEM HCI – temperatura alta e tampões fosfato: aumenta transglicosidação; retrogradação não se altera muito. Balas moles de gomas viscosidade maior gel mais duro Em molhos tipo maionese Idem, gel mais rígido. Oxidação Predomina a formação de grupos carboxílicos Retarda a retrogradação, géis mais moles. Ligações cruzadas Alteração na estruutra do amido Diminui o efeito do pH, maior resistência ao calor, diminui o inchaço do grânulo, e dificulta a gelatinização. Substituição Fosfatação, acetilação, esterificação. Diminui as ligações entre as moléculas de amido, baixa a temperatura de gelatinização. Pré-gelatinização Amido é seco após gelatinização, facilita a hidratação sem aquecimento Pudins instantâneos, sopas, maionese, solução viscosa a frio. PECTINA Polissacarídio presente nos tecidos vegetais, ligada por vocalência à celulose e à hemicelulose origina a protopectina, responsável pela rigidez estrutural dos vegetais. A protopectina pode ser facilmente decomposta por ácidos diluídos, libertando a pectina. O produto se apresenta geralmente como um pó fino amarelado. PECTINAS DE ALTO TEOR DE GRUPOS METOXÍLICOS (ATM) Grande quantidade de grupos esterificados (acima de 50%) – chamados ácidos pectínicos – formam géis. Estas estruturas para passarem de sol a gel necessitam da presença de açúcares sólidos e meio ácido (pH em torno de 3,0). A pectina é um polímero altamente hidrofílico, que quando mantido em pH neutro, os grupos carboxílicos se dissociam formando cargas negativas, que se repelem. Como resultado a molécula assume uma configuração desenovelada e rígida com viscosidade alta porém não o suficiente para se transformar em gel. Para a transformação em gel é necessário que haja uma interação por pontes de H entre as moléculas de pectina o que é dificultado pela alta hidratação e pelo fato de que as cargas negativas se repelem não permitindo esta aproximação. Portanto, será necessário a desidratação o que é feito pela ação desidratante do açúcar e a eliminação das cargas negativas o que é obtido como abaixamento do pH (meio ácido). PECTINAS DE BAIXO TEOR DE GRUPOS METOXÍLICOS (BTM) Pequena quantidade de grupos esterificados (abaixo de 50%) – chamados ácidos pécticos. Utilizadas em produtos dietéticos por produzirem géis mais rígidos que as ATM. Tendem a substituir as pectinas ATM na produção de geléias. São termo-reversíveis quando ligeiramente aquecidas. Uma pequena quantidade de açúcar melhora sua textura e um pH muito ácido dificulta a formação do gel. Para se obter gel de pectina BTM, utiliza-se normalmente a pectina ATM, por hidrólise ou amonólise controladas. Esta pectina BTM é tratada pela adição de íons cálcio na proporção de 0,1 – 0,5% que promovem ligações covalentes com os grupos OH da pectina, com formação de um gel mais rígido. Elementos Básicos para a Elaboração de uma Geléia São elementos básicos a fruta, pectina, açúcar, água e tempo de cocção. A continuidade da estrutura e a rigidez da geléia dependem da: % de pectina : 0,5 a 1,5 – ideal em torno de 1% dependendo da pectina; Acidez – pH : 2,7 (geléia dura), 3,6 (não forma geléia), 3,2 (ideal). % de açúcar : 64% (geléia débil), 71% (forma cristais), 67,5% (ideal). Cocção : 8 – 12 minutos (ideal). Cocção prolongada pode levar a alterações danosas do alimento como caramelização com escurecimento, inversão excessiva da sacarose, hidrólise da pectina dificultando a formação de gel, gasto desnecessário. HIDRÓLISE DA PECTINA A pectina pode ser hidrolisada nas ligações alfa 1 – 4 ou nos grupos esterificados, por ação ácida, básica ou por ação enzimática. A hidrólise ácida pode ocorrer durante a preparação de geléias, doces e massas. A hidrólise alcalina é menos comum durante o preparo de alimentos. A hidrólise enzimática ocorre por ação de enzimas pectinolíticas encontradas em frutas e hortaliças, como também em alguns fungos e bactérias, com destaque para os gêneros aspergilus ou clostridium. CELULOSE Principal componente estrutural das plantas. Não digerido pelo homem. Homopolissacarídio formando por resíduos de glucose unidas por ligações glicosídicas beta 1 – 4 contendo portanto unidades de celobiose. Ausência de substituintes na cadeia ocasiona formação de grande quantidade de pontes de H dando origem a uma estrutura altamente cristalina e rígida. Por estas características não tem importância como alimento, porém participa da formação e volume do bolo fecal. A partir da celulose pode se obter subprodutos de interesse na área alimentar. CARBOXIMETIL CELULOSE (CMC) Obtida a partir do tratamento de celulose com solução de hidróxido de sódio e monocloroacetato. As fibras incham pela entrada de água e hidróxido de sódio entre as cadeias e posteriormente sofrem a ação do monocloroacetado formando a CMC. A CMC formada apresenta solubilidade e viscosidade necessárias para permitir sua utilização em sorvetes e como espessante de alimentos, principalmente pelo seu efeito marcante sobre a atividade da água. METICELULOSE Preparada da mesma forma que a CMC, porém o produto da reação com hidróxido de sódio é tratado com cloreto de metila. A presença de grupos metoxila permite solubilidade em água fria, e o produto de melhor aceitação para preparação de alimentos apresenta 1,6 a 2,0 grupos metoxilas substituídos por unidade de glicose. A metilcelulose forma gel a uma temperatura de 50 – 60ºC e volta a sol por resfriamento. HIDRÓPROPILMETILCELULOSE Sua preparação é feita de modo semelhante as anteriores, por ação sucessivas de clorometano e óxido de propileno sobre a celulose sódica. É solúvel em água a frio e estável na presença de ácido ou base entre pH 3,0 a 11,0. gelifica a quente reversivelmente a uma temperatura de 75 a 85ºC. Tem a mesma utilidade que a metilcelulose, dependendo do alimento e do preço. HEMICELULOSE Corresponde a um grupo de polissacarídios associado à celulose nas paredes dos vegetais, contribuindo para uma textura mais rígida no processamento dos vegetais. Presume-se que participe na formação da estrutura das massas produzidas com trigo. GOMAS E MUCILAGENS São na maioria heteropolissacarídios que por hidrólise produzem uma grande quantidade de sacarídios, como pentosese, hexose e ácidos urônicos. Compostos muito hidrofílicos, portanto podem ser utilizados como umectantes na estabilização de sorvetes, maioneses, pudins, geléias artificiais, recheios, revestimentos em confeitaria, cremes de leite, catchup, gomas de mascar, etc., são usados também como adesivos e espessantes. Podem ser extraídos de plantas aquáticas, exsudatos de plantas terrestres e sementes. ALGUMAS FUNÇÕES E USOS DE GOMAS NOS ALIMENTOS FUNÇÃO USOS Adesivos Glacês Ligantes Carnes Enchimento Alimentos dietéticos Estabilizadores de emulsões Sucos de frutas Inibidor de cristalização Sorvetes Agentes clarificantes Vinhos, cervejas Revestimento Balas e bombons Encapsulador Aromas sólidos Filmes protetores Salsichas Estabilizadores de espumas Chantilly Agentes geleificantes Pudins Inibidor de sinérese e espessante Alimentos congelados Existe uma infinidade de gomas, citaremos aqui apenas as mais importantes GOMAS E ESTRUTURAS DE PLANTAS AQUÁTICAS AGAR-AGAR Polissacarídio obtido de algas vermelhas do gênero gelidium. É uma galactana com ligações 1-4 e 1-3, contendo grupos hidroxílicos esterificados com ácidos sulfúrico. Capacidade de formar géis mesmo em baixas temperaturas; grande capacidade em absorver água; utilizado em laboratórios como meios de cultura de microrganismos, espessante e estabilizante em bebidas, molhos e sorvetes, carnes e lacticínios. ALGINATOS Polissacaridio extraído de algas marrom como a laminaria digitata e macrocystis pyrifera. É autodegradável quando aquecido ou pela presença de íons cálcio, ou água quando forma sais de forma géis e filmes. Usado em sorvetes e queijos, estabilizante em molhos e espessante para sucos naturais. CARRAGENANA Goma extraída de algas vermelhas, as rhodophyceaes. É uma galactana que contém D e L-galactose e 3-6 anidro D-galactose. Contém grupos hidroxílicos esterificados com ácido sulfúrico. Solúvel em água quente formando soluções muito viscosas. Forma géis com íons monovalentes e estes géis podem dar sinérese. Em pH baixo de 4 e com aquecimento a goma é autodegradada. A carragenana combina-se com proteínas, principalmente do leite, formando géis fortes, por isso utilizada em lacticínios, sorvetes e sopas, como espessante. GOMAS DE ESTRUTURAS DE SEMENTES DE PLANTAS TERRESTRES GOMA GUAR Polissacarídio extraído da semente de cyamopsis tetragonolobus. É uma galactomanana neutra formada por manose e galactose nas proporções de 2:1. Goma de alto peso molecular, estável ao calor, capaz de formar dispersões coloidais em água com elevada viscosidade. Usada como espessante e estabilizante em bebidas, molhos e sorvetes. GOMA LOCUSTA Goma obtida da semente da ceratonia siliqua. É uma galactomanana neutra, menos ramificada que a goma guar. Usada como estabilizante para sorvetes e molhos, misturada com outros polissacarídios é utilizada para retardar a sinérese de géis. GOMAS ESTRUTURAIS DE EXSUDATOS DE PLANTAS TERRESTRES GOMA ARÁBICA É um heterossacarídio extraído do tronco de plantas do gênero das acácias. Cadeia principal é formada por galactose em ligações β 1 – 3, com cadeias ramificadas da própria galactose, ramnose, arabinose e ácido glucurônico ligadas à cadeia principal por β 1 – 6. O polissacarídio natural está na forma de sais com cadeias curtas e por isso apresentam baixa viscosidade. Pode ser tratado por ácidos formando o ácido arábico. Por ser muito solúvel em água é utilizada como espessante e estabilizante de emulsões. GOMA KARAYA É um exsudato extraído do caule de sterculia urens. É um heteropolissacarídio de elevado peso molecular contendo ramnose, galactose, ácido galacturônico. Absorve água até formar uma solução viscosa, parecendo gel. Contém grupos acetílicos que são perdidos com o tempo dando um cheiro de ácido à goma. A viscosidade diminui com a adição de íons e com pH baixo. GOMA TRAGACANTE Exsudato da astragalus gummifer. Heteropolissacarídio que contém ácido galacturônico, galactose, xilose, arabinose e íons cálcio, magnésio e potássio. Utilizada como estabilizante de emulsões. GOMAS ESTRUTURAIS DE MICRORGANISMOS Gomas obtidas por ação fermentativa de microrganismos. A xantana é um exemplo desse tipo de hidrocolóide formado por glucose, manose e ácido glucorônico. Dissolve-se em água fria formando soluções estabilizantes de emulsões óleo-água. Não gelifica por si só, mas em presença de goma locusta. As emulsões são normalmente do tipo O/A (óleo-água) ou A/O (água-óleo). EMULSÃO E AGENTES EMULSIFICANTES Emulsão é um sistema contendo líquidos imiscíveis, um dos quais está disperso na forma de gotículas em outra fase que é denominado de dispersante ou contínua. Muitas emulsões tendem a se desestabilizar (desandar) por alguns mecanismos como: sedimentação ou formação de creme – isto é resultado da força gravitacional; floculação – é um tipo de precipitação do disperso, que não envolve a ruptura do filme interfacial que normalmente se forma em torno da gotícula do disperso na emulsão; coalescência – processo semelhante à floculação porém mais intenso por ocorrer com a ruptura da filme interfacial. AGENTES EMULSIFICANTES São substâncias utilizadas nas emulsões para dar-lhes estabilidade, evitando que ocorra um dos três mecanismos citados anteriormente. ALIMENTO TIPOS DE EMULSÃO Leite Creme O/A – estabilizada por fosfolipídios e proteínas Manteiga Margarina A/O – estabilizada por fosfolipídios, proteínas e aditivos sintéticos Sorvete Mousse O/A – estabilizada por fosfolipídios, proteínas e polissacarídios A escolha de um agente emulsificante para se obter uma emulsão estável, baseia-se na relação que existe entre seus grupos hidrofílicos e lipofílicos. Esta relação é expressa pela BHL (balanço hidrofilio-lipofílico). Conforme o BHL o emulsificante será lipofílico ou hidrofílico e será utilizado em emulsões do tipo A/O ou O/A. VALOR DO BHL CARÁTER DO EMULSIFICANTE EMULSÃO Menor que 9 Lipofílico – pouco solúvel em água A/O Entre 9 – 11 Intermediário Acima de 11 Hidrofílico – muito solúvel em água O/A O uso do BHL é útil para restringir o número de substância a serem experimentados para cada tipo de alimento. ESPUMAS São um tipo particular de emulsão. Sua desestabilização é conhecida como drenagem A tabela mostra algumas espumas conhecidas: PRODUTO TIPO DE ESPUMA ESTABILIZANTE Suspiro Gás/água Proteínas Creme de leite Gás/água Proteínas e gorduras Espuma de cerveja CO2/água Proteínas e glicosídios Bolo CO2/ar/água Proteínas, gorduras e polissacarídios Sorvete Ar/água Proteínas e gomas EDULCORANTES Também chamados de adoçantes, produtos capazes de adoçar um alimento em substituição ao açúcar naturalmente presente ou adicionado a esse alimento. São classificados em naturais, obtidos sem reações químicas de vegetais ou animais ou sintéticos obtidos também de vegetais ou animais porém através de reações químicas apropriadas. Existe um vasto campo de estudos com relação a estes produtos, pois apenas uma pequena parcela é permitida ser utilizada nos alimentos. Esta é uma área de estudo em franca evolução, seja pela descoberta de novos adoçantes, ou estudos para comprovar não toxidez naquelas estruturas já utilizadas ou outras que se encontram em estudos. Há um grande interesse neste estudo, seja por razões econômicas ou de saúde, como também por problemas tecnológicos envolvidos na substituição da sacarose por edulcorantes. Um bom edulcorante deve ser solúvel em água, ser mais doce que a sacarose, resistir ao aquecimento (esterilização), ser estável em pH entre 3 e 7. Porém, o mais importante é não apresentar efeito residual (lingering effect) nem ter sabor além do doce (after taste). ESTÁVEIS Nas condições usuais de processamento são estáveis o ciclamato, sacarina, esteviolsídio, rebaudosídio, acessulfame. PARCIALMENTE ESTÁVEIS O aspartame e a perilartina, sendo que o primeiro sofre hidrólise a medida que o pH vai baixando, perdendo seu sabor doce. A toxidez dos edulcorantes, normalmente está relacionada, principalmente nos sintéticos, com impurezas proveniente da extração ou da síntese. O emprego de adoçantes em substituição ao açúcar, visando a diminuição dos custos de fabricação ou à produção de alimentos dietéticos, pode resultar em aumento considerável da atividade da água, o que resulta em sérios reflexos sobre a conservação dos alimentos. RELAÇÃO DE ALGUNS EDULCORANTES UTILIZADOS NOS ALIMENTOS NOME ESTRUTURA ORIGEM SABOR DOCE* ESTABILIDADE GOSTO (AFTER TEST) Sacarina Imida do ac.sulfobenzoico Sintético 300 X Muito boa Amargo metálico Ciclamato Ac. Ciclohexansulfonico Sintético 30 X Muito boa Amargo metálico Aspartame Ester Metil -2-L- aspartil L-fenilalanina Sintético 200 X Boa Pouco amargo e metálico Acessulfame Dióxido da oxotiazinona Sintético 130 X Boa Amargo Xilitol Poliol de xilose Sintético Muito boa Perilartina Oxima do peril aldeído Sintético 2000 X Muito boa Glicirrizina Ác. Glicirrizico Natural 50 X Muito boa Alcaçuz intenso Esteviosídio Glicosídio terpênico Natural 300 X Muito boa Alcaçuz Rebaudosidio Glicosídio terpênico Natural 300 X Fracamente de alcaçuz Dulcosídios Glicosídio terpênico Natural *Os valores indicam o aumento do sabor doce em relação a quantidade equivalente de sacarose SACARINA Imida do ácido sulfobenzóico. Apresenta um próton imídico muito reativo, formando sais de sódio e cálcio. CICLAMATO Ácido ciclohexansulfônico. Também forma sais de cálcio e sódio. Tanto a sacarina como o ciclamato em concentração altas apresentam sabor desagradável. Por esta razão são utilizados em pequenas concentrações e associados devido ao seus efeitos sinergistas. XILITOL É um poliol derivado da xilose, teve seu uso suspenso, devido a ação cancerígena ainda não completamente esclarecida. Seu poder adoçante aproxima-se da sacarose e não é absorvido pelos organismos humanos. STEVIOSÍDEOS E REBAUDOSÍDEOS Glicosídeos terpênicos obtidos das folhas da stevia rebaudiana. Aproximadamente 300 x mais doce que a sacarose. Além destes também foi obtido um terceiro glicosídeo, chamado de dulcosídeo, que segundo alguns autores apresenta a mesma estrutura dos rebaudosideos. Ainda não foram encontrados efeitos indesejáveis neste adoçantes. Apresentam sabor secundário em mínima escala, são estáveis em meio ácido e calor abaixo de 100ºC. GLICOSÍDEO R1 R2 Steviosídeo β-glu - glu2 – glu1 Rebaudosídeo A β-glu - 3glu2 (glu1) glu1 Rebaudosídeo B – H - 3glu2 (glu1) glu1 Rebaudosídeo C β-glu - 3glu2 (glu1) ran1 Dulcosideo A β-glu - glu2 – ran1 ASPARTAME É o éster metílico da 2 – L-aspartil – L fenilalanina. Apresenta solubilidade variável em água e pode sofrer ciclização dependendo do pH ácido ou alcalino, perdendo o sabor doce. Pode por hidrólise dar origem a fenilalanina, que pode ser prejudicial à saúde para pessoas que apresentam incapacidade de metabolizá-la (fenilcetonúria). Por esta razão foi liberado para usos específicos. BIOQUÍMICA E BROMATOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS A fruta colhida se apresenta como um sistema biológico independente, no qual o processo de respiração celular contínua, com a oxidação de seus carboidratos de reserva de forma aeróbica com produção de CO2 e água. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE FRUTAS E HORTALIÇAS ÁGUA A maior parte apresenta de 80 a 95% de água, exceto no caso de grãos (13%) e batata (50%). CARBOIDRATOS Pode variar de 2 a 40% do peso total. Os principais açucares são os de baixo PM como sacarose, glicose e frutose ou polímeros como amido, celulose, pectinas, hemicelulose. PROTEÍNAS O conteúdo protéico na dieta com frutas e hortaliças, não tem grande valor, contribuem com 1 a 2%. LIPÍDEOS Representam uma parcela muito pequena nas frutas e hortaliças, em torno de 1%, exceção feita ao abacate e ao coco. VITAMINAS E MINERAIS São responsáveis por 90% da vitamina C e outras vitaminas como a vitamina A, ácido fólico e muitos minerais. CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS SABOR E AROMA Depende da relação entre o conteúdo de carboidratos e ácidos, da riqueza de taninos (adstringência), e da presença de inúmeros compostos voláteis. COR Devido a pigmentos localizados nos cloroplastos, vacúolos e citoplasma das células na maioria das vezes restringe-se às células epidêmicas. Temos a clorofila, carotenóides e antocianinas. TEXTURA É resultante da natureza das células e dos componentes estruturais. A rigidez deve-se normalmente a presença de celulose (25%), a turgência que confere às frutas firmeza e suculência deve-se ao conteúdo de água que pode chegar a 90%. A pectina o amido presente dão a textura e conformação final ao fruto e hortaliças. MATURAÇÃO A maturação das frutas normalmente é feita no pé, porém pode ser realizada após a colheita. Após a colheita do fruto, cessa o fornecimento de água e nutrientes, cessa também a fotossíntese, contudo continua a maturação do fruto, porque ainda prossegue a respiração do tecido, assim como reações enzimáticas (síntese de pigmentos e enzimas). A respiração pode ser de baixa intensidade em alimentos como, beterraba, batata, mandioca, que podem desta maneira resistir ao armazenamento prolongado. As frutas em geral apresentam alto metabolismo (respiração alta) com oxidação de carboidratos. Conseqüências da Respiração do Tecido Celular Vegetal Ocorre com consumo de oxigênio, portanto este elemento deve estar presente no armazenamento de frutas e hortaliças. Na falta de oxigênio ocorre a anaeróbica com produção de etanol que é tóxico ao tecido vegetal (aparecimentos de manchas cinzas em maças ou negras em batatas), com gosto desagradável. A respiração leva ao desprendimento de CO2 e água, o que leva a transpiração do tecido. Deve-se evitar o depósito de água sobre as frutas o que fornece o crescimento de microrganismos. A respiração leva ao desprendimento de calor o que provoca aceleração no processo de deterioração. A ventilação é importante para o armazenamento de frutas porém não deve ser em demasia o que levaria a uma perda de água, que causa a diminuição da turgência da fruta. FENÔMENO CLIMATÉRICO Frutas climatéricas são aquelas que tem um aumento transitório de atividade respiratória, e que portanto podem ser colhidos verdes sofrendo maturação posterior, lembrando que com o aumento da temperatura diminui o tempo para se atingir o pico climatérico. São exemplos: damasco, pêra, maça, banana, melão, etc. As plantas não climatéricas são aquelas que o amadurecimento deve ocorrer no pé, já que a sua atividade respiratória é baixa, como exemplo temos a uva, cereja, morango, laranja e a maioria dos legumes. MODIFICAÇÕES QUÍMICAS NA MATURAÇÃO GLICÍDIOS Durante a respiração ocorre metabolismo de alguns carboidratos, porém em geral a síntese de carboidratos com sabor doce aumenta durante a maturação. ACIDEZ E pH Queda da acidez com degradação de ácidos orgânicos. Com síntese de vitamina C a partir da glicose. SUBSTÂNCIAS PÉCTICAS A propectina insolúvel se transforma em pectina solúvel que sofre desmetoxilação e se despolimeriza. Estas modificações provocam amolecimento do fruto durante a maturação. PIGMENTOS Ocorre síntese de carotenódes e antocianinas como também degradação da clorofila que nas frutas verdes mascara estes pigmentos já existentes. AROMA Produção de vários compostos orgânicos voláteis. ETILENO É um hormônio vegetal produzido durante a maturação que provoca o aparecimento do pico climatérico e acelera a maturação. A síntese de etileno depende de atmosfera com oxigênio. A refrigeração de frutos e hortaliças retarda a maturação principalmente no início do processo, que pode estar associado ao controle da atmosfera com diminuição de oxigênio e aumento de CO2. PIGMENTOS Além do gosto, do aroma e da textura de um alimento é muito importante a manutenção de sua coloração. Nas carnes o pigmento principal é a mioglobina (vermelha) presente nos músculos, já nos alimentos de origem vegetal temos uma variedade muito maior de pigmentos. A manutenção desta coloração normalmente é muito difícil devido as reações, as quais os pigmentos podem ser submetidos durante o processamento. Isto nos obriga muitas vezes, a lançar mão de corantes artificiais estáveis que manterão as colorações originais para o consumo. Porém, a quantidade de corantes artificiais inócuos à saúde vem diminuindo muito a medida que se apuram as técnicas de estudos sobre a toxicidez. Por estas razões atualmente estão em grande evidência os estudos que buscam nos pigmentos naturais e portanto não tóxicos, uma utilidade maior no processamento dos alimentos. Conhecendo-se suas reações químicas e bioquímicas poderemos determinar uma melhor qualidade para a coloração dos alimentos. Quase todos os pigmentos vegetais possuem estruturas complexas com vários grupos funcionais nas suas moléculas. A coloração pode ser variável e sofrer ação do meio (ácido), alterando a cor e em alguns casos também o paladar. Os principais grupos de corantes são os seguintes: porfirinas (clorofilas a e b, clorofila cúprica), 2-betalaínas; flavonóides (antocianinas, antoxantinas, leucoantocianidinas); taninos, 5.carotenóides, 6.quinonas, 7.curcumina. PORFIRINAS Possuem uma estrutura básica formada por 4 anéis pirrólicos unidas a 4 grupos metinos. Aos nitrogênios dos anéis estão ligados íons magnésio para as clorofilas ou ferro para as heminas (pigmentos vermelhos do tecido muscular). Clorofila Pigmento de cor verde característico dos vegetais. Se encontram em tecidos chamados cloroplastos na forma de grânulos. As clorofilas mais abundantes a e b diferem apenas pela presença de um grupo CH3 maior solubilidade da clorofila em lipídios do que em água. A perda do magnésio e do grupo fitila dá origem a compostos de coloração verde castanho chamados de feoborbideos, estes compostos por oxidação dão origem a compostos incolores. Nas células vegetais a clorofila dentro dos cloroplastos estará protegida por proteínas e lipídios de componentes celulares destrutivos. No processamento térmico dos vegetais em água, ocorre rapidamente alterações na cor verde dos vegetais. No início do aquecimento ocorre um escurecimento do verde, devido a saída de ar e entrada de água, que altera a estrutura das fibras vegetais mudando a absorção da luz pela superfície do vegetal. Continuando o aquecimento, em determinada temperatura vai ocorrer a desnaturação das proteínas que protegem a clorofila, rompendo as ligações e deixando sua estrutura exposta ao ataque de ácidos da célula, com isto ocorre ruptura da cadeia, formando feofitinas alterando a coloração para verde oliva. Os mecanismos utilizados para evitar a perda de magnésio com alteração na coloração, é a utilização de bicarbonato de sódio ou tampões de fosfato e citrato, para controlar o pH e evitar o efeito dos ácidos. Entretanto, a elevação do pH para próximo de 8,0 pode levar ao amolecimento do vegetal por hidrólise da pectina nas paredes celulares. A adição de zinco ou cobre pode restabelecer a cor verde, porém este processo nem sempre é eficiente. Vegetais verdes armazenados a baixas temperaturas, têm a degradação enzimática retardada, utilizando uma atmosfera rica em CO2. Ao contrário a destruição é rápida em presença de etileno, que normalmente é utilizado para eliminar a coloração verde da casca de cítricos. Clorofila Cúprica Nestas estruturas ocorre a substituição do magnésio por cobre, tomando a estrutura mais resistente às condições de processamento e armazenamento. A facilidade de sua preparação e da preparação de clorofilas solúveis em água por ação alcalina (pH> 6,5), tornam estes pigmentos bons substitutos de corantes artificiais verdes, apesar do menor poder corante. Estas estruturas não são absorvidas no trato intestinal passando de forma inalterada e portanto sem nenhuma toxicidez para o organismo. BETALAINAS Pigmentos que ocorrem principalmente nas centrospermae, uma ordem de vegetais que incluem a beterraba e plantas ornamentais como a primavera. Constituem dois pigmentos: betacianinas (vermelha) e betaxantinas (amarela). FLAVONÓIDES Compreendem um vasto grupo de pigmentos fenólicos solúveis em água e responsáveis pelas cores azul, vermelho e amarelo de diversas frutas, folhas e flores. Antocianinas – grupo de pigmentos responsáveis pela coloração azul e vermelha, apresentam um grupo ou anel chamado de 2-fenil-benzopirilium (íon flavilium). Antoxantinas São menos solúveis em água. Em meio ácido podem formar sais instáveis. São mais resistentes ao calor. Podem formar complexos coloridos com íons metálicos dependendo da presença e localização de hidroxilas no anel B. São pouco sensíveis à presença de luz, ao contrário das antocianinas. Possuem cor amarela de várias tonalidades ou sem cor. Alimentos como batatas, repolho branco e couve-flor adquirem coloração amarela quando aquecidos em meio fracamente alcalino. TANINOS Compreendem um número grande de produtos naturais com estruturas complexas ainda não muito bem definidas. Dois grupos de estruturas são encontradas nos taninos. Estruturas condensadas não-hidrolisáveis, formadas por produtos que contém núcleos flavonoídicos e estruturas hidrolisáveis que contém ésteres de ácido gálico ou seus derivados com açúcares. São substâncias fortemente adstringentes que se ligam a proteínas formando precipitados. Esta propriedade é utilizada no caso do curtimento do couro. Formam precipitados escuros com íons de ferro, que podem ser solubilizados por ácidos. Algumas plantas são ricas em tanino, encontrado normalmente na casca e folhas. Algumas frutas como a uva, maçã, pêra e caqui, também apresentam tanino, o que lhes caracteriza a adstringência. Reagem com íons metálicos produzindo coloração normalmente indesejável nos alimentos. São rapidamente dispersos em água quente formando soluções coloidais. Dos taninos que ocorrem nos alimentos os mais importantes são as catequinas, derivadas das flavonas. CAROTENÓIDES Estruturas altamente insaturadas de hidrocarbonetos terpênicos, podendo conter grupos hidroxilas, carbonilas e carboxilas nestes casos chamados de xantofilas. Todos são formados por moléculas de isopreno (C5) ligadas em 1-4. Vários carotenos são encontrados na natureza ligados a carboidratos ou esterificados com ácidos graxos. É o grupo de pigmentos responsável pela coloração que varia do amarelo até o vermelho. Insolúvel em água e solúveis em lipídios. Nas folhas verdes são encontrados nos cloroplastos associados às frações lipídicas juntamente com a clorofila. A cor verde da clorofila mascara a cor dos carotenos, com exceção das folhas novas que apresentam ainda uma quantidade pequena de clorofila. O mesmo fato é observado nas frutas que com o amadurecimento vão perdendo a clorofila que vai se degradando e assim fica acentuada a coloração causada pelos carotenóides. Existe uma grande variedade de plantas com estes pigmentos – pêssego, banana (casca), maçã, tomate, pimenta (vermelha), abóbora, etc. e hortaliças como cenoura, batata doce e a maioria das flores. O processo de oxidação altera a cor destes pigmentos até mesmo eliminando-a. são normalmente estáveis ao pH dos alimentos processados. Podem ser usados como corantes em alimentos por não serem tóxicos. Tem uso na coloração de queijos (bixina), manteiga (β-caroteno) e em alimentos na forma de emulsões ricas em água. O β-caroteno apresenta estrutura simétrica e é o precursor da vitamina A. QUINONAS O mais importante pigmento do grupo das quinonas é o ácido carmínico, obtido do extrato de cochonilhas (fêmeas), inseto da espécie dactylopius coccus, que proliferam sobre cáctus, nativos do Peru, Equador e América Central. Atualmente utiliza-se este ácido sofrendo reações com sais de alumínio o que aumenta muito a coloração produzindo as lacas de ácido camínico. Estas lacas apresentam boa estabilidade à luz e calor e podem ser usadas a pH ácido. CURCUMINA Corante amarelo extraído dos rizomas da curcuma longa. Insolúvel em água e solúvel em soluções alcalinas de onde precipita por ação de ácidos fortes. É estável ao calor e luz. Possui forte cheiro e gosto picante o que permite que seja utilizado como corante e condimento em alguns alimentos como picles, mostarda, etc. RELAÇÃO DE CORANTES UTILIZADOS EM ALIMENTOS CORANTE FONTE COR USOS β-Caroteno Extrato de plantas Amarelo – vermelho Massas, sorvetes, doces, derivados de leite Capsaxantina Capsicum annum Vermelho – laranja Massas, molhos e cereais Annato Bixa orellana Vermelho – amarelo Sorvetes, queijos, molhos, salsichas, leite fermentado Nor-bixina Bixa orellana Vermelho Idem Enocianina Uva Roxa Refrigerantes, geléias, sorvetes Extrato de beterraba Beterraba Vermelho Leites fermentados, doces, sorvetes, geléias e massas Carmim Dactilopius coccus Vermelho – roxo Leites fermentados, doces, carnes, sorvetes Curcumina Curcuma longa Amarelo Picles, mostardas, margarina, molhos Antocianinas Frutas, sementes, flores Azul – vermelho Bebidas, geléias, doces e sorvetes Clorofila cúprica Vários vegetais Verde Sorvetes, bebidas e doces Luteína Flores Amarelo Molhos e ração para aves ANTIOXIDANTES 1. Produtos que atuam sobre a formação do oxigênio singleto ou que reagem com o mesmo. 2. Produtos que atuam de forma competitiva com os radicais livres, impedindo a continuação da reação em cadeia. 3. Produtos que atuam sobre os peróxidos, decompondo-os de forma a produzirem compostos que não participam das reações em cadeia dos radicais livres. São geralmente compostos fenólicos sintéticos ou naturais derivados dos tocoferóis, que são lentamente destruídos durante o processo fenólicos sintéticos ou naturais derivados dos tocoferóis, que são lentamente destruídos durante o processo, perdendo a eficiência com o tempo. Esta ação oxidante pode ser melhorada pela utilização de quelantes dos metais pró-oxidantes, como pelo uso de misturas que agem sinergisticamente (aumentando a capacidade da ação). O mecanismo de ação dos antioxidantes é baseado na formação de peróxido-radicais ou de radicais desses compostos que pela sua estrutura eletrônica e sua estereoquímica são mais estáveis, diminuindo assim a velocidade da reação ou do número de radicais livres reativos. Além dos tocoferóis, alguns óleos essenciais mostram-se capazes de retardar a rancificação, como por exemplo o óleo essencial do alecrim. PRINCIPAIS ANTI-OXIDANTES TOCOFERÓIS O mais ativo deles é o α-tocoferol. É um líquido amarelo, viscoso, insolúvel em água, solúvel em solventes orgânicos, óleos vegetais e animais e em gorduras. Presente na maioria dos vegetais em quantidade suficiente para agir como anti-oxidante. No processamento de alimentos (frituras) ocorrem perdas sensíveis destas substâncias. GALATO DE PROPILA (PG) Sólido cristalino branco, pouco solúvel em água e óleos, muito solúvel em compostos orgânicos. Outros ésteres de ácido gálico também são utilizados pela alta resistência ao aquecimento. Formam compostos escuros com íons metálicos como Ferro. BUTIL-HIDROXIANISOL (BHA) Sólido cristalino de baixo ponto de fusão, muito solúvel em solventes orgânicos e óleos. Pelo aquecimento com água a maior parte é perdida, porém uma quantidade suficiente permanece, diminuindo a rancidez. BUTIL-HIDROXITOLUENO (BHT) Sólido cristalino branco, com baixo ponto de fusão, insolúvel em água e destilável em vapor d´agua. Pouco solúvel em solventes orgânicos, porém solúvel em óleos. É mais ativo em gorduras animais. FIBRAS O termo "fibras" abrange grande variedade de substâncias com diferente propriedades físicas, químicas e fisiológicas. Portanto, é difícil chegar a uma definição idealdas fibras, embora várias definições tenham sido propostas nos últimos 25 anos. Os vários tipos e fibras apresentam as seguintes características: Elas se originam de plantas Elas são carboidratos ou derivados de carboidratos(exceto a lignina) Elas resistem à hidrólise pelas enzimas digestivas humanas Elas atingem o cólon intactas, no cólon, elas podem ser, pelo menos parcialmente, hidrolisadas e fermentadas pela flora do cólon. 11.1 Propriedades físicas e químicas Os tipos de fibras variam amplamente em sua hidrossolubilidade, viscosidade, capacidade para reter água e para ligar minerais e moléculas orgânicas. Tais características diferentes resultam em vários efeitos fisiológicos. Elas também têm implicações práticas para as fórmulas enterias, uma vez que e importante evitar a sedimentação ou um alto nível de viscosidade que poderia impedir o fluxo através de sonda de alimentação. Fatores, tais como a fonte dietética exata e o tratamento tecnológico durante a fabricação afetam a estrutura tridimensional das fibras e o tamanho de suas partículas. Ambas as características, por sua vez, influenciam nas propriedades físicas e químicas das fibras. A passagem através do trato gastrointestinal também altera algumas das propriedades das fibras. Por exemplo, as fibras solúveis perdem sua viscosidade e capacidade de reter águia (geleificação) sob a influência da acidez gástrica ou fermentação do cólon. Classificação das fibras e substâncias semelhantes às fibras Fibras solúveis: goma, mucilagem, pectina Fibras insolúveis: celulose, hemicelulose, lignina Substâncias semelhantes às fibras (hidrossolúveis em sua maioria): inulina, frutooligossacarídeos, amido resistente, açúcares não absorvidos Bibliografia BÁSICA CECCHI,M.H. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 6ª ed. Campinas: Unicamp, 2003. BOBBIO, F.,BOBBIO P. Introdução à química de alimentos. 3ª ed. São Paulo: Varela, 2003. ROLANO S.D.Alimentos e Nutrição: Introdução a bromatologia. 3ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. COMPLEMENTAR BOBBIO. P.A.& BOBBIO P.A. Química do processsamento de alimentos. 3ª ed. São Paulo: Varela, 2001. INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas do Instituto Adolfo Lutz: Métodos químicos e físicos de análises de alimentos. São Paulo:Instituto,1985. SILVA, D. L. Análises de alimentos.1ª ed. Viçosa: Imprensa Universitária, 1991.