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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................................ 19 3.3.1 Amostras Sólidas em Pó ou Grânulos ................................................................... 19 3.3.2 Amostras Líquidas................................................................................................ 19 3.3.3 Sorvetes e Gelados ............................................................................................... 19 3.3.4 Mel e Melados...................................................................................................... 20 3.3.5 Carnes e Produtos de Carnes................................................................................. 20 3.3.6 Produtos Semi-Sólidos ou Misturas Líquido Sólido .............................................. 20 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....................................................................................................... 22 4.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS PRINCIPAIS GLICÍDIOS ............................ 23 4.2 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS AÇÚCARES....................................................... 25 4.2.1 Solubilidade ......................................................................................................... 26 4.2.2 Cristalização......................................................................................................... 26 4.2.3 Índice de Refração e Propriedades Espectrais ....................................................... 26 4.2.4 Atividade Ótica .................................................................................................... 27 4.3 PODER EDULCORANTE....................................................................................... 28 4.4 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE GLICÍDIOS .............................................. 28 4.4.1 Método Polarimétrico (Polarímetro) ..................................................................... 29 4.4.2 Método Químico................................................................................................... 30 4.4.2.1. Reação de Fehling ............................................................................................ 30 TIPÓS DE AÇÚCARES INDUSTRIAIS ............................................................................. 31 4.5 DEXTRINIZAÇÃO .................................................................................................... 31 4.6 OXIDAÇÃO DO AMIDO........................................................................................ 31 4.7 SUBSTITUIÇÃO ..................................................................................................... 32 4.8 AMIDOS COM LIGAÇÕES CRUZADAS .............................................................. 32
4.9 CICLODEXTRINAS ............................................................................................... 32 5 PECTINA .................................................................................................................... 33 5.1 PECTINAS DE ALTO TEOR DE GRUPOS METOXÍLICOS (ATM)..................... 34 5.2 PECTINAS DE BAIXO TEOR DE GRUPOS METOXÍLICOS (BTM) ................... 34 5.2.1 Elementos Básicos para a Elaboração de uma Geléia ............................................ 35 5.3 HIDRÓLISE DA PECTINA..................................................................................... 35 5.4 CELULOSE ............................................................................................................. 35 5.5 CARBOXIMETIL CELULOSE (CMC) ................................................................... 36 5.6 METICELULOSE.................................................................................................... 36 5.7 HIDRÓPROPILMETILCELULOSE ........................................................................ 37 5.8 HEMICELULOSE ................................................................................................... 37 6 GOMAS E MUCILAGENS ......................................................................................... 37 6.1 GOMAS E ESTRUTURAS DE PLANTAS AQUÁTICAS ...................................... 38 6.2 GOMAS DE ESTRUTURAS DE SEMENTES DE PLANTAS TERRESTRES ....... 39 6.3 GOMAS ESTRUTURAIS DE EXSUDATOS DE PLANTAS TERRESTRES......... 40 6.4 GOMAS ESTRUTURAIS DE MICRORGANISMOS.............................................. 41 6.5 EMULSÃO E AGENTES EMULSIFICANTES....................................................... 41 6.6 AGENTES EMULSIFICANTES.............................................................................. 42 6.7 ESPUMAS ............................................................................................................... 42 7 EDULCORANTES ...................................................................................................... 43 8 BIOQUÍMICA E BROMATOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS ....................... 46 8.1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE FRUTAS E HORTALIÇAS ................................... 46 8.2 CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS .......................................................... 47 8.3 MATURAÇÃO ........................................................................................................ 48 8.3.1 Conseqüências da Respiração do Tecido Celular Vegetal...................................... 48 8.4 FENÔMENO CLIMATÉRICO ................................................................................ 49 8.5 MODIFICAÇÕES QUÍMICAS NA MATURAÇÃO................................................ 49 9 PIGMENTOS............................................................................................................... 50 9.1 PORFIRINAS .......................................................................................................... 51 9.1.1 Clorofila ............................................................................................................... 52 9.1.2 Clorofila Cúprica.................................................................................................. 53 9.2 BETALAINAS......................................................................................................... 53 9.3 FLAVONÓIDES...................................................................................................... 53 9.3.1 Antoxantinas ........................................................................................................ 54 9.4 TANINOS................................................................................................................ 54 9.5 CAROTENÓIDES ................................................................................................... 55 9.6 QUINONAS............................................................................................................. 56 9.7 CURCUMINA ......................................................................................................... 56 10 ANTIOXIDANTES.................................................................................................. 57 10.1 PRINCIPAIS ANTI-OXIDANTES .......................................................................... 58 11 FIBRAS 58
1 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;
4
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
5
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.
2 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,
6
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.
2.1 ERROS
2.1.1 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.
7
2.1.2 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%.
0,1 Erro relativo = 40 X 100 = 0,25%
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.
0,1 Erro relativo = 0,5 X 100 = 20%
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.
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Comparemos a precisão de medição de 1 ml em uma pipeta com a de 100
ml de uma proveta.
INSTRUMENTO INCERTEZA VOLUME CÁLCULO CONCLUSÃO 0,1 Pipeta ± 0,1 ml 1 ml 1 X 100 = 10% Menor precisão
1 Proveta ± 1 ml 100 ml 100 X 100 = 1% Maior precisão
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.
2.1.3 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.
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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.
2.2 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
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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.
2.3 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:
0,1 Pequena precisão a) E% = 0,5 X 100 = 20%
0,1 b) E% = 7,0 X 100 = 1,4%
0,1 c) E% = 23,8 X 100 = 0,42%
0,1 d) E% = 406,2 X 100 = 0,024% Grande precisão
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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.
2.4 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
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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
1. Defina exatidão:
2. Defina precisão:
3. Comente sobre os erros que podem afetar um resultado experimental?
4. Qual a importância de conhecermos a exatidão de um método analítico?
5. Explique como podemos determinar a exatidão de um método analítico:
6. Explique como podemos proceder para alcançarmos exatidão:
7. Explique como podemos determinar a precisão de um método analítico:
8. Explique como podemos proceder para alcançarmos precisão:
9. Defina e comente sobre a aplicabilidade dessas medidas:
a) Erro absoluto;
b) Erro relativo;
10. 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:
a) Quais das análises foram mais exatas? Justifique.
b) Quais das análises foram precisas? Justifique.
11. Podemos afirmar que um método preciso é, consequentemente, exato?
Justifique.
12. Diga onde há maior precisão:
a) Em 200g pesados em balança de prato externo (erro ± 0,01g) ou em 5g
pesados em balança analítica (erro ± 0,0001g).
b) Em 2cm medidos em régua (± 0,1mm) ou em 4cm medidos em paquímetro (±
0,05mm).
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c) Em 1 tonelada pesada na balança do cais do porto (± 5kg) ou em 1g pesado
na balança tríplice escala (± 0,001g).
d) Em 1 minuto medido em cronômetro (± 1/10 seg) ou 5 ml medido em pipeta
(± 0,01ml).
e) 2mm medidos em micrômetro (± 1 mícron) ou em 0,02g medidos em balança
de torção (± 0,00001g).
3 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
14
pelas mesmas condições das outras amostras destinadas ao laboratório.
3.1 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.
3.1.1 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.
15
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.
3.1.1.1. 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.
3.1.1.2. Alimentos sem embalagens
16
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).
3.1.2 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
17
testemunhas (amostra legal).
Se necessário poderão ser anotados outros dados para melhor orientação
dos analistas.
3.2 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.
18
3.2.1 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
3.2.2 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
19
3.3 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.
3.3.1 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.
3.3.2 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.
3.3.3 Sorvetes e Gelados
20
Deixar a amostra em repouso até se liqüefazer;
Homogeneizar e guardar em frascos com rolha esmerilhada.
3.3.4 Mel e Melados
Quando apresentam cristais, devem ser aquecidos em banho-maria a
uma temperatura menor que 50ºC para haver perfeita homogeneização.
3.3.5 Carnes e Produtos de Carnes
Separar a carne dos ossos, pele, cartilagem e/ou couro;
Passar em moedor fino.
3.3.6 Produtos Semi-Sólidos ou Misturas Líquido Sólido
Devem ser perfeitamente homogeneizadas;
Casos como queijos, chocolates, etc., devem ser ralados.
3.3.7 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.
3.4 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.
21
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... a) 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.
b) 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
22
Fonte: SILVA, 1991. Lembrando que a verificação do valor de cada alimento para qualquer
análise deve ser corrigido e verificado pela legislação.
3.5 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:
a) grandes quantidades de : potássio, sódio, cálcio e magnésio
b) pequenas quantidades: Alumínio, ferro, cobre, manganês e zinco
c) 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.
4 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:
23
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.
4.1 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
24
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.
25
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).
4.2 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS AÇÚCARES
26
4.2.1 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.
4.2.2 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.
4.2.3 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.
27
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.
4.2.4 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.
28
Onde:
t α [α] D = C.1
t [α] D = desvio específico
α C 1
= desvio observado/leitura = concentração da solução g/ml = comprimento do tubo
4.3 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
4.4 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
29
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.
4.4.1 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
30
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.
4.4.2 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.
4.4.2.1. 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
31
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.
4.6 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.
32
4.7 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.
4.8 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.
4.9 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.
33
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.
5 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
34
amarelado.
5.1 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).
5.2 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.
35
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.
5.2.1 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.
5.3 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.
5.4 CELULOSE
Principal componente estrutural das plantas. Não digerido pelo homem.
36
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.
5.5 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.
5.6 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
37
grupos metoxilas substituídos por unidade de glicose.
A metilcelulose forma gel a uma temperatura de 50 – 60ºC e volta a sol por
resfriamento.
5.7 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.
5.8 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.
6 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,
38
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
6.1 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
39
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.
6.2 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
40
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.
6.3 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.
41
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.
6.4 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).
6.5 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
42
intenso por ocorrer com a ruptura da filme interfacial.
6.6 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.
6.7 ESPUMAS
São um tipo particular de emulsão.
Sua desestabilização é conhecida como drenagem
A tabela mostra algumas espumas conhecidas:
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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 7 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,
44
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.
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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
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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.
8 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.
8.1 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,
47
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.
8.2 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
48
hortaliças.
8.3 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.
8.3.1 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
49
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.
8.4 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.
8.5 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.
50
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.
9 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
51
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.
9.1 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).
52
9.1.1 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.
53
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.
9.1.2 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.
9.2 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).
9.3 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
54
flavilium).
9.3.1 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.
9.4 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
55
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.
9.5 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.
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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.
9.6 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.
9.7 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
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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
10 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
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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.
10.1 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.
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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.
11 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
60
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.
11.2 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.
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