Bromatologia - Professora Dra. Ana Paula Palaro Klein Hendges

ACESSE AQUI O SEU LIVRO NA VERSÃO DIGITAL PROFESSORA Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges Bromatologia FICHA CATALOGRÁFICA C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA HENDGES Ana Paula Palaro Klein Bromatologia Ana Paula Palaro Klein Hendges Maringá PR Unicesumar 2022 224 P ISBN 9788545921936 Graduação EaD 1 Bromatologia 2 Segurança em Laboratório 3 Análises EaD I Título CDD 22 ed 66407 Impresso por Bibliotecário João Vivaldo de Souza CRB 91679 Pró Reitoria de Ensino EAD Unicesumar Diretoria de Design Educacional NEAD Núcleo de Educação a Distância Av Guedner 1610 Bloco 4 Jd Aclimação Cep 87050900 Maringá Paraná wwwunicesumaredubr 0800 600 6360 PRODUÇÃO DE MATERIAIS DIREÇÃO UNICESUMAR NEAD NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Reitor Wilson de Matos Silva ViceReitor Wilson de Matos Silva Filho PróReitor de Administração Wilson de Matos Silva Filho PróReitor Executivo de EAD William Victor Kendrick de Matos Silva PróReitor de Ensino de EAD Janes Fidélis Tomelin Presidente da Mantenedora Cláudio Ferdinandi Diretoria Executiva Chrystiano Mincoff James Prestes Tiago Stachon Diretoria de Graduação e Pósgraduação Kátia Coelho Diretoria de Cursos Híbridos Fabricio Ricardo Lazilha Diretoria de Permanência Leonardo Spaine Diretoria de Design Educacional Paula Renata dos Santos Ferreira Head de Graduação Marcia de Souza Head de Metodologias Ativas Thuinie Medeiros Vilela Daros Head de Recursos Digitais e Multimídia Fernanda Sutkus de Oliveira Mello Gerência de Planejamento Jislaine Cristina da Silva Gerência de Design Educacional Guilherme Gomes Leal Clauman Gerência de Tecnologia Educacional Marcio Alexandre Wecker Gerência de Produção Digital e Recursos Educacionais Digitais Diogo Ribeiro Garcia Supervisora de Produção Digital Daniele Correia Supervisora de Design Educacional e Curadoria Indiara Beltrame Coordenador de Conteúdo Sidney Edson Mella Junior Designer Educacional Leticia Matheucci Curadoria Ana Carolina Caputi Goncalves de Azevedo Revisão Textual Cintia Prezoto Ferreira Sarah Mariana Longo Carrenho Cocato Editoração Flavia Pedroso Lucas Pinna Silveira Lima Ilustração Geison Odlevati Ferreira Realidade Aumentada Maicon Douglas Curriel Matheus Alexander de Oliveira Guandalini Fotos Shutterstock Tudo isso para honrarmos a nossa missão que é promover a educação de qualidade nas diferentes áreas do conhecimento formando profissionais cidadãos que contribuam para o desenvolvimento de uma sociedade justa e solidária Reitor Wilson de Matos Silva A UniCesumar celebra mais de 30 anos de história avançando a cada dia Agora enquanto Universidade ampliamos a nossa autonomia e trabalhamos diariamente para que nossa educação à distância continue como uma das melhores do Brasil Atuamos sobre quatro pilares que consolidam a visão abrangente do que é o conhecimento para nós o intelectual o profissional o emocional e o espiritual A nossa missão é a de Promover a educação de qualidade nas diferentes áreas do conhecimento formando profissionais cidadãos que contribuam para o desenvolvimento de uma sociedade justa e solidária Neste sentido a UniCesumar tem um gênio importante para o cumprimento integral desta missão o coletivo São os nossos professores e equipe que produzem a cada dia uma inovação uma transformação na forma de pensar e de aprender É assim que fazemos juntos um novo conhecimento diariamente São mais de 800 títulos de livros didáticos como este produzidos anualmente com a distribuição de mais de 2 milhões de exemplares gratuitamente para nossos acadêmicos Estamos presentes em mais de 700 polos EAD e cinco campi Maringá Curitiba Londrina Ponta Grossa e Corumbá o que nos posiciona entre os 10 maiores grupos educacionais do país Aprendemos e escrevemos juntos esta belíssima história da jornada do conhecimento Mário Quintana diz que Livros não mudam o mundo quem muda o mundo são as pessoas Os livros só mudam as pessoas Seja bemvindo à oportunidade de fazer a sua mudança Aqui você pode conhecer um pouco mais sobre mim além das informações do meu currículo Ana Paula Palaro Klein Hendges Olá estimadoa alunoa O meu nome é Ana Paula sou química de profissão Ingressei no curso de Química em 2009 mas confesso que na época com 17 anos eu não sabia direito se era isso que queria fazer O mais interessante é que assim que as aulas começaram e conheci mais sobre o curso fiquei encantada com a Química tanto que dei continui dade aos estudos e hoje sou doutora em Química Orgânica Toda a minha graduação se voltou para a área de alimentos e sempre tive muito apreço pelos produtos naturais Desenvolvi pesquisas com foco na busca por substâncias de origem natural e até o momento identifiquei 10 novas substâncias das quais 5 estão publicadas e al gumas se mostraram promissoras para utilização na agricultura Durante a graduação fui monitora e desde então percebi o quanto gostava de lecionar O meu primeiro trabalho depois de formada foi como docente na mesma faculdade em que estudei Fora do mundo profissional gosto de livros com histórias de investi gação policial e um pouco de suspense Não sou muito fã de atividade física mas adoro caminhadas ao ar livre Já fiz algumas trilhas a pé e o caminho do Itupava com 22 km foi a mais longa e debaixo de chuva acredite Sou paranaense mas no momento moro no Rio Grande do Sul com meu esposo Diogo e minha filha Lavínia Espero que aproveitem o material que produzimos para vocês sobre Bromatologia Um forte abraço e bons estudos Deixo disponível tam bém o link do meu Currículo Lattes para que possam conhecer melhor minha formação e experiência httplattescnpqbr6537749308101828 Quando identificar o ícone de QRCODE utilize o aplicativo Unicesumar Experience para ter acesso aos conteúdos online O download do aplicativo está disponível nas plataformas Google Play App Store Ao longo do livro você será convidadoa a refletir questionar e transformar Aproveite este momento PENSANDO JUNTOS EU INDICO Enquanto estuda você pode acessar conteúdos online que ampliaram a discussão sobre os assuntos de maneira interativa usando a tecnologia a seu favor Sempre que encontrar esse ícone esteja conectado à internet e inicie o aplicativo Unicesumar Experience Aproxime seu dispositivo móvel da página indicada e veja os recursos em Realidade Aumentada Explore as ferramentas do App para saber das possibilidades de interação de cada objeto REALIDADE AUMENTADA Uma dose extra de conhecimento é sempre bemvinda Posicionando seu leitor de QRCode sobre o código você terá acesso aos vídeos que complementam o assunto discutido PÍLULA DE APRENDIZAGEM Professores especialistas e convidados ampliando as discussões sobre os temas RODA DE CONVERSA EXPLORANDO IDEIAS Com este elemento você terá a oportunidade de explorar termos e palavraschave do assunto discutido de forma mais objetiva BROMATOLOGIA A alimentação é a forma como conseguimos os nutrientes necessários para a nossa sobrevivência e sem ela não conseguimos desempenhar funções básicas do nosso organismo como crescer e nos reproduzir Contudo para que isso seja verdade e que nós possamos nos beneficiar de tudo o que uma boa alimentação tem para oferecer precisamos ter certeza de que consumimos alimentos em ótimo estado Você sabia que a composição nutricional dos alimentos também nos permite ter uma dieta mais equilibrada o que traz benefícios à saúde A Bromatologia é de fundamental importância para garantir a confiabilidade da composição dos alimentos destinados ao consumidor Ela é nossa aliada no dia a dia contribuindo para melhorar a qualidade dos alimentos que consumimos Essa ciência tem por objetivo analisar os alimentos de forma detalhada ou seja sua composição química seu valor energético quais são seus efeitos no organismo seu valor nutricional suas propriedades físicas verificar se esses alimentos estão contaminados com elementos tóxicos se contêm aditivos e qualquer outra substância que pode alterar a qualidade do alimento Tudo isso para proteger o consumidor de ingerir alimentos não adequados Quando nos deparamos com casos de alergias alimentares saber exatamente a composição dos alimentos e poder confiar no que está escrito no rótulo pode salvar uma vida Além disso conhecer aspectos da atividade da água da tecnologia de carboidratos e da tecnologia de proteínas e enzimas nos permite atuar no desenvolvimento ou melhoramento de novos produtos O amido modificado por exemplo trouxe uma série de benefícios para a indústria de alimentos Assim como a aplicação das proteínas na formulação de alimentos foi útil para melhorar a qualidade sensorial dos produtos ou a qualidade nutricional além de diminuir os custos do processamento Problemas como a rancificação indesejada que prejudica a qualidade do produto podem ser resolvidos quando se tem o entendimento das propriedades físicas e químicas dos lipídeos pois assim podemos estudar melhores técnicas de conservação dos alimentos Assim em nossas unidades de estudos compreenderemos desde o motivo que levou ao desenvolvimento da Bromatologia até as melhorias que o domínio dessa ciência trouxe para dentro da indústria de alimentos e principalmente para o consumidor 1 2 4 3 5 6 77 11 57 35 ASPECTOS GERAIS DA BROMATOLOGIA 123 TECNOLOGIA DE LIPÍDEOS ÁGUA E ATIVIDADE DE ÁGUA COMPOSIÇÃO PROXIMAL DOS ALIMENTOS CARBOIDRATOS PROTEÍNAS 99 7 8 9 147 189 169 ENZIMAS ALIMENTOS FUNCIONAIS TECNOLOGIA DA FERMENTAÇÃO Quadro 2 Exemplos de Metodologias Oficiais Fonte Mello e Nichelle 2018 1 Nesta unidade entenderemos quais foram os fatos históricos que estimularam o desenvolvimento da Bromatologia assim como dis cutiremos a importância dessa ciência no nosso dia a dia enten dendo como ela contribui para melhorar a qualidade dos alimentos que consumimos Abordaremos também de maneira geral os métodos analíticos utilizados em análises de alimentos e quais os critérios que utilizamos para definir o método mais adequado Fa laremos sobre o papel e a importância do analista para a obtenção de dados analíticos confiáveis Esses conceitos permitem que você compreenda como a Bromatologia se encaixa no nosso dia a dia e mais do que isso como ela é importante em nossas vidas Aspectos Gerais da Bromatologia Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 12 Você já ouviu falar em alergias alimentares Ela tem consequências graves no dia a dia de quem con vive com ela podendo causar reações adversas e em alguns casos podendo levar até mesmo a óbito Ela é definida como um efeito adverso à saúde decorrente de uma resposta imunológica específica que ocorre de forma repetitiva durante a exposição a um determinado alimento Você já passou por uma crise alérgica envolvendo algum alimento Ou conhece alguém que já tenha passado por isso As alergias alimentares acometem 30 da população mundial segundo dados da Organização Mundial da Saúde OMS e até 35 dos brasileiros de acordo com o Ministério da Saúde Essas aler gias são muito comuns e as manifestações causadas por um quadro alérgico não ocorrem apenas no trato gastrointestinal mas afetam também outros sistemas orgânicos Muitas vezes o simples ato de ir ao mercado pode ser bastante oneroso para uma pessoa alérgica a algum alimento Isso porque se o indivíduo tiver dificuldades de entender os rótulos dos produtos alimentícios ou mesmo se estes não trouxerem informações de maneira adequada os riscos para o consumidor podem ser extremamente altos A propósito você tem o costume de analisar os rótulos dos alimentos que consome Já teve dificul dade em entender ou encontrar alguma informação Já teve a sua decisão de compra influenciada pelo que encontrou no rótulo de algum alimento A rotulagem nutricional tem como objetivo informar ao consumidor sobre as propriedades que o alimento contém deve ter as especificações quantitativas dos nutrientes e também informações adicionais Tais informações da embalagem e rótulo são importantes para nortear os consumidores na hora da escolha Que tal fazer um exercício prático nos próximos dias Quando você for à feira ou ao mercado ative seu radar de estudante de Bromatologia e avalie as informações contidas nos rótulos dos alimentos O rótulo está claro Traz informações sobre a composição nutricional do alimento Traz informações sobre a presença de alergênicos corantes ou conservantes Pare para refletir por um instante imagine que você esteja com algum tipo de restrição alimentar e que seu médico hipoteticamente recomende uma dieta sem ingestão de lactose por exemplo Você precisará ficar atentoa às informações contidas nos rótulos dos alimentos que irá ingerir a partir de agora É importante ressaltar que a Bromatologia é a ciência responsável pela análise de alimentos e determinação de todas essas informações que encontramos nos rótulos pois é graças a Bromatologia que as pessoas podem consumir alimentos sem que sua saúde seja prejudicada principalmente nos casos de pessoas alérgicas ou intolerantes mas também para pessoas que querem equilibrar a dieta com a ingestão de produtos mais saudáveis UNIDADE 1 13 A Bromatologia como o próprio nome sugere bromatos dos alimentos logos estudo é a ciência que estuda os alimentos sob os mais variados aspectos Ela se dedica ao estudo da composição química quali tativa e quantitativa dos alimentos e das propriedades físicas toxicológicas e contaminantes assim como avalia o valor nutricional e calórico desses alimentos Sendo assim a Bromatologia nos dá indicativos sobre a qualidade e a segurança tanto da matériaprima quanto do produto acabado VASCONCELOS 2016 Mas será que essa ciência sempre existiu Você já se perguntou em que momento ou o porquê a segurança e controle dos alimentos se tornou algo tão importante Bom já posso te adiantar que essa ciência surgiu da necessidade de se resolver graves problemas relacionados à segurança alimentar e que alguns acontecimentos contribuíram para o seu desenvolvimento Agora com base no exemplo hipotético de que você precise restringir a ingestão de lactose e depois da sua experiência avaliando os rótulos dos produtos no mercado escreva no seu Diário de Bordo a importância das informações contidas nos rótulos e se essas informações podem facilitar ou não a vida das pessoas principalmente daquelas com restrições alimentares UNICESUMAR 14 Dito isso eu te convido a embarcar comigo nessa viagem no tempo para entender um pouco sobre os acontecimentos que marcaram o desenvolvimento da ciência dos alimentos Vem comigo Desde os tempos antigos até cerca de 1820 a adulteração de alimentos não era um problema sério e havia pouca necessidade de métodos de detecção Isso se deve provavelmente ao fato de que os alimen tos eram adquiridos de pequenas empresas ou mesmo de indivíduos ou seja as transações envolviam interações entre os indivíduos Contudo devido ao aumento da centralização do processamento e da distribuição de alimentos e em parte ao surgimento da química moderna as adulterações intencionais de alimentos se tornaram mais frequentes e muito mais graves Essa preocupação foi despertada na Inglaterra pela publicação de Frederick Accum em A Treatise on Adulterations of Food and Culinary Poisons Accum afirmou que na verdade seria difícil mencionar um único item alimentar que não seja encontrado em um estado adulterado e há algumas substâncias que dificilmente serão adquiridas genuínas ACCUM 1820 p 14 O pesquisador ainda comentou que não é menos lamentável que a extensa aplicação da química aos propósitos úteis da vida tenha sido pervertida em um auxiliar desse tráfico nefasto adulteração ACCUM 1820 p 20 A seriedade da adulteração intencional de alimentos que prevaleceu no início dos anos 1800 é claramente exemplificada pelos seguintes exemplos de adulterações cometidas na época Quadro 1 Alimento Adulterantes Café Cenouras torradas ou grãos de ervilha chamuscados e fígado de cavalo assado Chá Folhas de muitas outras plantas Leite Água principal giz amido gelatina dextrina glicose conservantes Cerveja Extrato obtido das frutas venenosas do Cocculus indicus Este extrato conferiu sabor propriedades narcóticas e toxicidade à bebida Vinho Corantes alume cascas de sabugueiro paubrasil açúcar queimado entre outros Sabores amêndoas amargas tintura de sementes de passas raiz de oris e outros Agentes de envelhecimento bitartarato de potássio éter heptílico e sais de chumbo Conservantes ácido salicílico ácido benzoico e fluoboratos Antiácidos cal giz e gesso Açúcar Areia poeira cal polpa e matérias corantes Manteiga Excesso de sal e água farinha de batata e coalhada Chocolate Amido sebo pó de tijolo ocre vermelho veneziano óxido férrico e farinha de batata Pão Alumínio e farinha feitos de outros produtos que não o trigo Quadro 1 Exemplos e adulterações cometidas no início de 1800 Fonte Fennema 1996 Nicolas Théodore de Saussure 17671845 químico francês estudou o conteú do mineral das plantas por incineração e fez a primeira análise elementar precisa do álcool Joseph Louis GayLussac 17781850 Figura 1 e LouisJacques Thenard 17771857 desenvolve ram em 1811 o primeiro método para determinar as porcentagens de carbono hidrogênio e nitrogênio em vegetais secos Justus von Liebig 18031873 mostrou em 1837 que o acetaldeído ocorre como um intermediário entre o álcool e o ácido acético durante a fermentação do vinagre Ele também publicou em 1847 o que é aparente mente o primeiro livro sobre química de alimentos UNIDADE 1 15 Os dados dessa tabela nos levam a acreditar por um momento que os alimentos que temos hoje dis poníveis nas prateleiras dos supermercados são quase perfeitos se comparados com os que existiam no século XIX não é mesmo Bom como você pode imaginar uma vez que a gravidade das adulterações de alimentos se tornou evidente para o público as forças corretivas aumentaram consideravelmente Isso resultou em uma nova legislação que tornava a adulteração ilegal e expandiu enormemente os esforços dos químicos para aprender sobre as propriedades nativas dos alimentos os produtos químicos comumente usados como adulterantes e os meios de detectálos Assim durante o período de 1820 a 1850 a química e a química alimentar começaram a assumir importância na Europa Isso foi possível devido ao trabalho de vários cientistas como os mencionados no infográfico a seguir A adulteração intencional de alimentos permaneceu um problema sério até cerca de 1920 Nesse pe ríodo o surgimento de pressões regulatórias e métodos eficazes de detecção reduziram a frequência e a gravidade da adulteração intencional de alimentos para níveis aceitáveis UNICESUMAR 16 Há indícios de que em 1950 uma nova onda de adulterações de alimentos tenha surgido quando alimentos contendo aditivos químicos tornaramse cada vez mais comuns Além disso o uso de alimentos altamente processados se tornou uma parte importante da dieta das pessoas na maioria dos países industrializados e a contaminação de alguns alimentos com subprodutos indesejáveis da industrialização como mercúrio chumbo e pesticidas tornou se uma preocupação pública FENNEMA 1996 A preocupação pública com a segurança e a adequação nu tricional dos alimentos levou a algumas mudanças recentes tanto voluntárias quanto involuntárias Muitas delas dizem respeito a como os alimentos são produzidos manuseados e processados Mais ações desse tipo são inevitáveis à medida que aprendemos mais sobre práticas adequadas de manuseio de alimentos e conforme as estimativas da ingestão máxima tolerável de constituintes indesejáveis se tornam mais precisas Depois dessa pequena viagem no tempo podemos concluir que as descobertas relacionadas à análise de alimentos acontece ram em paralelo com o início de adulterações sérias e generaliza das de alimentos sendo assim não seria um exagero afirmar que a necessidade de detectar impurezas nos alimentos foi um grande estímulo para o desenvolvimento da química de alimentos Prezadoa estudante acredito que nesse ponto você já esteja convencido da importância da Bromatologia no nosso dia a dia Mas e se eu te contar que não para por aí Isso mesmo essa ciên cia também compreende o estudo de processos de produção dos alimentos e de estocagem além de ter uma significativa contribui ção nas inovações tecnológicas de alimentos no que diz respeito ao desenvolvimento de novos produtos e padrões de qualidade Sendo assim a Bromatologia atua em diversos segmentos dentro do controle de qualidade e de processos de fabricação de alimentos sendo também responsável pela determinação de alguns componentes individuais de alimentos que são ex tremamente importantes para alguns grupos de pessoas Como exemplo podemos citar a determinação de lactose em alimen tos visto que muitos indivíduos apresentam intolerância a essa substância e por isso devem evitar o consumo de alimentos que contenham lactose UNIDADE 1 17 Neste ciclo de aprendizagem estamos debatendo sobre a importância das análises de alimentos no nosso dia a dia E não poderia deixar de compartilhar com você como as informações dos rótulos dos alimentos podem fazer diferença na vida das pessoas principalmente daqueles que possuem algum tipo de restrição alimentar Neste podcast eu vou entrevistar Cecilia Cury uma das coordenadoras da campanha Põe no Rótulo Esta campanha tem como objetivo aumentar a conscientização sobre as alergias alimentares e ajudar a mudar a legislação de rotulagem de alimentos no Brasil Acesse o Qr Code e dê play A bromatologia também se preocupa com a fiscalização dos alimentos ou seja tem o objetivo de iden tificar fraudes e adulterações nos produtos alimentícios bem como na matériaprima É por meio das fiscalizações que são detectadas adições de corantes aromatizantes sem autorização prévia e que não estão descritos no rótulo data de fabricação alterada utilização de conservantes proibidos entre outros Para isso utilizamse métodos analíticos que sejam precisos e exatos e de preferência oficiais regulamentados Vale destacar que a nossa segurança alimentar e nutricional depende do conhecimento da composi ção química dos alimentos que consumimos Portanto a elaboração de tabelas com valores nutricionais de alimentos processados ou não é muito importante para preparação de dietas e cardápios específicos Sendo assim as informações de uma tabela de composição dos alimentos são imprescindíveis para que as autoridades competentes possam estabelecer guias alimentares que levem a uma dieta saudável além de servirem como um norte para a produção agrícola e a indústria de alimentos Essas tabelas precisam ser frequentemente atualizadas confiáveis e tão completas quanto possível Foi pensando em tudo isso que pesquisadores da UNICAMP lançaram uma tabela desenvolvida por meio do projeto TACO Tabela Brasileira de Composição de Alimentos que começou com a descrição da composição de 198 alimentos e hoje já engloba 597 alimentos A TACO é só um dos exemplos de tabelas de composição de alimentos que podemos consultar UNICESUMAR 18 Para conhecer essas legislações consulte os QR Codes Os principais compostos químicos avaliados nos alimentos são água carboidratos proteínas lipídios e minerais mas também podem ser avaliadas enzimas compostos voláteis pectinas ácidos orgânicos pigmentos entre outros Vamos falar mais sobre algumas dessas análises nos próximos capítulos Contudo como você pode imaginar os alimentos são considerados matrizes muito complexas e muitas vezes de difícil manipulação Sendo assim a escolha do método de análise é um fator impor tante para se garantir resultados confiáveis nas análises e vai depender do produto a ser analisado e do que se quer determinar Imagine que queremos determinar a quantidade de carboidrato presente em uma amostra de bolo Você já parou para pensar em tudo que pode ter nesse bolo Pois é ele pode conter carboidratos gor dura fibras corantes aromatizantes conservantes entre outros ou seja antes de mais nada é preciso separar os componentes de interesse dessa matriz supercomplexa Outro ponto importante a ser lembrado é que o alimento apresenta variabilidade na sua composição dependendo da estação do ano das condições geográficas do estado fisiológico e amadurecimento do cultivar da raça entre outros que devem ser previamente considerados Por exemplo uma manga cultivada no Nordeste do Brasil não tem as mesmas características de uma manga cultivada no Sul devido as diferenças climáticas tipo de solo entre outros As informações dessas tabelas de composição também auxiliam na rotulagem dos alimentos pois é a partir delas que temos as informações nutricionais de cada ingrediente que compõe um produto O rótulo de um produto é de extrema importância pois ele garante segurança ao consumidor em relação ao que ele está consumindo auxiliando os indivíduos na escolha dos alimentos As informações con tidas em um rótulo são definidas pela legislação tendo em vista a segurança alimentar e nutricional Dentro desse contexto a Anvisa criou regras que normatizam as rotulagens nutricionais e gerais no país As principais resoluções são a RDC no 2592002 e a RDC no 3602003 BRASIL 2002 BRASIL 2003 UNIDADE 1 19 Além da escolha do método ideal o analista tem um papel muito importante nesse processo pois cabe a ele fornecer os dados analíticos de alta qualidade utilizando o método mais rápido adequado e de baixo custo para atender cada necessidade específica Cabe ao analista minimizar os erros que são inerentes ao processo para que eles não afetem significativamente o resultado final Mas para garantir a sua segurança e a dos demais usuários do laboratório o analista precisa tomar certas precauções isso porque os acidentes podem acontecer em um laboratório principalmente quando se tem pressa em obter os resultados Sendo assim a execução dos métodos analíticos deve trazer confiabilidade de resultados e também segurança para o analista Para que a qualidade dos resultados e a segurança no laboratório sejam adequadas é preciso adotar algumas normas e foi pensando nisso que as Boas Práticas de Laboratório BPL foram criadas Elas ajudam a definir como os estudos são realizados planejados e monitorados nos laboratórios As BPL são gerenciadas pela ABNT NBE ISO 17025 UNICESUMAR 20 Segundo as BPL em um laboratório de quí mica todos os materiais e reagentes devem estar etiquetados com as seguintes informações nome data de validade instruções de uso ou modo de preparo concentração entre outras Figura 1 Além disso todas as atividades realizadas no laboratório devem ter uma descrição detalhada e devem estar documentadas são os chamados Procedimentos Operacionais Padrões POPs A descrição da atividade pode estar na forma de texto fluxograma fotos ou formulários e devem ser aprovadas e assinadas pelo responsável Antes de iniciar um experimento devese ela borar um plano de estudo que vai conter a identi ficação do estudo métodos datas locais de teste e substância teste Da mesma forma ao final do experimento é necessário a elaboração de um relatório final com os resultados do estudo e in formações como data e local do armazenamento de documentos e amostra métodos utilizados informações sobre a substância teste e a referência e quando couber os dados do patrocinador Nome Data de validade Instruções de uso Concentração Descrição da Imagem a imagem é uma fotografia de um frasco de remédio cor âmbar com tampa branca e com uma etiqueta branca que contém os dizeres nome data de vali dade instruções de uso e concentração Dentro do frasco contém um líquido transparente Figura 1 Exemplo de como os reagentes devem ser etique tados no laboratório No laboratório é indispensável o uso de equipamentos de proteção individual EPIs como jaleco de algodão com mangas compridas óculos máscara de proteção e luvas O analista deve estar sempre de calças compridas e calçados fechados e não utilizar brincos anéis relógio entre outros acessórios UNIDADE 1 21 Devese utilizar a capela de exaustão sempre que for manusear produtos voláteis não utilizar a mesma pipeta para reagentes ou soluções diferentes não pipetar com a boca ler o rótulo dos produtos antes de usar não deixar substâncias sem identificação na bancada nunca descartar substância química diretamente no ralo ou no lixo e nunca comer ou beber no laboratório Além disso é importante que o analista conheça a localização e saiba usar os equipamentos de emergência como extintores de incêndio e chuveiro com lavaolhos Essas são algumas regras para se garantir a segurança em um laboratório Outro ponto importante e que não podemos deixar de falar é sobre a necessidade de uma gestão de qualidade no laboratório para garantir que as análises sejam bem organizadas de fácil entendimento e clareza Os sistemas de gestão de qualidade têm por objetivo verificar todos os procedimentos do laboratório de análises de alimentos O órgão internacional que dita as normas dos sistemas de gestão é a International Organization for Standardization ISO Ela atua na área de qualificação de produtos processos materiais e serviços As organizações que adotam os sistemas de acordo com as normas ISO passam por uma série de proce dimentos ajustes tecnológicos físicos e humanos são auditadas e por fim recebem uma certificação As empresas podem obter o certificado de acreditação ou uma certificação O primeiro é baseado nas normas ISOIEC 17025 e ISO 15189 e a empresa que tem esse certificado tem maior credibilidade diante de seus concorrentes isso porque é verificado que ela está atendendo aos requisitos da norma e tem competência para realizar determinada atividade Já a certificação é obtida se a empresa atende os requisitos de qualidade de acordo com a norma ABNT NBR ISO 9001 ou outro sistema de gestão Com essa certificação a empresa passa segurança para os clientes A representante da ISO no Brasil é a Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT Outro sistema de gestão de qualidade que visa melhorar significativamente o processo e a qualidade do produto é o sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle APPCC Ele permite identificar os pontos críticos de controle e controlar perigos químicos físicos e microbiológicos Tem como principal objetivo garantir a segurança dos alimentos produzidos Ao adotarem esses sistemas de qualidade e segurança as indústrias garantem o fornecimento de alimentos mais seguros e evitam prejuízos ou seja tornamse economicamente mais competitivas Contudo de nada adianta um laboratório ter os melhores equipamentos a melhor instalação e equipe bem treinada se o método analítico selecionado não for apropriado As análises de alimentos podem se dividir em dois grandes grupos análises qualitativas e análises quantitativas A primeira se preocupa com a identificação presença ou não de um determinado analito substância na amostra em estudo já a segunda tem o foco em determinar quanto desse analito pode estar presente nessa amostra Por exemplo você pode estar interessado em saber se um determinado agroquímico que já foi proibido no Brasil pode ser detectado em amostras de laranjas sem se preocupar com a quantidade desse composto para isso você vai realizar uma Análise Qualitativa Por outro lado se o seu objetivo de estudo for determinar a quantidade de um determinado agro químico para saber se ele está dentro do limite considerado aceitável pela ANVISA você precisa fazer uma Análise Quantitativa UNICESUMAR 22 Os métodos analíticos podem ser classificados como convencionais Figura 2 e instrumentais Figura 3 Bureta Suporte para bureta Titulante Torneira Frasco Solução de analito com indicador Descrição da Imagem na imagem ilustrada há uma haste universal suporte uma bureta e um frasco de Erlenmeyer contendo um líquido de cor verde em seu interior abaixo da bureta Figura 2 Sistema usado nas análises volumétricas como exemplo de método convencional Descrição da Imagem a imagem apresenta a ilustração de um homem branco de cabelos escuros e óculos Ele usa um jaleco branco calça cinza e sapato marrom Está sentado em frente a um equipamento de análise química Na tela desse equipamento aparece um gráfico da análise sendo realizada Figura 3 Cromatógrafo representando um método instrumental Os métodos convencionais ou clássicos são simples de baixo custo não exigem equipamentos sofisti cados e são utilizados principalmente para a determinação de macronutrientes Exemplos de métodos convencionais são gravimetria e volumetria Na análise gravimétrica a substância a ser determinada é convertida em um precipitado insolúvel que é isolado e pesado Já na análise volumétrica a substância a ser analisada é tratada com um reagente adequado adicionado na forma de uma solução padronizada e determinase o volume de solução necessário para completar a reação Os métodos instrumentais são em geral mais rápidos e mais sensíveis e por isso capazes de iden tificar constituintes a nível de traço quantidades entre 102 a 104 µg g1 em amostras mas por outro lado apresentam maior custo e necessitam de profissionais qualificados Esses métodos são ideais para a determinação em rotina de muitas amostras e são muito utilizados em indústrias Alguns exemplos de métodos instrumentais são espectroscopia espectrometria e cromatografia UNIDADE 1 23 Os métodos espectrométricos de análise dependem da medida da quantidade de energia radiante com um determinado comprimento de onda que é absorvida ou emitida pela amostra Já os métodos cromatográficos incluem muitas técnicas de separação em que substâncias químicas percorrem colunas e superfícies movidas por líquidos ou gases sendo separadas em função de suas características moleculares É importante destacar que os equipamentos que interferem diretamente no resultado das análises devem ser calibrados com frequência Isso porque os instrumentos consistem em compo nentes óticos e eletrônicos que vão se deteriorando com o tempo e por isso precisam de constante padronização e calibração Lembrese que as análises bromatológicas podem ter inúmeras finalidades como encontrar fraudes nos alimentos detectar contaminação por substâncias tóxicas ou por roedores e insetos caracterizar um alimento para consumo ou elaborar tabelas com valores nutricionais Por isso devemos escolher o método que melhor atenda aos objetivos esperados em cada análise Para determinar a qualidade de um alimento é preciso uma análise detalhada de fatores nutricio nais higiênicossanitários e sensoriais Do ponto de vista nutricional a qualidade é influenciada pela composição química presença de compostos essenciais digestibilidade e ausência de antagonistas No aspecto higiênicosanitário é importante saber a qualidade e quantidade de microrganismo além de verificar a presença de substâncias estranhas como insetos pelos fezes e urina de ratos agro tóxicos inseticidas entre outros Para se definir as condições higiênico sanitárias são utilizadas as avaliações microbiológicas Micror ganismos patogênicos podem estar presentes na produção de alimentos na colheita na embalagem no transporte na preparação e consumo dos alimentos e podem causar doenças nos indivíduos Assim é imprescindível um controle rigoroso pelos órgãos oficiais da Vigilância Sanitária O método de análise de alimentos baseado na avaliação físicoquímica consiste na determinação da composição nutricional do teor de água do pH e da acidez além da caracterização do alimento e seleção de tratamentos mais adequados Já a qualidade do ponto de vista sensorial depende da cor sabor aroma se contém corantes artificiais ou naturais da aparência da textura da conservação entre outros As avaliações sensoriais identifi cam as características e propriedades de interesse Elas também são muito utilizadas em pesquisas de desenvolvimentos de novos produtos e processos As avaliações sensoriais são utilizadas desde o controle da matériaprima até o produto acabado Os critérios mais utilizados nessas análises são sabor textura cor aroma e outras qualidades subjetivas Alguns atributos como cor e textura já podem ser medidos objetivamente contudo o aroma ainda depende de métodos sensoriais figura 4 UNICESUMAR 24 Descrição da Imagem na imagem fotográfica uma mulher jovem com óculos de proteção jaleco branco e luvas azuis segura próximo ao nariz um frasco de vidro que contém uma amostra de alimento dentro Figura 4 Avaliação sensorial A escolha do método também depende do analito que se quer medir da exatidão requerida da composição química da amostra e dos recursos disponíveis Entendese por analito a substância química que é alvo da análise Um determinado método pode ser eficiente para um tipo de alimento e não ser bom para outro Nem sempre é possível satisfazer todas as condições de um método ideal exatidão precisão espe cificidades sensibilidade rapidez praticidade e economia Sendo assim o analista precisa decidir que método vai usar em função do objetivo da análise ou seja quais desses atributos devem ser priorizados A especificidade está relacionada com a capacidade do método analítico em medir o composto de interesse independentemente das substâncias interferentes Enquanto a sensibilidade é a menor quantidade de um componente que se consegue medir sem erro A exatidão mede quanto próximo o resultado de um método analítico se encontra do resultado real previamente definido Já a precisão é a concordância entre os resultados de várias medidas realizadas de uma mesma amostra nas mesmas condições de análise Figura 5 UNIDADE 1 25 Exatidão elevada Precisão elevada Exatidão baixa Precisão elevada Exatidão elevada Precisão baixa Exatidão baixa Precisão baixa Descrição da Imagem a imagem apresenta a ilustração de quatro círculos laranjas que representam alvos marcados com X No primeiro à esquerda todas as marcações X se concentram no centro do círculo abaixo podemos ler exatidão elevada e precisão elevada no segundo todas as marcações se concentram na extremidade esquerda superior do círculo em que lemos exatidão baixa e precisão elevada no terceiro alvo as marcações estão um pouco espalhadas umas das outras mas estão próximas do centro e lemos exatidão elevada e precisão baixa no quarto todas as marcações estão distantes entre si e longes do centro e lemos exatidão baixa e precisão baixa Figura 5 Representação de exatidão e precisão Imagine que você precise detectar a presença de um analito que está em baixíssima quantidade em um alimento Você concorda que nesse caso é recomendado escolher um método mais sensível so fisticado e exato Você poderia escolher as análises cromatográficas como cromatografia gasosa CG ou cromatografia líquida de alta eficiência CLAE por exemplo O que você precisa ter em mente é que se o objetivo for identificarquantificar um componente que está em maior quantidade na amostra determinante o nível de dificuldade é menor Contudo se por outro lado o material em estudo tem uma composição muito complexa é necessário fazer uma separação ou extração dos principais interferentes antes de fazer a medida final do analito O analista na hora de escolher o método apropriado para a análise deve levar em conta o custo tempo de análise a natureza da informação procurada a quantidade de amostra disponível a porcen tagem do analito a ser analisado e a finalidade dos resultados na análise Por exemplo em muitos casos a informação desejada pode exigir uma quantidade enorme de dados e outras vezes pode necessitar de resultados mais gerais Há uma grande variedade de metodologias disponíveis para análises de alimentos isso porque tem se também uma diversidade de matrizes alimentícias Sendo assim foi necessária uma padronização para quantificar nutrientes em diferentes alimentos Por exemplo para carnes e produtos cárneos as análises que podem ser realizadas são pH aditivos corantes artificiais pesticidas antibióticos nitritos entre outros Já para leite e derivados são muito comuns as análises de acidez densidade gordura e sólidos totais extrato seco crioscopia entre outros Algumas informações que comumente se busca nas análises de alimentos são cinzas ou matéria mi neral proteína bruta extrato seco extrato etéreo fibra em detergente ácido e fibra em detergente neutro Como já foi mencionado anteriormente a diversidade que existe de matrizes de alimentos resultou na necessidade de padronização de métodos de análises As chamadas metodologias oficiais são desenvolvidas e padronizadas no mundo todo dentre elas se destacam Quadro 2 UNIDADE 1 27 Além das metodologias oficiais os laboratórios credenciados também precisam passar por ins peção periódica quanto à calibração de equipa mentos e vidrarias e treinamento de seus analis tas Contudo as metodologias oficiais demandam de um alto custo e apresentam um certo nível de dificuldade para executálas Por esse motivo outros métodos têm sido ado tados como oficiais em alguns países As metodolo gias do Instituto Adolfo Lutz LUTZ 2008 e do La boratório Nacional de Referência Animal MAPA 2017 por exemplo são utilizadas no Brasil Uma análise química envolve uma série de etapas e procedimentos e cada um deles deve ser conduzido com muito rigor a fim de se minimi zar ao máximo os erros De maneira geral uma análise de alimentos compreende as seguintes etapas Figura 6 Análise estatística Amostragem Processamento da amostra Extração Separação Medidas Descrição da Imagem o fluxograma apresenta a sequên cia das principais etapas de análise de alimentos Essa se quência é realizada respectivamente por Amostragem Processamento da amostra Extração Separação Medidas Análise estatística Figura 6 Principais etapas de uma análise de alimentos Agora vamos entender um pouco melhor cada etapa desse processo analítico Para começar gosta ria de te fazer um pequeno questionamento Você concorda que se vamos analisar um determinado alimento a porção que selecionamos para análise deve ser representativa do lote do estoque ou da partida como um todo A resposta certa é sim precisamos garantir que a porção analisada seja uma parte representativa do todo Quando vamos utilizar os resultados obtidos da análise quantitativa dos constituintes de uma determinada amostra tomados individualmente para o cálculo da composição e do valor de uma determinada propriedade de um produto industrial acabado é fundamental escolher uma amostra representativa do produto como um todo Mas como fazer isso Se o material for homogêneo a porção escolhida tem mais chances de represen tar o total ou seja o grau de dificuldade na amostragem vai depender da homogeneidade da amostra Antes de continuarmos é preciso revisar alguns termos que serão muito utilizados aqui Quadro 3 UNICESUMAR 28 Amostra O conjunto de unidades de amostragem selecionadas dentre de um universo ou população Amostragem Consiste em obter amostras represen tativas do material a ser analisado Amostra Bruta É a porção coletada diretamente no lote do material Amostra de Laboratório É a porção reduzida da amostra bruta com um tamanho adequado para o trabalho em laboratório Quadro 3 Definição dos termos Amostra Amostragem Amostra Bruta e Análise de Laboratório A maior dificuldade está em se trabalhar com amostras heterogêneas Neste caso a etapa de amostra gem é a uma das mais importantes do trabalho pois os resultados podem ser completamente equivo cados se a amostra analisada não representar todo o conjunto de amostra A finalidade da amostragem é obter uma pequena parte representativa em todos os seus consti tuintes de um todo Um exemplo bem clássico de amostra heterogênea é um caminhão carregado com maçãs e de uma amostra homogênea é um lote de suco processado de maçã Figura 7 Descrição da Imagem duas imagens fotográficas apresentam exemplos de amostra heterogênea e homogênea A figura da esquer da mostra centenas de maçãs sendo despejadas da carroceria de um caminhão para outro Na imagem da direita inúmeros frascos transparentes com tampas verdes contendo suco de maçã em uma esteira de fábrica Figura 7 Maçãs in natura como exemplo de amostra heterogênea esquerda e um lote de suco de maçã como exemplo de amostra homogênea direita UNIDADE 1 29 As amostras podem ser colhidas nos locais de fabricação preparo depósito acondicionamento trans porte e em pontos de venda É importante que o período entre a colheita e a análise da amostra seja o mais breve possível e que a amostra seja bem acondicionada até a análise Não é possível deixar para fazer as análises muito tempo depois da coleta isso porque os alimentos são perecíveis e podem iniciar o processo de deterioração causando a modificação dos constituintes mesmo quando colocados na geladeira A alface por exemplo fica murcha pois as reações enzimáticas vão ocorrendo mesmo a baixas temperaturas Para se garantir a homogeneidade as amostras devem ser retiradas de pontos diferentes do material que vai ser testado Depois essas são misturadas e a quantidade de amostra utilizada na análise deve ser retirada dessa mistura Mas como saber o tamanho da amostra que devemos coletar Essa é uma dúvida muito comum para quem trabalha com alimentos Você primeiro precisa lembrar que antes de mais nada a amostra coletada deve ser representativa do lote Para lotes muitos grandes uma regra geral para definir o tamanho da amostra bruta é coletar amostras correspondentes a Para grandes cargas por exemplo não devem ser colhidas menos de 12 e mais de 36 unidades sendo que cada unidade deve vir de recipientes diferentes Para lotes pequenos ou embalagens únicas todo o material pode ser tomado como amostra bruta Lembrese de retirar partes da amostra em quantidade suficiente para determinações em triplica por exemplo Bom agora que você tem a amostra bruta ou seja aquela amostra representativa de todo o lote que será analisado você precisa definir a amostra de laboratório que nada mais é do que uma porção dessa amostra bruta Isso porque a amostra bruta é frequentemente grande demais para ser trabalhada em laboratório e portanto deve ser reduzida mas como definir a amostra de laboratório Para isso existem algumas regras que se baseiam principalmente no tipo de alimento que será analisado e do tipo de análise Cada alimento tem um procedimento de amostragem específico que depende das características e composição dele Para amostras secas ou em pó podese usar o método do quarteamento feito de maneira manual ou por equipamentos A maneira manual Figura 8 consiste em colocar o material em uma superfície plana misturar bem a amostra e espalhar formando um círculo em seguida dividir o círculo em quatro partes iguais Na sequência rejeite duas partes opostas e com as outras duas partes que restaram repita o procedimento acima até chegar em um tamanho de amostra ideal É importante que antes de iniciar o quarteamento as amostras sejam bem homogeneizadas BEZERRA 2005 1 X 1 Em que X é igual ao número de unidades do lote UNICESUMAR 30 Para você entender melhor o método de quarteamento indico que acesse o QR Code e assista ao vídeo Você também pode utilizar equipamentos para fazer o quarteamente como um amostrador tipo Riffle ou um amostrador tipo Boerner No amostrador tipo Riffle jogase a amostra e ela se divide em ca naletas alternadas sendo despejada em duas caixas em porções iguais O material de uma das caixas é reservado e o outro é descartado No amostrador tipo Boerner a amostra é colocada num funil e cai pelas laterais de um cone na base do cone existem 3 aberturas Em seguida a amostra cai em outro cone com 36 canais separados que alternadamente despejam a amostra em duas caixas separadas em quantidades iguais sendo que o material de uma das caixas é reservado e o outro é descartado Nos dois equipamentos o processo pode ser repetido quantas vezes for necessário até obter o tamanho ideal de amostra Descrição da Imagem a imagem representa a ilustração de três círculos de tamanhos e cores diferentes todos divididos em quatro partes iguais O primeiro círculo é o maior e apresenta coloração verde claro já o segundo círculo de tamanho intermediário apresenta as cores verde claro e verde escuro em lados opostos intercaladas E por fim o último círculo é o menor e apresenta coloração verde escuro Figura 8 Método de quarteamento UNIDADE 1 31 Quer ver como funciona um amostrador tipo Riffle e um amostrador tipo Boerner É só acessar os QR Codes Perceba que o analista precisa conhecer os procedimentos padrões de amostragem dos diversos mate riais Para alimentos líquidos por exemplo devese misturar bem o líquido no recipiente Em seguida você deve retirar porções de líquido de diferentes partes do recipiente do fundo do meio e de cima misturando as porções no final Para alimentos semissólidos queijos duros e chocolate as amostras devem ser raladas grossei ramente e depois pode ser utilizado o método de quarteamento Já para o caso de alimentos úmidos como carnes peixes e vegetais a amostra deve ser picada ou moída e misturada e depois se necessário passar pelo quarteamento No caso de carnes separar os ossos a pele ou o couro e para pescados de vese retirar componentes não comestíveis como a espinha Em seguida tomase a alíquota suficiente para análise A estocagem deve ser sob refrigeração Para alimentos semiviscosos e pastosos pudins molhos etc e alimentos líquidos contendo sólidos compotas de frutas vegetais em salmoura e produtos enlatados em geral as amostras devem ser homogeneizadas em liquidificador ou multiprocessador e as alíquotas retiradas para análise Caso deseje analisar separadamente os diferentes componentes da amostra compotas conservas etc faça a separação dos componentes por processo manual ou mecânico Para alimentos com emulsão como manteiga e margarina as amostras devem ser cuidadosa mente aquecidas a 35 oC em frasco com tampa em seguida devese fazer agitação para promover a homogeneização Já as frutas grandes devem ser cortadas ao meio no sentido longitudinal e transversal de modo a repartir em quatro partes Duas partes opostas devem ser descartadas e as outras duas devem ser juntadas e homogeneizadas em liquidificador As frutas pequenas podem ser simplesmente homoge neizadas inteiras no liquidificador Um ponto muito importante é que as amostras devem ser analisadas o mais breve possível depois da coleta mas se isso não for possível devemse armazenálas de maneira adequada e inclusive uti lizando técnicas como secagem e congelamento se forem necessários UNICESUMAR 32 O resfriamento ou congelamento por exemplo podem ajudar a preservar a amostra já que dimi nuem as mudanças lipídicas e ajudam a controlar o ataque oxidativo e microbiológico A escolha do método de preservação da amostra vai depender do tipo alimento do período de estocagem e das condições de estocagem Depois da amostragem é necessário fazer o tratamento da amostra antes que ela seja analisada Cada amostra vai precisar de um tratamento específico que varia de alimento para alimento mas os mais utilizados são moagem de sólidos filtração de partículas sólidas eliminação de gases entre outros A preparação da amostra é uma das etapas mais difíceis da análise Em seguida a amostra vai passar pelo processo de extração Nessa etapa fazse a extração do analito que se pretende quantificar A extração pode ser feita com água solventes orgânicos soluções ácidas ou alcalinas Os regentes químicos introduzidos na preparação do extrato não poderão interferir nos passos seguintes da análise ou se o fizerem deverão ser de fácil remoção Depois de preparado o extrato é necessária a separação do analito de interesse dos demais com postos presentes na amostra Procedimentos envolvendo íons são usados para substâncias inorgânicas Extrações com solvente e processos cromatográficos são melhores para substâncias orgânicas Depois de separado o analito é possível fazer a medida de uma certa quantidade dele em duplicata ou triplicata e em seguida podese avaliar a quantidade relativa do componente na amostra Todos os resultados devem ser registrados adequadamente felizmente muitos instrumentos mo dernos são operados por computador e por isso os resultados já são apresentados na forma de gráficos ou tabelas Porém outros cálculos podem ser necessários para apresentar os resultados de maneira adequada como as análises estatísticas É necessário estimar a precisão dos resultados ou seja até que ponto eles podem ser reproduzidos Isso porque como todas as medidas físicas os resultados obtidos estão sujeitos a alguma incerteza A precisão é expressa em termos da diferença numérica entre um determinado valor experimental e a média de todos os resultados experimentais Bom como você pode notar há uma grande diversidade de métodos para analisar os alimentos isso porque como já comentamos existe uma variedade muito grande de matrizes de alimentos Você como futuroa profissional de saúde poderá atuar em um laboratório de bromatologia realizando análises para verificar contaminação em alimentos por exemplo Para isso você precisa ter conhecimento dos vários pontos abordados ao longo dessa Unidade como conhecer as funções de um analista as boas práticas de laboratório e os principais métodos de análises Lembrese que a escolha do método mais adequado vai depender do alimento que estamos estudando e dos ob jetivos finais da análise Sendo assim cabe ao analista ter conhecimento das principais técnicas de análises dos alimentos 33 Vamos verificar agora quais são os principais itens que discutimos nesta unidade Como sugestão proponho que você complete o mapa mental abaixo tendo em mente os principais conceitos tra balhados Para te ajudar eu completei algumas caixas e deixei outras vazias Agora é com você BROMATOLOGIA Composição química Importância Qualitativo Métodos analíticos Etapas de Análise Amostragem Analista Dados analíticos confáveis 34 1 A bromatologia é a ciência que estuda os alimentos sob vários aspectos Assinale a alternativa correta com relação as aplicações da bromatologia a Não se preocupa com a análise dos alimentos e seus componentes químicos naturais ou adicionados intencional ou acidentalmente b Não se dedica ao estudo das bases de uma alimentação saudável e equilibrada a partir do conhecimento da função dos componentes dos alimentos no organismo c Responsável pela etapa analítica para atestar pureza de laticínios excluindose a coleta e preparo da amostra d Procura garantir a qualidade dos alimentos mas não se dedica à elaboração de normas e legislações adequadas para reprimir fraudes e Contribui para as inovações tecnológicas de alimentos no que diz respeito ao desenvolvimento de novos produtos e padrões de qualidade 2 Assinale as alternativas como verdadeira ou falsa e justifique a sua resposta A maioria dos alimentos são materiais complexos constituídos por uma série de nutrientes Às empresas alimentícias é facultado que estes componentes como por exemplo vitaminas e proteínas sejam determinados em rótulos O conhecimento da composição dos alimentos consumidos no Brasil é fundamental para se alcançar a segurança alimentar e nutricional As Boas Práticas de Laboratório BPL ajudam a definir como os estudos são realizados pla nejados e monitorados nos laboratórios Não é de responsabilidade do analista tentar minimizar os erros que são inerentes ao pro cesso para que eles não afetem significativamente o resultado final 3 Suponha que você trabalhe em um laboratório de análise de alimento e seu supervisor te dê a tarefa de quantificar aflatoxina em amostras de amendoim Você faz uma pesquisa prévia e descobre que a contaminação por aflatoxinas em alimentos ocorre pela prolifera ção principalmente do fungo Aspergillus flavus e que essas microtoxinas apresentam efeitos imunossupressores carcinogênicos mutagênicos e teratogênicos mesmo em quantidades extremamente pequenas Dentro desse contexto qual método você escolheria para realizar essa análise Convencional ou Instrumental Justifique sua resposta 2 Prezadoa estudante nesta unidade você terá a oportunidade de entender sobre a ciência por trás do estudo da composição de ali mentos A composição dos alimentos constitui uma importante parte do estudo da ciência dos alimentos e é por meio deste que podemos entender quais nutrientes nosso organismo necessita e que tipos de alimentos são melhores para pessoas que possuem restrições alimentares No mundo em que vivemos atualmente a demanda por alimentos balanceados e com nutrientes que sejam importantes para nossa dieta é cada vez mais requerida Vamos iniciar Composição Proximal dos Alimentos Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 36 Como pode uma pessoa viver se controlando com o consumo de açúcar Você consegue imaginar isso Pães doces massas Hummm Eu comeria uma pa nificadora inteira Então não consigo imaginar como é ter que se controlar Mas minha avó sim ela tem diabetes Quase todos nós conhecemos alguém que sofre com esse tipo de restrição alimentar Mesmo com a tecnologia evoluindo cada vez mais milhões de pessoas precisam saber o que estão in gerindo durante sua alimentação para que não colo quem em risco sua saúde Saber as quantidades de açúcares presentes nos alimentos por exemplo nos permite melhor controle da ingestão de carboidratos UNIDADE 2 37 INFORMAÇÃO NUTRICIONAL Porção de 50g 12 xícara de chá Quantidade por porção VD Valor energético 149Kcal 626KJ 8 Carboidratos 29g 10 Proteínas 6g 8 Gorduras Totais 1g 2 Gorduras Saturadas 0g 0 Gorduras Trans 0g Fibra Alimentar 0g 0 Sódio 0mg 0 Ferro 21mg 15 Ácido Fólico Vitamina B9 75cmg 31 Valores diários de referência com base em uma dieta de 2000kcal ou 8400KJ Seus valores diários podem ser maiores ou menores dependendo de suas necessidades energéticas VD não estabelecido INGREDIENTES Farinha de trigo enriquecida com ferro e ácido fólico Vitamina B9 Tabela 1 Tabela nutricional obtida de um pacote de farinha de trigo Fonte adaptada de Famiglia Venturelli 2022a online e Renata 2022a online Segundo a Organização PanAmericana da Saúde braço da Organização Mundial da Saúde o diabetes é uma doença metabólica crônica caracterizada por níveis elevados de glicose no sangue Está asso ciada a uma deficiência absoluta ou relativa na secreção eou ação da insulina PAHO 2021 online Estimase que 30 a 40 das pessoas com diabetes nas Américas não são diagnosticadas e que 50 a 75 dos casos de diabetes não são controlados A Organização ainda cita que existe uma meta globalmente acordada para tratar o avanço da doença até 2025 Controlar o consumo de açúcar não deve ser nada fácil afinal carboidratos estão presentes em pra ticamente todo tipo de alimento São diferentes formas seja como açúcares fibras ou outras fontes Para que possam tentar viver de maneira mais tranquila é importante que essas pessoas estejam informadas e atentas aos rótulos dos alimentos especialmente com relação à quantidade de açúcares carboidratos Convido você prezadoa estudante a analisar as tabelas 1 e 2 que trazem as informações contidas nos rótulos de dois alimentos muito comuns no nosso dia a dia a farinha de trigo e a massa UNICESUMAR 38 INFORMAÇÃO NUTRICIONAL Porção de 80g 1 xícara de chá Quantidade por porção VD Valor energético 286 kcal 1200 KJ 14 Carboidratos 60g 20 Proteínas 96g 13 Gorduras Totais 08g 1 Gorduras Saturadas 0g 0 Gorduras Trans 0g Fibra Alimentar 24g 10 Sódio 0mg 0 Valores diários de referência com base em uma dieta de 2000kcal ou 8400KJ Seus valores diários podem ser maiores ou menores dependendo de suas necessidades energéticas VD não estabelecido INGREDIENTES Sêmola de trigo durum Tabela 2 Tabela nutricional obtida de um pacote de massa Fonte adaptada de Famiglia Venturelli 2022b online e Renata 2022b online Perceba que os compostos oriundos dos ingredientes estão colocados em ordem crescente de quanti dade Contudo o que eles representam de fato Como esses valores foram determinadosdescobertos Quanto cada ingrediente contribui com cada um dos compostos descritos na tabela nutricional Proponho a você um pequeno desafio calcule a porcentagem de carboidratos presentes na farinha e a porcentagem de carboidratos presentes na massa Para isso basta dividir a quantidade de carboidratos pela quantidade da porção e multiplicar o resultado por 100 Após o cálculo reflita por que apesar de a massa ser produzida apenas com trigo ela possui mais carboidratos que a farinha Para te ajudar com esse exercício pesquise qual a espécie de trigo utilizado na produção da farinha e da massa bem como a diferença entre farinha e sêmola Anote essas infor mações em seu Diário de Bordo UNIDADE 2 39 Os componentes dos alimentos geralmente são medidos pelas seguintes razões Formulação e desenvolvimento de novos produtos Avaliação de novos processos para a fabricação de produtos alimentícios Identificação de produtos inaceitáveis Desenvolvimento ou verificação de um rótulo nutricional Verificar a qualidade dos ingredientes Verificar a composição durante o processamento Determinar o problema que resultou na reclamação de um consumidor Verificar a composição das amostras dos concorrentes Um ponto muito importante a ser considerado em qualquer tipo de alimento é que apesar de eles poderem conter os mesmos ingredientes a espécie do ingrediente como no caso do trigo e a quan tidade utilizada de cada ingrediente pode ser muito diferente nos alimentos Isso faz com que as tabelas nutricionais para os mesmos tipos de alimentos possam ser diferentes Para que essa composição nutricional seja determinada é preciso entender como os ingredientes dos alimentos são formados Por exemplo quando no rótulo está descrito que um dos ingredientes é trigo como saber qual é a composição do trigo Bom já adianto que o trigo tem como principais componentes o amido e o glúten Sim professora isso é fácil Todo mundo sabe Ok Agora você sabe quanto de amido tem o trigo E quanto de glúten UNICESUMAR 40 Os alimentos podem ser processados ou não para serem embalados e vendidos No entanto o nível de processamento impacta na tabela nutricional desse alimento Um grande exemplo é o trigo que estamos utilizando como nosso caso de estudo nesta unidade Se analisarmos a tabela nutricional de um pacote de farinha normal e um pacote de farinha integral que diferenças podemos observar Acesse o QR Code para saber mais Para que possamos determinar esses compostos uma série de análises químicas são realizadas São métodos específicos para cada tipo de composto que queremos analisar carboidratos proteínas óleos e gorduras Além disso o tipo de matriz influencia como esses métodos serão desenvolvidos matrizes sólida semissólida ou líquida por exemplo Nessas análises compostos químicos reagem entre si para que uma determinada substância composto do ingrediente tenha sua quantidadeconcentração conhecida Mas a primeira pergunta a ser feita é do que é composto o ingrediente em questão que queremos analisar Ou seja o que ele contém Contém carboidratos Gorduras Proteínas Para saber essas informações é importante realizar uma breve pesquisa na literatura científica a qual também lhe dará outras informações sobre a composição do ingrediente Contudo não basta apenas a literatura Uma mesma espécie qualquer de planta por exemplo que se desenvolveu em lugares diferentes pode apresentar composição diferente quantidades diferentes de cada composto Por isso é importante que essas análises sejam realizadas As análises são divididas em métodos convencionais ou clássicos e instrumentais As análises clás sicas gravimetria e volumetria utilizam equipamentos como balanças estufas vidrarias para medição exata de volumes entre outros São mais simples e baratas normalmente aplicadas para macronutrientes Já as análises instrumentais utilizam equipamentos complexos Possuem custo elevado e mão de obra especializada empregadas principalmente para micronutrientes e nutrientes traço A quantificação desses compostos é realizada por uma série de análises dentro da Bromatologia Por meio dessas análises podemos determinar a composição proximal de cada ingrediente de cada alimento A composição proximal é a quantidade de cada composto água carboidratos proteínas gorduras sais minerais vitaminas entre outros presente em 100 g do ingrediente Ela expressa de forma básica o valor nutritivo de um alimento Talvez isso deixe tudo mais claro Quando analisamos o trigo este é composto por umidade água casca amido proteínas glúten especialmente cinzas minerais e uma série de outros compostos presentes em maior ou menor quantidade É dessa forma que conhecemos cada um dos ingredientes presentes nos alimentos É a partir desses ingredientes com quantidades conhecidas de seus compos tos que podemos organizar uma tabela nutricional para os alimentos UNIDADE 2 41 Nos alimentos os nutrientes estão distribuídos em três grandes grupos macronutrientes micronutrien tes e nutrientes traço Essa classificação se dá em função da quantidade em que são encontrados nos alimentos Macronutrientes são nutrientes que estão pre sentes em grandes quantidades nos alimentos água carboidratos proteínas gorduras entre outros Nosso organismo precisa de macronu trientes em grandes quantidades consumidas diariamente em diversos tipos de alimentos pois nos fornecem energia Micronutrientes são nutrientes que estão pre sentes em pequenas quantidades nos alimen tos mas que são extremamente importantes para nosso organismo sais minerais como cál cio fósforo magnésio sódio potássio etc vita minas entre outros São utilizados por exem plo como cofatores de enzimas e auxiliam no controle do metabolismo do nosso organismo Nutrientes traço são substâncias que estão presentes em quantidades ainda menores que somente um equipamento moderno pode detectar Nesse grupo podemos desta car alguns minerais como ferro cobre iodo selênio entre outros São importantes pois auxiliam em estruturas celulares como gló bulos vermelhos e mitocôndrias Para compreender melhor o que são macro e micronutrientes vamos estudar o trigo ingrediente presente em muitos alimentos do nosso dia a dia especialmente no pão Observe a imagem a seguir que apresenta a composição do trigo Figura 1 UNICESUMAR 42 COMPOSIÇÃO DO GRÃO CASCA GÉRMEN ENDOSPERMA FARELO Descrição da Imagem a imagem apresenta à esquerda a ilustração de uma espiga de trigo amarela sobre um fundo verde À direita um corte longitudinal de um grão de trigo com as suas principais estruturas casca farelo endosperma e gérmen representando a anatomia do grão A casca se encontra na camada mais externa envolvendo o farelo e mais internamente o endosperma e o gérmen Perceba que o endosperma compõe a maior parte do grão É nele que encontramos a maior quantidade de proteínas dos grãos e o amido Figura 1 Anatomia de um grão de trigo Bom tendo isso em mente fica fácil imaginar que os carboidratos aqui representados pelo amido são os compostos em maior quantidade nesse alimento E quais são as principais análises necessárias para conhecermos os alimentos Vamos conhecer agora Os alimentos são formados por diferentes compostos Eles apresentam propriedades físicas e quí micas diferentes e desempenham distintos papéis no nosso organismo Já os compostos são formados principalmente por carbono C hidrogênio H oxigênio O e nitrogênio N CHON BONILHA 2021 embora muitos outros elementos possam estar presentes nos compostos dos alimentos UNIDADE 2 43 Alimentos perecíveis são aqueles que podem sofrer degradação rapidamente perdendo suas atribuições de qualidade e nutricionais Normalmente são alimentos que apresentam elevados teores de água e podem ser in natura ou processados Alimentos não perecíveis por outro lado possuem vida de prateleira mais longa Nor malmente possuem menores teores de água se comparados aos alimentos in natura Não sofrem com degradação acelerada se comparados aos produtos perecíveis Também podem ser in natura ou processados Um dos mais renomados Institutos de Análises de Alimentos no Brasil é o Adolf Lutz do Estado de São Paulo Fomentando a pesquisa e o de senvolvimento oferecem serviços em diferentes frentes seja na área de alimentos saúde entre outros O Manual de Métodos físicoquímicos para análise de alimentos do Instituto Adolfo Lutz é utilizado como base para os laboratórios de todo o Brasil que trabalham com controle de qualidade de alimentos Esse manual está disponível gratuitamente na página online da Secretaria de Estado da Saúde do Governo do Estado de São Paulo Ele será nosso guia no entendimento dos princípios das análises dos principais constituintes presentes nos alimentos Para acessar a página e fazer o download do manual em pdf basta acessar o QR Code Vamos então estudar o primeiro e um dos mais abundantes compostos presentes nos alimentos a água Ela está presente em praticamente qualquer alimento Produtos de origem vegetal in natura frutas verduras legumes entre outros e produtos de origem animal in natura carnes leite ovos entre outros No caso dos alimentos processados o teor de água pode variar dependendo do tipo de processa mento e das necessidades de vida de prateleira shelf life dos produtos Produtos que possuem elevados teores de água tendem a ser mais perecíveis UNICESUMAR 44 A determinação da umidade é uma das medidas mais importantes e utilizadas na análise de alimentos A umidade de um alimento está relacionada com a sua estabilidade qualidade e composição podendo afetar a estocagem embalagem e o processamento dos alimentos Algumas dificuldades encontradas na determinação de umidade dos alimentos envolvem sepa ração incompleta da água do produto decomposição do produto e perdas de substâncias voláteis dos alimentos que serão calculadas como peso em água A escolha do método vai depender da forma a qual a água está presente na amostra da natureza da amostra da quantidade relativa de água da rapidez desejada na determinação e do equipamento disponível A água pode estar presente de diferentes formas nos alimentos água livre e água ligada Um dos parâmetros que mais influenciam na composição do alimento é a umidade água livre Ela pode ser determinada pela remoção da água desse alimento utilizandose calor Para isso são utilizados equi pamentos como estufa com circulação de ar dessecador e balança Figura 2 Uma porção conhecida do alimento é submetida à secagem em estufa e tem sua massa determinada em balança A cada 24h de exposição ao calor 105 ºC a amostra é retirada da estufa e resfriada em dessecador contendo sílicagel para que não absorva umidade do ar Então após resfriada a amostra tem sua massa em gramas g medida Esse processo é repetido até que a massa da amostra seca não sofra alteração A umidade do alimento é expressa em porcentagem ESTUFA DESSECADOR BALANÇA Descrição da Imagem a imagem três equipamentos utilizados no processo de determinação da umidade dos alimentos Da esquerda para a direita temos a estufa o dessecador e a balança O primeiro equipamento consiste em uma caixa retangular de cor branca com uma porta frontal e um visor na parte inferior A segunda imagem é de um recipiente fechado com forma oval e um fundo chato possui uma tampa da parte superior é transparente e na parte interna tem uma placa circular com furos O último equipamento con siste em uma caixa quadrada com as paredes laterais e frontal transparente No centro da caixa tem um círculo de metal e na parte inferior um visor Figura 2 Processo para determinação de umidade em alimentos Contudo esses três equipamentos apresentados podem ser substituídos por um único equipamento o analisador de umidade Figura 3 Esse equipamento foi construído especificamente para determinação de umidade de amostras ou seja aquece a amostra e mede sua massa simultaneamente e automaticamente O cálculo da umidade do alimento é realizado considerandose as massas inicial e final do alimento antes e após a secagem Para tanto basta diminuir a massa final da inicial dividir pela massa inicial e multiplicar por 100 como mostra a equação a seguir U 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙100 Várias outras análises dos alimentos têm como princípio a comparação entre as massas inicial e final da amostra o que torna fácil determinação o teor do composto na amostra do alimento analisado Existem outros métodos de secagem que podem ser utilizados para a determinação da umidade em alimentos secagem por radiação infravermelha secagem em forno microondas secagem em dessecadores Além disso podem ser usados os métodos de destilação métodos químicos e métodos físicos Contudo o método mais utilizado é o de secagem utilizando estufa com circulação de ar como detalhamos acima UNICESUMAR 46 Os carboidratos estão presentes nos alimentos de diferentes formas as mais comuns são monossacarídeos glicose frutose dissacarídeos sacarose e lactose polissacarídeos amido e ce lulose INSTITUTO ADOLFO LUTZ 2008 Nosso organismo necessita de grande quantidade de carboidratos afinal são eles que fornecem energia para que nossas células possam trabalhar A determinação de carboidratos é mais complexa que a de terminação de umidade Isso porque os carboidratos como o amido Figura 4a por exemplo são unidos por ligações quími cas que precisam ser quebradas para quantificação desses com postos Outros por sua vez encontramse livres e são analisados sem a necessidade dessa quebra da qual falamos Figura 4b Descrição da Imagem a imagem da esquerda é a estrutura química da molécula de amido formada por átomos de carbono oxigênio e hidrogênio Ela consiste em quatro anéis heterocíclicos na conformação cadeira sendo que o anel cen tral está ligado aos outros três pelos átomos de oxigênio A imagem da direita é a estrutura química da molécula de glicose formada por átomos de carbono oxigênio e hidrogênio dispostos em um anel heterocíclico Figura 4 a Exemplo de um polissacarídeo um carboidrato complexo b exemplo de um monossacarídeo um carboidrato simples Amido Glicose Para determinação de glicídios totais há necessidade de que ocorra a hidrólise ácida à quente dos sacarídeos presentes nos alimentos O alimento deve ser desengordurado ter sua gor dura removida e passa por esse aquecimento durante um pe ríodo de tempo determinado e que depende de como a matriz se encontra sólida semissólida ou líquida Isso transforma os carboidratos complexos dissacarídeos e polissacarídeos em simples monossacarídeos Então utilizando diferentes substâncias químicas os glicídios reagem e formam compostos coloridos que são analisados por técnicas de volumetria ou espectrofotometria principalmente UNIDADE 2 47 A curva de calibração para quantificação de carboidratos no caso de análises realizadas em espectrofotômetro é construída preparandose várias soluções de glicose com concentração conhecida Após esse processo essas soluções são colocadas em reação com as substâncias colorantes e posteriormente analisadas no espectrofotômetro Uma equação de reta do tipo y ax b é gerada a partir dos dados e então as amostras em análise podem ter seus teores de glicídios determinados A determinação de carboidratos e outros nutrientes pode ser realizada considerando a presença de água ou não À maneira na qual não consideramos a água é denominada base seca O que isso signi fica Quando estamos quantificando nutrientes podemos descontar a água presente nos alimentos e fazer o cálculo Vamos a um exemplo hipotético na Tabela 3 a seguir Bureta Suporte para bureta Titulante Torneira Frasco Solução de analito com indicador A B Descrição da Imagem na imagem ilustrada à esquerda a há uma haste universal suporte uma bureta e um frasco de Erlenmeyer contendo um líquido de cor verde em seu interior abaixo da bureta À direita há uma mão protegida com luva colocando um pequeno recipiente dentro de um equipamento Esse recipiente pequeno contém um líquido de cor amarela em seu interior Figura 5 a Técnica de Volumetria e b Espectrofotometria A quantificação desses glicídios é realizada com base nas quantidades massa de reagentes gastos no caso da volumetria Já no caso da espectrofotometria para poder quantificar os açúcares expressos como glicose é necessário que uma curva de calibração seja construída Na figura a seguir Figura 5 a e 5b podemos ver os dois tipos de equipamentosmétodos Composto Base úmida Base seca g g Água 15 15 Carboidratos 70 70 70 8235 Proteínas 10 10 10 1176 Lipídeos 5 5 5 588 Massa total 100 85 Perceba que quando a água foi desconsiderada Base seca a massa total da amostra passou a ser 85 g e não mais 100 g Base úmida Assim o cálculo da porcentagem dos constituintes carboidratos proteínas e lipídeos passou a ser com relação à soma de 85 g 70 g de carboidratos 10 g de proteínas 5 g de lipídeos O cálculo em base seca é apresentado na equação a seguir constitutinte gconstitutinte gtotal 100 Cabe ao analista no momento da confecção da lauda de análise ou das práticas estabelecidas pela laboratório informar se os cálculos foram realizados em base úmida considerando a água ou base seca sem considerar a água Bom já vimos que dois dos principais constituintes dos alimentos são quantificados de diferentes formas Então vamos entender como outros dois principais constituintes que são as proteínas e as gorduras são quantificados UNIDADE 2 49 Da mesma forma que os carboidratos por se tratar de uma molécula complexa composta por várias moléculas simples ligadas entre si Figura 6 as proteínas são quebradas em meio ácido para que o teor de nitrogênio total as proteínas são fontes de nitrogênio seja quantificado Digestão da proteína Proteína Peptídeos Aminoácidos Descrição da Imagem a ilustração apresenta bolas amarelas azuis vermelhas e verdes que ilustram os aminoácidos Na primeira imagem várias bolas coloridas estão ligadas de maneira desalinhada por um fio cinza na sequência uma seta aponta para a segunda imagem que mostra dois conjuntos de bolas coloridas ligadas por um fio cinza Por fim uma segunda seta aponta para várias bolas coloridas muito próximas umas das outras mas sem nenhuma ligação Figura 6 Exemplificação da digestão da proteína formando aminoácidos As proteínas são digeridas e transformadas em amônia por uma técnica chamada digestão de Kjeldahl INSTITUTO ADOLFO LUTZ 2008 em um processo de destilação Neste método desenvolvido em 1883 a amostra é digerida com ácido sulfúrico concentrado a 350400 C com o auxílio de um catalisador CuSO4 Em seguida são realizadas as etapas de neutralização com hidróxido de sódio e destilação Após esse processo o conteúdo de nitrogênio é titulado técnica de volumetria com ácido clorídrico HCl essa técnica se baseia na equivalência entre o conteúdo de nitrogênio na amostra e o HCl usado na titulação Porém para que seja quantificado como proteína fatores de correção são empregados para fazer esse cálculo A maioria dos alimentos possui em média 16 de nitrogênio portanto 16g de N 100g de proteína 1g de N X X 10016 625 UNICESUMAR 50 O teor de proteína bruta de um alimento é obtido pela multiplicação do teor de nitrogênio total pelo fator de conversão 625 Contudo em muitos outros alimentos o teor de nitrogênio das proteínas é diferente da média geral Para esses alimentos utilizamse outros fatores conforme apresentado na Tabela 4 Entretanto por que os fatores são diferentes para os diferentes tipos de alimentos Alimento Fator Farinha de Centeio 583 Farinha de Trigo 583 Macarrão 570 Cevada 583 Aveia 583 Amendoim 546 Soja 625 Arroz 595 Amêndoas 518 Castanha do Pará 546 Avelã 530 Coco 530 Outras Nozes 530 Leite e Derivados 638 Margarina 638 Gelatina 555 Outros Alimentos 625 Tabela 4 Fatores de conversão de nitrogênio total em proteína Fonte Instituto Adolfo Lutz 2008 Isso acontece porque alguns aminoácidos presentes nas proteínas possuem cadeias que contêm mais nitrogênio que outros aminoácidos em sua estrutura química Figura 7 Isso faz com que diferentes alimentos possuam proteínas com teores diferentes de nitrogênio Então os fatores maiores que 625 indicam que as cadeias de proteínas possuem menos nitrogênio em sua composição se comparada à média geral 16 Já os fatores menores que 625 se dão porque as proteínas possuem maiores teores de nitrogênio se comparadas à média geral 16 UNIDADE 2 51 Glicina Arginina Descrição da Imagem estruturas químicas da glicina e da arginina formadas pelos elementos carbono oxigênio nitrogênio e hidrogê nio Em ambas as estruturas bolas vermelhas representam os átomos de oxigênio bolas azuis os átomos de nitrogênio bolas cinzas os átomos de carbono e bolas menores brancas os átomos de hidrogênio Observase que a estrutura da arginina possui quatro átomos de nitrogênio enquanto que a estrutura da glicina possui apenas um átomo de nitrogênio Figura 7 Estrutura química das moléculas de glicina e arginina Algumas vantagens desse método é que ele é aplicável a todos os tipos de alimentos é relativamente simples não é caro e se trata de um método oficial para a determinação de proteínas preciso Contudo é um método demorado envolve reagentes corrosivos e mede nitrogênio orgânico total não apenas nitrogênios de proteínas Existem também métodos que analisam o teor de carbono presente na amostra Nesses métodos a digestão é considerada mais fácil do que para o nitrogênio resultam em menores erros por causa da maior quantidade de carbono em relação ao nitrogênio e os fatores de correção são mais constantes Contudo existe uma maior dificuldade em separar os carbonos pertencentes à proteína dos carbonos a outros componentes Para carboidratos e proteínas vimos que as análises são um pouco mais extensas pois precisamos quebrar compostos complexos a fim de obter compostos mais simples para poder analisálos Con tudo nem todas as análises são tão complexas quantificação de umidade água em um alimento por exemplo é uma análise bem simples Outra análise considerada simples é a determinação de lipídeos Vamos dar uma olhada Também os chamados de gorduras é assim que está descrito nas tabelas nutricionais e diferente do que muita gente pensa os lipídios normalmente não são vilãos da nossa saúde Existe uma série de grupos de lipídeos cada um com suas características nutricionais porém se consumidos de maneira desregrada podem trazer problemas à nossa saúde Entre os grupos de lipídeos que são benefícios estão os ácidos graxos insaturados ômega 3 ômega 6 entre outros Para que possam ser quantificados os lipídeos precisam ser extraídos dos alimentos essa extração é realizada utilizandose solvente orgânico como éter de petróleo éter etílico hexano ou uma mistura de todos esses solventes A amostra é triturada colocada em um cartucho de celulose e o solvente é adicionado Tudo fica acoplado em um equipamento chamado Extrator de Soxhlet Figura 8 O extrator de Soxhlet opera com refluxo de solvente e é um processo de extração intermitente Uma das grandes vantagens desse método é que ele evita temperaturas elevadas do solvente na amostra Após essa extração os lipídeos se concentram na fase líquida que fica no balão Essa amostra então é levada para uma estufa para evaporação do solvente até restar apenas os lipídeos O cálculo para determinação dos lipídeos é realizado considerandose a massa da amostra utilizada e a massa de lipídeos que restou no final após a evaporação do solvente lipídeos glipídeos amostra 100 Como você pode perceber a quantidade de lipídeos é determinada em porcentagem massamassa gg Os lipídeos também podem ser extraídos com solventes a frio em tubos de ensaio sem necessitar de equipamentos especializados Contudo quando a gordura está ligada à proteína ou ao carboidrato amostras de leite por exemplo é preciso realizar uma hidrólise ácida ou uma hidrólise alcalina para a determinação desses compostos Outra análise muito empregada para fins de avaliação nutricional e de segurança de um alimento é a determinação de minerais A cinza de um alimento é o ponto de partida para essa análise ela corresponde ao resíduo inorgânico que permanece após a queima da matéria orgânica que é transformada em CO2 H2O e NO2 óxido nítrico UNIDADE 2 53 Os elementos minerais se apresentam na cinza sob a forma de óxidos sulfatos fosfatos silicatos e cloretos dependendo das condições de incineração e da composição do alimento A cinza não tem necessariamente a mesma composição que a matéria mineral presente originalmente no alimento pois podem ocorrer perdas por volatilização ou alguma interação entre os constituintes da amostra A determinação dos constituintes minerais nos alimentos pode ser realizada de duas maneiras determinação da cinza total e determinação dos componentes individuais da cinza Níveis adequados de cinza total são um indicativo das propriedades funcionais de alguns produtos alimentícios além de serem um parâmetro útil para verificação do valor nutricional de alguns alimentos e rações A determinação de cinza total é uma técnica simples e útil para análise de rotina para essa análise utilizamse forno mufla e cadinho Figura 9 O preparo da amostra vai depender do tipo de alimento que se pretende analisar por exemplo amostras líquidas ou úmidas devem ser secas em estufa antes da determinação de cinzas Costumase usar a amostra que foi utilizada para a determinação de umi dade Já os produtos que contêm grande quantidade de matéria volátil como condimentos devem ser aquecidos vagarosamente de maneira que comecem a fumegar sem pegar fogo Descrição da Imagem a imagem da direita é um utensílio branco no formado de um pequeno vaso A imagem da esquerda é um equipamento no formato de uma caixa quadrada na parte frontal existe uma tampa que abre de baixo para cima e na parte frontal inferior tem um visor e um botão redondo Figura 9 Cadinho de porcelana e forno mufla UNICESUMAR 54 A temperatura e o tempo de incineração na mufla também dependem do tipo de alimento analisado Produtos cárneos frutas açúcares e produtos vegetais por exemplo podem ser incinerados a 525 C já produtos de cereais produtos lácteos com exceção da manteiga que utiliza 500 ºC peixes temperos condimentos e vinho podem ser incinerados a 550 C No que diz respeito ao tempo para a maioria dos alimentos a carbonização está terminada quando o material se torna completamente branco ou cinza e o peso da cinza fica constante Um detalhe muito importante para se garantir o sucesso dessa análise diz respeito à maneira como o analista manuseia o cadinho com a cinza antes da pesagem isso porque ela é muito leve e pode voar facilmente Além disso algumas cinzas são muito higroscópicas absorvem umidade do ar e por isso devese cobrir o cadinho com vidro de relógio mesmo quando estiver no dessecador e pesar a amostra o mais rápido possível A análise dos componentes individuais da cinza é indispensável para se determinar a presença de compostos prejudiciais à saúde como aqueles provenientes da pulverização das plantas com agrotó xicos ou resíduos de processos industriais Além de resíduos metálicos como chumbo e mercúrio que podem ter efeitos tóxicos Vale lembrar que muitos desses minerais presentes nos alimentos são indispensáveis para o nosso metabolismo e geralmente constituem os elementos essenciais da dieta como exemplo podemos citar o cálcio o fosforo o ferro entre outros Os métodos como absorção atômica emissão de chama colorimetria turbidimetria e titulometria são muito empregados na determinação dos componentes individuais da cinza Contudo todos os métodos com exceção do último são métodos instrumentais em que os equipamentos utilizados são sofisticados e caros O que estudamos até aqui em relação aos principais macronutrientes e micronutrientes presentes em alimentos nos permite compreender melhor como se dá a composição dos alimentos que con sumimos Cabe ressaltar que os alimentos processados são compostos por vários ingredientes Essas análises que acabamos de conhecer são realizadas nos alimentos prontos mas também podem ser realizadas nos ingredientes in natura Isso nos mostra que é importante conhecermos os ingredientes que utilizamos para produzir os alimentos bem como a maneira como cada um deles pode contribuir para termos alimentos que possam oferecer uma composição nutricional interessante e adequada para nosso organismo Nesta unidade compreendemos como são determinados os valores apresentados nos dois rótulos alimentícios vistos no início desse capitulo E o quanto essas analises são importantes para se garantir a segurança de um alimento e a sua avaliação nutricional Você como futuroa profissional da saúde poderá atuar em um laboratório de bromatologia realizando análises para verificar a composição dos alimentos poderá atuar como gestor de uma empresa certificada por órgãos governamentais empresa essa a qual qualifica a presença ou ausência de alergênicos em alimentos bem como atuar como perito na avaliação da composição de alimentos A partir de agora convido você a sempre que comprar um alimento no supermercado ou na qui tanda da esquina analisar com olhar mais crítico o rótulo Ótimo estudo 55 COMPOSIÇÃO PROXIMAL Ingredientes Instrumentais Clássicas Quantidades dos nutrientes Macronutrientes Carboidratos Água Base seca Dissacarídeos Monossacarídeos da ingestão diária Que tal fazer uma avaliação da importância da realização de análises laboratoriais para determi nação da composição proximal dos alimentos Neste mapa mental você poderá organizar como a composição proximal é importante no conhecimento dos alimentos que consumimos Para isso complete o mapa com as palavraschave Vamos lá 56 1 A análise de alimentos é importante para conhecermos a composição dos produtos que con sumimos bem como dos ingredientes que o compõem Considerando que os alimentos são compostos por vários nutrientes assinale a alternativa que representa os principais macro nutrientes presentes em alimentos a Fibras carboidratos gorduras e sais minerais b Sais minerais lipídeos água e gorduras c Carboidratos água proteínas e sais minerais d Lipídeos proteínas carboidratos e água e Água gorduras sais minerais e vitaminas 2 Os carboidratos são compostos que fornecem energia ao nosso organismo e são consumidos em grandes quantidades em nossas dietas São vários os tipos de carboidratos presentes nos alimentos Assinale a alternativa que representa os carboidratos complexos a Glicose e frutose b Sacarose e glicose c Amido e celulose d Celulose e lactose e Glicose e amido 3 A água é considerada solvente universal e pode estar presente em grandes quantidades nos alimentos especialmente em vegetais como frutas e verduras Você como analista de um laboratório precisou determinar o teor de umidade de uma amostra de biscoito Para isso organizou os dados em uma tabela colocando os valores das massas da amostra antes e após a secagem em estufa Amostra massa inicial g massa final g massa de água g Biscoito 247g 221g Analisando a tabela calcule a quantidade de água presente na amostra e assinale a alternativa que representa o teor de água em porcentagem na amostra analisada a 1538 b 26 c 260 d 1053 e 847 3 Nesta unidade falaremos sobre as principais características da água sua estrutura e porque ela é considerada um excelente sol vente Vamos falar sobre a relação da água com a deterioração dos alimentos e como os processos de secagem e desidratação ajudam na conservação Assim como falaremos sobre a conservação de alimentos por meio da adição de sal e açúcar Abordaremos também os conceitos de Atividade de água e como ela influência nas altera ções dos alimentos como aquelas causadas por microrganismos ou outras modificações como o escurecimento enzimático e não enzimático e as reações oxidativas Água e Atividade de Água Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 58 Você já pensou como seria se não existisse geladeira Se não fosse possível manter os alimentos refri gerados E as bebidas já pensou como seria não poder tomar a água geladinha ou mesmo uma cerveja gelada Bom essa era a realidade da população quando não havia geladeira ou luz elétrica em casa por exemplo Em pleno século XXI é até difícil imaginar como seria não poder conservar alimentos frescos por muito tempo ter que adquirir apenas o suficiente para a refeição do dia não é mesmo Mesmo sendo difícil de imaginar essa foi a realidade no Brasil até 1880 quando se começou a utilizar a energia elétrica no país Contudo em algumas regiões a instalação elétrica só foi possível muitos anos depois E claro só depois da chegada da energia nas residências é que as pessoas começaram a comprar as geladeiras Mas a pergunta que não quer calar é como eram os hábitos alimentares das pessoas antes da geladeira Bom ao que parece elas desenvolveram métodos próprios para armazenar e consumir alguns alimentos As bebidas por exemplo podiam ser colocadas dentro de um poço para ficarem fresquinhas E se eu te contar caroa alunoa que um dos métodos mencionados acima é utilizado até hoje Não por falta de meios para refrigeração dos alimentos é claro mas até hoje a secagem tem sido utilizada como um método simples e de baixo custo para conservar alimentos Isso acontece pois quando se retira a água dos alimentos é possível diminuir o crescimento microbiano Que tal fazer um exercício prático aí na sua casa Para isso você vai precisar de três pedaços peque nos de pão e três potes com tampa No primeiro pote você vai colocar o pão seco no segundo pote o A carne era salgada e seca ao sol isso garantia que durasse por mais tempo ou ainda era assada e depois colocada em um balde cheio de banha Esses são al guns exemplos dos métodos utilizados para conservar os alimentos MARQUES GREGORY HUTHER 2019 UNIDADE 3 59 A água é indispensável para a sobrevivência dos seres vivos ela corresponde a 6090 da massa das cé lulas As principais funções da água nos organismos são manutenção da temperatura corporal solvente universal essencial aos processos metabólicos manutenção da pressão osmótica dos fluidos preservação do volume das células e reagente das várias reações metabólicas Assim podemos concluir que seria impossível viver sem ela Vamos recordar a estrutura química e a polaridade de uma molécula de água Acompanhe a Figura 1 pão com um pouco de sal em sua superfície e no terceiro pote o pão molhado Em seguida deixe os três potes expostos ao ar livre por 10 minutos e depois fecheos Depois de uma semana abra os potes e observe as alterações que ocorreram nos três pedaços de pães verifique em qual deles é possível observar maior crescimento microbiano e em qual não teve crescimento de bolores ou que teve o menor crescimento Faça as suas anotações Depois de realizar o experimento e tendo em mente que antes da utilização da geladeira até os dias atuais a secagem tem sido usada como um método de conservação dos alimentos reflita por que apesar de se tratar do mesmo alimento o pão é possível observar mais ou menos crescimento microbiano em algumas amostras do que em outras Faça uma correlação entre quantidade de água e crescimento microbiano Qual foi o papel do sal neste experimento e qual o resultado observado na amostra de pão que tinha sal na superfície Anote essas informações em seu Diário de Bordo UNICESUMAR 60 Descrição da Imagem a ilustração mostra uma bola ver melha grande com a letra O no centro e a letra grega delta com sinal negativo do lado de fora Essa bola vermelha está ligada a duas bolas cinzas sendo que cada uma contém a letra H no centro e a letra grega delta com sinal positivo do lado O ângulo entre as duas bolas cinza é de 1045 graus Figura 1 Representação da estrutura química de uma mo lécula de água Devido a sua estrutura angular e a diferença de eletronegatividade entre os átomos de hidrogê nio e oxigênio formação de polos a água é uma substância polar Sendo assim ela é capaz de dis solver outras substâncias polares ou iônicas Outra característica muito importante da água é a sua capacidade de formar ligações de hidrogênio essa é considerada a principal in teração da água Nessa ligação um átomo de hidrogênio parcialmente positivo de uma mo lécula é atraído pelo átomo de oxigênio parcial mente negativo de uma segunda molécula de água Figura 2 As ligações de hidrogênio são mais fracas que as ligações covalentes mas são mais fortes que as interações de Van der Waals Descrição da Imagem a imagem ilustrada apresenta dois conjuntos de bolas sendo que cada conjunto consiste em uma bola ver melha grande ligada a duas bolas brancas de tamanho menor por uma linha sólida de cor cinza A bola vermelha de um conjunto é conectada a bola branca do outro conjunto por várias linhas amarelas na horizontal Próximo das bolas brancas encontrase a letra grega delta com sinal negativo e próximo das bolas vermelhas encontrase a letra grega delta com sinal positivo Figura 2 Representação da ligação de hidrogênio entre duas moléculas de água As ligações de hidrogênio não são restritas a água elas podem ser formadas entre um átomo ele tronegativo O N e um átomo de hidrogênio ligado a um outro átomo eletronegativo UNIDADE 3 61 Ligações covalentes são ligação química em que os átomos podem adquirir uma configuração eletrônica de gás nobre pelo compartilhamento de elétrons com outros átomos Quando dois átomos de hidrogênio por exemplo estão próximos o suficiente um do outro ocorrem interações eletrostáticas entre eles O par de elétrons compartilhado em qualquer ligação covalente atua como uma espécie de cola para unir os átomos como na molécula de hidrogênio Interações de Van der Waals são forças atrativas entre moléculas neutras podem ser de três tipos forças dipolodipolo de dispersão de London e de ligação de hidrogênio Essas forças são mais fracas que as ligações covalentes As funções orgânicas agrupam os compostos que apresentam características semelhantes e são determinadas pelas estruturas das substâncias Álcoois aldeídos cetonas ácidos carboxílicos são alguns exemplos de funções orgânicas Carbolina é um grupo em que o carbono faz uma ligação dupla com o oxigênio e duas ligações simples com átomos de carbono eou hidrogênio Álcoois São compostos orgânicos que apresentam o grupo hidroxila OH ligado a um átomo de carbono saturado Aldeídos São compostos orgânicos que possuem o grupo carbonila ligado a um átomo de hidrogênio Cetonas São compostos orgânicos que possuem o grupo carbonila entre dois carbonos Ácidos carboxílicos São compostos orgânicos que possuem o grupo carbonila ligado ou grupo hidroxila OH UNICESUMAR 62 Você já fez limonada alguma vez Se sim acredito que deve ter misturado um monte de açúcar na limonada certo Quando misturamos açúcar em qualquer bebida à base de água vamos vêlo se dis solver ou seja estamos observando na prática as propriedades solventes da água em ação A maioria das reações químicas importantes para a vida ocorrem em um ambiente aquoso dentro das células A água é considerada como um excelente solvente pois ela pode dissolver diversos tipos de moléculas Contudo ela não é boa para dissolver moléculas apolares ou seja quando mistura mos óleo apolar em água polar não ocorre dissociação e sim formação de duas camadas uma de óleo e a outra de água A água pode dissolver compostos orgânicos polares açúcares álcoois aldeídos cetonas ácidos carbo xílicos devido à formação de ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila ou carbonila desses com postos Assim como pode dissolver sais cristalinos pois interage com os íons que unem os átomos do sal A água é o principal componente de muitos alimentos cada um com sua porção característica Tabela 1 A quantidade e localização da água influenciam profundamente a estrutura aparência e sabor dos alimentos e sua suscetibilidade à deterioração Alimento Conteúdo de água Carne de porco crua cortes magros 5360 Frango carne crua sem pele 74 Peixe 6581 Cerejas e peras 8085 Maçãs pêssegos e laranjas 90 Morangos e tomates 9095 Abacate banana e ervilha 7480 Beterraba brócolis cenoura e batata 8590 Aspargos repolho couveflor e alface 9095 Tabela 1 Conteúdo de água de alguns alimentos Fonte Adaptado de Fennema 1996 UNIDADE 3 63 A capacidade que uma matriz de moléculas tem de reter fisicamente grandes quantidades de água é chamada de Capacidade de Retenção de Água CRA A água capturada de forma física se comporta com propriedades similares à da água pura A maioria da água encontrada em tecidos pode ser classificada como fisicamente capturada sendo que falhas na CRA pode gerar grandes efeitos sobre a qualidade do alimento Matrizes alimentares muito conhecidas que retêm água desta forma incluem géis de pectina e amido e células de tecidos tanto vegetais como animais A água fisicamente presa não flui dos tecidos dos alimentos mesmo quando eles são cortados ou picados Por outro lado está água se comporta quase como água pura durante o processamento de alimentos ou seja é facilmente removida durante a secagem é facilmente convertida em gelo durante congelamento além de estar disponível como solvente A disponibilidade de água nos alimentos é importante e depende não apenas da sua quantidade mas também da forma em que se encontra ligada aos componentes do produto A água pouco ligada ao substrato é chamada de água livre e age como solvente possibilitando o crescimento dos microrga nismos e as reações químicas Já a água muito ligada ao substrato é chamada de água ligada é a água mais difícil de ser eliminada e não atua como solvente É importante destacar que a água livre é a responsável pela alteração dos alimentos já que está dis ponível para o desenvolvimento de microrganismos e para reações químicas Sendo assim o método de secagem tem sido muito utilizado para prolongar a vida de prateleira dos alimentos O grau de perecibilidade dos alimentos depende dentre outros fatores da forma de ligação entre as moléculas de água entre si e com outros componentes dos alimentos e de sua resistência à ação dos microrganismos e enzimas Portanto os alimentos podem ser classificados em perecíveis semiperecíveis e não perecíveis Alimentos Perecíveis Alimentos Semiperecíveis Alimentos não Perecíveis Alimentos que estragam com muita facilidade Têm elevado teor de água e por isso alte ramse rapidamente Devem ser guardados na geladeira ou no freezer Ex carnes pes cados leite frutas suculentas e moles hortaliças folhas e brotos novos Atividade de água menor que nos perecíveis tem maior re sistência às alterações con servandose por um período de tempo maior dependendo dos cuidados de manipulação e armazenamento Ex ovos batata e beterraba Apresentam grande resistência ao ataque dos microrganismos por possuírem baixo teor de umidade Podem ser armaze nados fora da geladeira e do freezer por um determinado tempo Ex farinhas feijões açúcar sal café vinagre arroz temperos secos UNICESUMAR 64 Sabese que a umidade é necessária ao crescimento dos microrganismos assim se diminuirmos bastante o seu conteúdo estaremos criando condições desfavoráveis para o crescimento microbiano A secagem é um dos processos mais antigos utilizados pelo homem na conservação dos alimentos Ela consiste na retirada de água ou de qualquer outro líquido de um material sólido na forma de va por para uma fase gasosa insaturada Nesse processo por exemplo boa parte da água é eliminada e a umidade que é cerca de 90 na fruta fresca baixará para 20 a 25 na fruta seca Figura 3 Descrição da Imagem a imagem mostra da esquerda para a direita peras maçãs kiwis morangos laranjas e bananas todas aparecem in natura e na sequência secas As frutas secas estão cortadas em rodelas e possuem uma coloração levemente mais escura e com textura enrugada quando comparadas com as respectivas in natura Figura 3 Frutas in natura e desidratadas Dentre as vantagens da secagem podemos ressaltar a melhor conservação do produto a redução do seu peso e o preço pois muitas vezes a secagem é mais econômica do que outros processos de conservação Além disso o valor alimentício do produto se concentra por causa da perda de água A secagem pode ser realizada de maneira natural e neste caso é recomendável em regiões de clima seco com boa irradiação solar e poucas chuvas Em países como a Grécia Chile Ásia e Espanha a secagem natural apresenta grande importância prática Frutas cereais carnes e peixes são secados ao sol Aqui no Brasil a secagem natural de fruta não apre senta muita importância prática destacandose apenas a banana seca em alguns pontos do país UNIDADE 3 65 Café cacau e carne charque são outros exemplos de produtos agrícolas secados naturalmente em nosso país Para um melhor resultado a secagem natural pode ser dividida em duas fases a primeira é iniciada ao sol até que as frutas tenham perdido de 50 a 70 de umidade e a segunda é realizada à sombra para que os produtos não se ressequem e não percam o sabor e o aroma naturais GAVA SILVA FRIAS 2008 Já a desidratação consiste na secagem pelo calor produzida artificialmente em condições controladas de temperatura umidade e corrente de ar O calor necessário para promover a evaporação da água dos alimentos pode ser transmitido por condução por convecção e por radiação Entre as alterações mais importantes causadas pela desidratação podemse mencionar modifica ções na textura perdas no aroma e sabor mudanças na cor e no valor nutritivo O alimento seco perde um certo conteúdo de umidade e por isso haverá um aumento da concentração dos nutrientes por unidade de peso comparando com o produto fresco Alguns produtos quando submetidos a secagem conservam suas características físicas e nutritivas No entanto outros podem apresentar uma forte deterioração sensorial e nutricional Exemplos de ali mentos secos de importância comercial são uva passa ameixa figo tâmaras café farinhas e ovo em pó E você caroa alunoa já comeu alguma fruta desidratada como ameixa ou banana por exemplo Essas frutas passaram por um processo de secagem antes de serem embaladas comercializadas e chegar à sua casa Um fato muito interessante é que mesmo com alterações sensoriais quando comparado ao alimento in natura muitos alimentos desidratados são bem aceitos pelo consumidor como por exemplo leite em pó café solúvel frutas charque e pescados Neste podcast eu vou entrevistar Maria Fernanda Ribas que vai nos contar um pouco sobre a sua experiência com alimentos desidratados Maria Fernanda desenvolveu em parceria com a empresa Banana Brasil Caul dois produtos desidratados banana passas bites e banana passas bites com especiarias A água é provavelmente o fator individual que mais influencia na alteração dos alimentos No entanto o conteúdo de água por si só não é um indicador confiável de perecibilidade Por isso surgiu o conceito atividade de água A atividade de água Aa ou water activity Aw em inglês é o fator que melhor representa a água disponível no alimento Ela indica a intensidade das forças que unem a água com outros componentes não agrossolos e consequentemente a água disponível para o crescimento de microrganismos A água envolve na associações fortes e menos capaz de suportar atividades degradativas como o crescimento microbiológico e reações químicas do que a água fracamente associada A atividade de água é definida como a razão entre a pressão de vapor da água P com relação à pressão de vapor da água pura Po à mesma temperatura T Aa P solutoPo água Antes de continuar falando sobre a Aa vamos entender um pouco melhor o conceito de pressão de vapor Observe a equação química abaixo H2Ol H2Og Essa equação representa o equilíbrio dinâmico entre a água líquida e o seu vapor O símbolo signfica que as espécies descritas em ambos os lados estão em equilíbrio dinâmico Embora moléculas de água na fase gasosa produtos estejam sendo formadas a partir de moléculas de água na fase líquida reagentes os produtos voltam a ser reagentes na mesma velocidade com que são formados Levando isso em conta podemos definir que a pressão de vapor de uma substância é a pressão exercida pelo vapor que está em equilíbrio dinâmico com o líquido ou o sólido ATKINS 2009 UNIDADE 3 67 A pressão de vapor é alta quando as moléculas de um líquido são mantidas por forças intermolecu lares fracas e é baixa quando as forças intermoleculares são fortes Por isso esperase que os líquidos formados por forças intermoleculares fortes como ligações de hidrogênio sejam menos voláteis do que outros de massa molecular comparável mas que tenham interações mais fracas Voltando a falar sobre a atividade de água podese observar que a pressão de vapor exercida pela água presente nos alimentos depende da quantidade e da concentração de solutos na água e da tempe ratura Os valores de Aa variam de 0 a 1 sendo que o máximo de Aa é atribuída a água pura enquanto que para os alimentos esse valor é sempre inferior a 1 e na ausência de água livre é zero Valores de atividade acima de 09 indicam que pode haver a formação de soluções diluídas com componentes do alimento que servirão de substrato para os microrganismos se desenvolverem Tam bém se observa que as reações químicas e enzimáticas podem ter sua velocidade diminuída pela baixa concentração dos reagentes A maioria dos alimentos frescos como carnes pescado leite e frutas possuem Aa acima de 098 Leite concentrado presunto cozido salsicha queijos frescos pão e frutas em calda apresentam Aa entre 098 e 093 O maior perigo nesses alimentos é o crescimento de Staphylococcus aureus e gera ção de certas micotoxinas Dentre os alimentos com Aa entre 093 e 085 podemos destacar aqueles mais desidratados ou com grande concentração de solutos como presunto serrano carne defumada embutidos maturados e leite condensado Quando os valores de atividade da água estão entre 040 080 existe a possibilidade de reações químicas e enzimáticas rápidas pois diferente do que observamos no exemplo acima ocorre aumento da concentração dos reagentes Alimentos como cereais farinhas doces em massa nozes e amêndoas apresentam Aa entre 085 e 06 Alimentos desidratados são microbiologicamente estáveis pois os microrganismos contaminantes não encontram condições favoráveis para multiplicação Esses alimentos apresentam Aa igual a 06 valor considerado limitante para o desenvolvimento de microrganismo Já quando os valores de Aa são menores que 03 dizse que atingiu a zona de absorção primária onde as moléculas de água poderão estar ligadas a pontos de absorção primários COOH e por sua vez se ligar a outras moléculas de água por ligações de hidrogênio Como mencionado a atividade de água indica a água disponível para o crescimento de microrganis mos Normalmente as bactérias são mais exigentes que bolores e leveduras apresentando crescimento em condições de elevada Aa Na Tabela 2 encontramse alguns valores de Aa para a multiplicação de grupos de microrganismos e de alguns microrganismos específicos UNICESUMAR 68 Atividade de Água Crescimento Microbiano 090 Maioria das Bactérias 088 Maioria das Leveduras 080 Maioria dos Bolores 07809 Bolores Micotoxigênicos 083097 Bactéria Patogênicas 097 Clostridium boltulinum tipo E 094 Clostridium boltulinum tipo A e B 096 Escherichia coli 08309 Staphylococcus aureus 095 Salmonella spp Tabela 2 Atividade de água mínima para alguns microrganismos de importância em alimentos Fonte adaptada de Gava Silva e Frias 2008 Outro método de conservação consiste na adição de sal ou açúcar no alimento O açúcar é muito uti lizado como um agente de conservação de produtos alimentícios Sua presença irá aumentar a pressão osmótica do meio criando condições desfavoráveis para o crescimento de microrganismos ou seja a adição de açúcar irá diminuir o valor de Atividade de água A osmose é um fenômeno natural que ocorre quando duas soluções de diferentes concentrações são separadas por uma membrana semipermeável ou seja uma membrana que permite a passagem de um certo tipo de moléculas A movimentação através da membrana ocorre no sentido da solução mais diluída para a mais concentrada de soluto até atingir o equilíbrio químico igual concentração de ambos os lados Figura 4 A pressão necessária para parar esse movimento é chamada de pressão osmótica Membrana semipermeável Osmose OSMOSE Moléculas de açúcar Movimento da água Descrição da Imagem a imagem é uma ilustração que mostra dois frascos trans parentes que possuem em seu interior um líquido transparente várias bolas ver melhas e uma tela de cor verde dividindo os fracos ao meio No primeiro frasco a tela separa três bolas vermelhas da maio ria das bolas Já no segundo frasco po demos observar o movimento do líquido através da tela em direção à região onde está a maioria das bolas Figura 4 Osmose UNIDADE 3 69 Adicionar sal aos alimentos também pode ser considerada como uma técnica de conservação Sendo esse um dos métodos mais antigos para conservar carnes pescados e algumas hortaliças A adição de sal causa redução da Atividade de água do produto como na desidratação mas por um mecanismo diferente O princípio básico da salga é a desidratação do músculo diminuindo o seu teor de água e aumentando o teor de cloreto de sódio A penetração do sal e a saída de água é um típico exemplo de osmose Uma solução salina 10 Aa 094 inibe o desenvolvimento da grande maioria das bactérias inclusive muitas patogênicas Algumas bactérias chamadas de halofílicas ou halófilas conseguem se multiplicar em ambientes com Aa 075 ou seja elas toleram alta concentração de sal Existem gráficos que relacionam a quantidade de água de um alimento com sua atividade de água eles são chamados de isotermas de sorção de água e relacionam o teor de água do alimento expresso como massa de água por unidade de massa de matéria seca da amostra com a sua atividade de água em uma temperatura constante As informações derivadas das isotermas de sorção de água são úteis para processos de concentração e desidratação para formular misturas de alimentos de modo a evitar a transferência de umidade entre os ingredientes para determinar as propriedades de barreira de umidade necessárias em um material de embalagem para determinar qual teor de umidade irá restringir o crescimento de microrganismos de interesse e para prever a estabilidade química e física dos alimentos em função do teor de água FENNEMA 1996 GAVA SILVA FRIAS 2008 Em alimentos muito secos pequenas variações na umidade provocam grandes mudanças na Aa já em alimentos com alta quantidade de água e variação na umidade influenciam pouco sua Aa A maioria das isotermas de sorção de água dos alimentos apresenta forma sigmoide Figura 5 com pequenas variações conforme a estrutura física a composição química a temperatura e a capacidade de retenção de água do alimento Mesmo com a diminuição da atividade de água al guns microrganismos conseguem sobreviver e por isso alguns alimentos conservados pelo uso de açú car devem receber um tratamento complementar para sua conservação As geleias frutas em conserva leite condensado e melaço são alguns exemplos de produtos conservados pela presença de açúcar UNICESUMAR 70 Quantidade de água 0 025 Aa 08 10 Zona A Zona B Zona C Descrição da Imagem o gráfico apresenta as variações na umidade em relação à Aa O eixo vertical é representado pela Quantidade de água e o eixo horizontal pela Aa que varia entre 0 e 10 Nos pontos 025 e 08 há linhas tracejadas verticais que dividem a Aa em três zonas sendo Zona A 0 025 Zona B 025 08 e Zona C 08 10 Uma linha sinuosa sai do ponto 0 Zona A e vai subindo até atingir o ponto máximo em 10 Zona C Figura 5 Isoterma de sorção de água para alimento com baixa quantidade de água Fonte adaptada de Gava Silva e Frias 2008 As zonas A B e C indicam a forma como a água está ligada aos alimentos Na zona A a água está mais fortemente ligada e menos móvel É uma água muito difícil de extrair não é congelável e não se encontra disponível para atuar como solvente Corresponde a faixa inferior a 02 até 03 A zona B corresponde a água que se associa com as moléculas de água vizinhas e as moléculas de soluto principalmente por ligações de hidrogênio e interações dipolodipolo A atividade de água está entre 025 e 08 e o ponto de congelamento e a sua atividade como solvente são bem reduzidos A água nas Zonas A e Zona B geralmente constitui menos de 5 da água em um alimento de alta umidade Já a zona C representa a maior parte de água dos tecidos frescos sendo a água menos ligada e mais móvel dos alimentos Essa água pode ser facilmente retirada por diversos procedimentos e é responsável pelas alterações dos alimentos Equivale a Aa de 08 a 099 A água da zona C geralmente constitui mais de 95 da água total em um alimento com alto teor de umidade UNIDADE 3 71 A forma e a posição da isoterma são determinados por vários fatores incluindo composição da amostra estrutura física da amostra cristalina ou amorfa prétratamentos da amostra temperatura e meto dologia Alguns alimentos apresentam uma zona mais plana na primeira parte da curva essas curvas em forma de J são típicas de alimentos com grande quantidade de açúcar e solutos Além das alterações causadas por microrganismos outras modificações nos alimentos são afetadas pela Atividade de água neste como o escurecimento Esse nome é dado a uma série de reações químicas que resultam na formação de pigmentos escuros Essas reações são desejáveis em alguns casos como na fabricação de cerveja pão café cacau e batata frita As reações de escurecimento são divididas em diferentes grupos podendo ocorrer por meio da ação de enzimas escurecimento enzimático ou por meio da reação entre diferentes substâncias escurecimento não enzimático As reações de escurecimento enzimático por exemplo são aceleradas pela maior disponibilidade de água levando a problemas tecnológicos e perda de valor nutricional do alimento Entre as reações destacase o escurecimento da maçã pelas enzimas oxidases Existem também as reações de escurecimento não enzimático Reação de Maillard que são muito conhecidas entre os grupos de aminoácidos de proteínas e carboidratos Essas reações são menos in tensas quando a Aa é maior que 09 pois os reagentes estão bem diluídos Como citado anteriormente o desenvolvimento da cor do pão e do churrasco são exemplos de reações não enzimáticas A velocidade de oxidação de um alimento também é afetada pela Aa No ranço oxidativo as cadeias de ácidos graxos insaturados poderão romperse originando compostos de baixo peso molecular e que são responsáveis pelo odor desagradável dos produtos rançosos Quando a atividade de água alcança valores inferiores a 030 ocorre redução da velocidade das rea ções com exceção da oxidação lipídica pois esta pode ocorrer tanto em baixa Aa quanto em elevadas A Figura 6 apresenta a velocidade de algumas reações nos alimentos em função da Atividade de água Se a um alimento totalmente seco for gradualmente adicionado água e efetuada medidas de atividade água obtémse uma Isoterma de Adsorção Conforme a água é adicionada a composição da amostra se move da Zona A seca para a Zona C alta umidade e as propriedades da água associadas a cada zona diferem significativamente como vimos acima Se a mesma amostra que foi totalmente hidratada for desidratada em efetuarse medidas de atividade de água na mesma temperatura obtémse uma Isoterma de Dessorção UNICESUMAR 72 Água nãocongelável Água congelável Água congelável O X I D A Ç Ã O D E LIP ÍDEO S ES CU REC IMEN TO NÃOENZIMÁ TIC O ATI VID AD E E NZI MÁ TIC A CRE SCI MEN TO D E FU NGO S CRES CIME NTO D E LEV EDU RAS CR ESC IME NTO DE BAC TÉRI AS 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Aa VELOCIDADE RELATIVA DAS REAÇÕES E CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS Descrição da Imagem a figura mostra um gráfico onde o eixo vertical corresponde a Velocidade Relativa das Reações e Crescimento de Microrganismos e o eixo horizontal a Aa que varia entre 0 e 10 Várias curvas sinuosas estão presentes no gráfico A linha que representa a oxidação de lipídeos começa no topo do gráfico e vai caindo até chegar no valor de Aa de aproximadamente 035 a partir desse valor ela começa a subir novamente até aproximadamente 075 de Aa e então cai novamente A linha que representa o escurecimento não enzimático começa junto a linha horizontal do gráfico em 02 de Aa e sobe até aproximadamente 075 de Aa e a partir de 08 de Aa começa a cair novamente A linha que representa a atividade enzimática começa junto a linha horizontal do gráfico em 035 de Aa e sobe até aproximadamente 082 de Aa A linha que representa o crescimento de fungos começa junto a linha horizontal do gráfico em 07 de Aa e sobe até aproximadamente 089 de Aa A linha que representa o crescimento de leve duras começa junto a linha horizontal do gráfico em 075 de Aa e sobe até aproximadamente 094 de Aa A linha que representa o crescimento de bactérias começa junto a linha horizontal do gráfico em 08 de Aa e sobe até aproximadamente 10 de Aa Figura 6 Representação das reações de transformações nos alimentos em função da atividade de água Fonte adaptada de Gava Silva e Frias 2008 UNIDADE 3 73 É importante lembrar que as velocidades de transformações exatas as posições e formas das curvas da imagem acima podem ser alteradas pela composição estado físico e estrutura da amostra e pela composição da atmosfera especialmente oxigênio e temperatura Observase que as curvas para a reação de Maillard e crescimento microbiano exibem taxas máxi mas em valores de Aa intermediários a altos Já a taxa de oxidação de lipídios em valores muito baixos de Aa apresenta uma relação incomum Acreditase que a primeira água adicionada a uma amostra muito seca se liga aos hidroperóxidos interferindo na sua decomposição e dificultando o progresso da oxidação Além disso esta água hidrata íons metálicos que catalisam a oxidação aparentemente reduzindo sua eficácia A adição de água além do limite das Zonas A e B resulta em taxas aumentadas de oxidação O que pode indicar que a água adicionada nesta região da isoterma acelera a oxidação aumentando a solubilidade de oxigênio e permitindo que as macromoléculas inchem expondo mais locais catalíticos Para valores de Aa ainda maiores 080 a água adicionada pode retardar as taxas de oxidação e a explicação sugerida é que a diluição dos catalisadores reduz sua eficácia Nessa unidade entendemos um pouco sobre as características da água e a razão pela qual ela é considerada um excelente solvente nos seres vivos Também falamos de sua importância para a conservação de alimentos e o que você pode esperar da remoção da água dos alimentos no que diz respeito à sua conservação Também vimos que a adição de sal e de açúcar podem ser ótimos métodos para conservar os alimentos o que ajuda a entender porque o pão com adição de sal na superfície não apresentou crescimento microbiano na prática realizada no início desse capítulo É importante destacar que compreender o conceito de atividade de água e suas funções nos alimentos permite que você como futuroa profissional de saúde possa atuar no desenvolvimento ou melhoramento de novos produtos desidratados por exemplo 74 Vamos verificar agora quais são os principais itens que discutimos nesta unidade Como sugestão proponho que você complete o mapa mental tendo em mente os principais conceitos trabalhados Para te ajudar preenchi algumas caixas e deixei outras vazias Agora é com você ÁGUA Métodos de secagem Natural Características Molécula polar Água ligada Possibilita crescimento de microrganismos Pouco ligada ao substrato Calor produzido artifcialmente Atua como solvente Gráfco que relaciona a quantidade de água de um alimento com a atividade de água Água menos ligada e mais móvel Zona A Zona B Facilita o crescimento de microrganismos e resulta na diminuição das reações químicas e atividade enzimática Atividade de água Valor limitante para o crescimento de microrganismos Aa 04 a 08 75 1 De acordo com as características da água estudadas nesse capítulo assinale a alternativa correta a Dentre as principais funções da água nos organismos podemos destacar a manutenção da temperatura corporal solvente universal essencial aos processos metabólicos manutenção da pressão osmótica dos fluidos preservação do volume das células Contudo não atua como reagente das várias reações metabólicas b A água pode dissolver compostos orgânicos polares devido à formação de ligações de hidro gênio com os grupos hidroxila ou carbonila desses compostos c Devido a sua estrutura angular e a diferença de eletronegatividade entre os átomos de hi drogênio e oxigênio formação de polos a água é uma substância apolar Sendo assim ela é capaz de dissolver outras substâncias apolares d A água muito ligada ao substrato é chamada de água ligada é a água mais fácil de ser elimi nada e atua como solvente e A água livre é a responsável pela alteração dos alimentos já que não está disponível para o desenvolvimento de microrganismos e para reações químicas 2 Com relação à atividade de água nos alimentos analise as afirmativas e indique se a afirmação é verdadeira ou falsa Acima de 09 baixo crescimento microbiano 04 08 Há possibilidade de reações químicas e enzimáticas rápidas pelo aumento da con centração dos reagentes 06 Elevado crescimento microbiano 03 Pode haver formação de soluções diluídas com componentes do alimento que servirão de substrato para os microrganismos poderem crescer Assinale a alternativa que represente a ordem correta a F V F F b F V V F c F V F V d V V F F e V F F F 3 Explique o processo de osmose e como ele pode ser empregado na conservação de alimentos pela adição de sal e açúcar 76 4 Com relação as regiões em que se pode dividir uma isoterma de sorção de água e as caracte rísticas da água em cada uma delas assinale a alternativa correta a Na zona A a água se encontra disponível para atuar como solvente É uma água muito difícil de extrair está mais fortemente ligada e menos móvel b Na zona B a Atividade de água está entre 00 e 03 Corresponde à água que se associa com as moléculas de água vizinhas e as moléculas de soluto principalmente por ligações de hi drogênio e interações dipolodipolo c A água nas Zonas A e Zona B geralmente constitui menos de 95 da água em um alimento de alta umidade d Na zona C está a água menos ligada e mais móvel dos alimentos Essa água pode ser facil mente retirada por diversos procedimentos e é responsável pelas alterações dos alimentos Equivale a Aa de 08 a 099 e A água da zona C geralmente constitui cerca de 5 da água total em um alimento com alto teor de umidade 5 Como relação à variação da velocidade típica de algumas transformações comuns em alimentos em função da atividade de água assinale a alternativa correta a As reações de Maillard são mais intensas quando a Aa é maior que 09 pois os reagentes estão bem diluídos b A velocidade de oxidação de lipídios é menor quando a atividade de água alcança valores inferiores a 030 c As reações de escurecimento enzimático são aceleradas pela menor disponibilidade de água d O crescimento de microrganismo é desfavorecido pela maior Atividade de água e Para valores de Aa maiores que 080 a água adicionada pode retardar as taxas de oxidação 6 De acordo com as informações derivadas das isotermas de sorção de água assinale a alter nativa correta a Não são úteis para processos de concentração e desidratação b Não são usadas para ajudar a formular misturas de alimentos de modo a evitar a transferência de umidade entre os ingredientes c Não contribuem para determinar as propriedades de barreira de umidade necessárias em um material de embalagem d São úteis para determinar qual teor de umidade irá restringir o crescimento de microrganis mos de interesse e Não ajudam a prever a estabilidade química e física dos alimentos em função do teor de água 4 Nesta unidade falaremos sobre as principais características dos carboidratos como eles fazem parte do nosso dia a dia e como são classificados Além disso trabalharemos alguns dos carboidratos mais importantes no setor alimentício como o amido Veremos como ele pode ser modificado para atender aos objetivos das indús trias de alimentos e como esse material vem sendo utilizado para tentar resolver o problema da poluição causada por derivados do petróleo Você também entenderá como os carboidratos aparecem nos rótulos dos alimentos e porque a sua identificação é importante Carboidratos Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 78 CARBOIDRATO Quando você lê essa palavra o que passa pela sua cabeça Bom devo confessar que ao ler essa palavra logo imagino todos os possíveis produtos de panificação e vários tipos de massas Sim eu sou fã número um dos carboidratos e você E se eu te contar que alimentos ricos em carboidratos são grandes aliados das pessoas que praticam atividades físicas você acreditaria Mas professora os carboidratos não estão associados ao ganho de peso Como podem ser aliados dos atletas Calma Eu vou te explicar O carboidrato é o principal substrato energético do músculo durante a atividade física por isso em atividades que necessitam de maior utilização de glicogênio como fonte energética como por exemplo corrida de velocidade é importante dar uma atenção especial a quantidade de carboidratos principalmente nos dois a três dias antes da competição Além disso recomendase o consumo de 30 a 60 g de carboidratoh em exercícios que durem mais de uma hora ou que demandam muito esforço pois a reserva de glicogênio se esgota rapidamente Entenda que aqui não estamos falando de qualquer tipo de carboidrato Afinal você sabe que existem diferentes tipos de carboidratos e que estamos rodeados por esses compostos no nosso dia a dia Car boidratos não estão apenas presentes em doces e massas como pensamos muitas vezes Diariamente ingerimos vários alimentos ricos em carboidratos e às vezes não nos damos conta UNIDADE 4 79 Que tal uma experimentação rápida para identificar a presença de carboidrato neste caso o ami do em alguns alimentos do nosso cotidiano Para isso você vai precisar de tintura de iodo que pode ser adquirida facilmente em qualquer farmácia e de alguns alimentos como sal batata crua carne farinha de trigo polvilho arroz cru e banana Além disso separe recipientes você pode utilizar copos descartáveis ou pires branco para armazenar esses alimentos separadamente Em cada recipiente você vai colocar o alimento selecionado e algumas gotas da tintura de iodo Sugiro que em um recipiente vazio você pingue somente a tintura de iodo para poder acompanhar a mudança de coloração se houver quando em contato com o alimento Se quiser pode fazer o teste com outros alimentos de sua preferência também E aí em quais ali mentos você identificou amido Quando o amido presente em alguns alimentos entra em contato com a tintura de iodo você deve observar uma coloração azul bem intensa Anote os resultados da sua experimentação no seu Diário de Bordo assim como anote se você já esperava que esses alimentos testados tivessem amido ou não Como você pode perceber os carboidratos estão presentes no nosso dia a dia em diferentes tipos de alimentos Mas será que existem diferenças entre eles Será que todos desempenham as mesmas funções Bom chegou a hora de embarcarmos um pouco mais fundo nesse universo dos carboidratos vem comigo Os carboidratos são os componentes mais abundantes nos alimentos e amplamente distribuídos na natu reza Glicose frutose sacarose amido e celulose são exemplos de substâncias que pertencem a esse grupo Considerados os combustíveis da vida por armazenarem energia nos seres vivos na forma de amido ou glicogênio também podem ser doadores de carbono para a síntese de outros constituintes das células A Tabela 1 apresenta a quantidade de carboidratos presentes em alguns alimentos que consu mimos no dia a dia UNICESUMAR 80 Alimento Carboidrato g Banana da terra crua 337 Batata Baroa cozida 189 Arroz integral cozido 258 Aveia 666 Cereal matinal de milho 838 Farinha de trigo 758 Pão francês de trigo 586 Pipoca 703 Tabela 1 Quantidade de carboidrato em alguns alimentos por 100 gramas de parte comestível Fonte TACO 2011 Os carboidratos desempenham diferentes funções nutricional fonte de energia matériaprima para produtos fermentados adoçantes naturais entre outros Nas plantas e em alguns animais ainda atuam como constituintes importantes de tecidos de sustentação Encontramos carboidratos em quase tudo no papel que utilizamos para escrever no algodão das nossas roupas e na madeira de nossas casas A farinha como vimos na Tabela 1 é basicamente carboi drato e dela surgem vários outros alimentos A presença dessa classe de compostos é comum nos alimentos ou seja os carboidratos são abun dantes amplamente disponíveis e baratos Seu uso é grande em termos de quantidades consumidas e da variedade de produtos em que são encontrados Amido lactose e sacarose podem ser digeridos pelos humanos e eles junto com Dglicose e Dfrutose são importantes fontes de energia A estrutura molecular dos carboidratos altera em tamanho e forma conferindo a esses compostos uma variedade de propriedades químicas e físicas Eles são sintetizados nas plantas verdes por meio da fotossín tese Esse processo envolve a energia solar para reduzir dióxido de carbono SOLOMOS FRYHLE 2009 xCO2 yH2O energia solar CxH2Oy H2O Os carboidratos agem como um repositório para a energia solar E sua energia é liberada quando as plantas metabolizam os carboidratos em dióxido de carbono e água CxH2Oy xO2 xCO2 yH2O energia UNIDADE 4 81 A determinação de carboidratos é extremamente importante na indústria de alimentos Saber a compo sição dos açúcares é um indicador das características do produto final que será distribuído ao mercado O conhecimento da composição dos açúcares em uma solução tipo e concentração possibilita determinar o melhor momento para adição de frutas na produção de sucos néctares e vinhos Além disso auxilia no controle de qualidade que é imposto pela legislação que muitas vezes limita concen trações de sacarose Outro ponto importante é que ajuda a detectar fraudes em produtos que deveriam originalmente conter somente açúcares naturalmente presentes Todos os carboidratos são formados por açúcares simples chamados de monossacarídeos ou seja eles não podem sem hidrolisados em carboidratos menores Os monossacarídeos mais simples contêm três átomos de carbono o gliceraldeído e a dihidroxiacetona Contudo os açúcares mais abundantes na natureza contêm seis átomos de carbono Açúcares de cinco átomos de carbono a ribose e a de soxirribose ocorrem nas estruturas de RNA e DNA respectivamente MELLO NICHELLE 2018 Os monossacarídeos podem ser classificados quanto ao número de átomos de carbono presentes na molécula Tabela 2 e se contêm um grupo aldeído ou cetônico Número de átomos de carbono Nome 3 Triose 4 Tetrose 5 Pentose 6 Hexose Tabela 2 Classificação dos carboidratos quanto ao número de átomos de carbono presentes na molécula Fonte Fennema 1996 Esses monossacarídeos podem ser aldoses quando contém um grupo aldeído ou cetoses quando contém um grupo cetônico A terminação do nome da maioria dos açúcares é ose por isso temos nomes como sacarose para o açúcar refinado glicose para o principal açúcar do sangue frutose para o açúcar nas frutas e no mel e maltose para o açúcar do malte Aldoses com quatro átomos de carbono as tetroses têm dois átomos de carbono quirais aldo ses com cinco átomos de carbono as pentoses têm três átomos de carbono quirais e constituem o segundo grupo mais comum de aldoses Estender a série acima de seis átomos de carbono resulta em heptoses octoses e nonosese O gliceraldeído é o carboidrato mais simples que contém um carbono quiral e por isso pode existir em duas formas isoméricas que são imagens especulares uma da outra Dgliceraldeído e Lgliceral deído ou seja são chamados de enantiômeros UNICESUMAR 82 Caroa alunoa sugiro uma pausa nesse assunto para relembrarmos um pouco dos conceitos de esteroquímica Quando falamos em enatiômeros estamos nos referindo a compostos cujas moléculas são qui rais Uma molécula quiral é aquela que não é superponível com a sua imagem sendo assim uma molécula quiral e a sua imagem especular são chamadas de par de enantiômeros MORAN et al 2013 Ou seja um é o reflexo do outro que veríamos no espelho tudo que está à direita em uma configuração estará à esquerda na outra e viceversa Já as moléculas que são superponíveis com suas imagens especulares são aquirais As mãos direita e esquerda são um exemplo bem didático de objeto quiral pois não é possível sobrepor as duas mãos Figura 1 Figura 2 Representação da ligação de hidrogênio entre duas moléculas de água Descrição da Imagem a ilustração apresenta uma mão esquerda e uma mão direita vistas de frente para o observador em tom claro espalmadas com os dedos afastados um do outro tendo ambos os dedos polegares centralizados na imagem e quase se tocando Entre os dois dedos polegares observase uma linha tracejada na vertical de cor preta UNIDADE 4 83 Descrição da Imagem a imagem mostra a representação química da molécula de glicose onde os átomos de carbono C estão unidos seguindo uma linha vertical e os átomos de hidrogênio H e as hidroxilas OH estão em linhas horizon tais ligados aos átomos de carbonos C O primeiro C está ligado a um átomo de C embaixo um átomo de H esquer da e um átomo de O direita O segundo C está ligado a um átomo de C embaixo um átomo de H esquerda e uma OH direita O terceiro C está ligado a um átomo de C embaixo um átomo de H direita e uma OH esquerda O quarto e o quinto C estão ligados a um átomo de C embaixo um átomo de H esquerda e uma OH direita O sexto C está ligado a dois átomos de H e uma OH direita Figura 2 Projeção de Fischer para a molécula de glicose Uma maneira eficiente de representar a estrutura de um carboidrato é utilizando a projeção de Fischer Nessa projeção as linhas horizontais se projetam em direção ao leitor e as linhas verti cais se projetam para trás do plano da página A Figura 2 apresenta a projeção de Fischer para a molécula de glicose 1 2 3 4 5 6 Muitas evidências indicam que essa estrutura de cadeia aberta está primeiramente no equilíbrio com duas formas cíclicas Figura 3 Essas formas cíclicas da Dglicose são hemiacetais formados por uma reação intramolecular do grupo OH no carbono 5 com o grupo aldeído A ciclização dá origem a um novo centro de quiralidade no carbono 1 Glicose Glicose Glicose Descrição da Imagem a imagem apresenta três estruturas Na imagem à esquerda um hexágono com um átomo de hidrogênio e uma hidroxila ligados em cinco dos seis vértices e um grupo CH2OH e um hidrogênio ligados no vértice que recebe o número 5 No vértice que recebe o número 1 observase que a hidroxila está para cima Na imagem do meio os átomos de carbono estão unidos seguindo uma linha vertical e os átomos de hidrogênio e as hidroxilas estão em linhas horizontais ligados aos átomos de carbono O carbono que recebe o número 1 possui uma dupla ligação com o oxigênio uma ligação simples com o hidrogênio e uma ligação simples com outro átomo de carbono da cadeia principal Na imagem à direita um hexágono com um átomo de hidrogênio e uma hidroxila ligados em cinco dos seis vértice e um grupo CH2OH e um hidrogênio ligados no vértice que recebe o número 5 No vértice que recebe o número 1 observase que a hidroxila está para baixo Figura 3 Estrutura de cadeia aberta e duas formas cíclicas da Dglicose UNICESUMAR 84 As duas formas cíclicas formadas são diasteroisômeros pois diferem apenas na configuração do carbono 1 Na química dos carboidratos esses diasteroisômeros são chamados de anôme ros Cada anômero da glicose é designado como um anômero α OH está apontando para baixo ou como um anômero β OH está apontando para cima dependendo da localização do grupo OH em C1 Na Figura 3 você pode observar que o anômero α tem o grupo OH trans ao grupo CH2OH enquanto que o anômero β tem o grupo OH cis ao grupo CH2OH Nem todos os carboidratos existem no equilíbrio com anéis hemiacetálicos de seis membros pois em alguns casos o anel é de cinco membros Para facilitar a designação do tamanho do anel um sistema de nomenclatura foi introduzido se o anel é de seis membros o composto é chamado de piranose contudo se o anel é de cinco membros o composto é designado como furanose Os dissacarídeos são carboidratos que quando hidrolisam produzem duas moléculas de monossacarídeos Um exemplo muito comum de dissacarídeo é a sacarose Figura 4 Ela é o dissacarídeo mais abundante encontrado em todos os vegetais fotossintéticos e é obtido comercialmente da cana deaçúcar ou beterraba Glicose Frutose Descrição da Imagem a imagem mostra um hexágono e um pentágono que pos suem um oxigênio em um dos seus vérti ces ligados por um átomo de oxigênio Em três dos seis vértices do hexágono estão ligadas hidroxilas e em um dos vértices está ligado o grupo CH2OH Em dois dos cinco vértices do pentágono estão ligadas hidroxilas e em dois dos vértices estão li gados o grupo CH2OH Figura 4 Estrutura química da sacarose A hidrólise catalisada por ácido de 1 mol de sacarose produz 1 mol de Dglicose e 1 mol de Dfrutose A maltose outro exemplo de dissacarídeo quando hidroli sada dá origem a duas moléculas de Dglicose Figura 5 UNIDADE 4 85 Glicose Glicose Descrição da Imagem a imagem apre senta dois hexágonos que possuem um oxigênio em um dos seus vértices ligados por um átomo de oxigênio Em três dos seis vértices dos hexágonos estão ligadas hidroxilas e em um dos vértices está liga do o grupo CH2OH Figura 5 Estrutura química da maltose A maltose é produzida durante a maltagem de grãos especialmente cevada e comercialmente pela hidrólise do amido usando βamilase da bactéria Bacillus embora as βamilases de sementes de cevada também posam ser usadas Já a lactose um dissacarídeo presente no leite de quase todos os mamíferos quando se hidrolisa produz Dglicose e Dgalactose Figura 6 Descrição da Imagem a imagem mostra dois pentágonos que possuem um oxigê nio em um dos seus vértices ligados por um átomo de oxigênio Em dois dos cinco vértices do pentágono estão ligadas hidro xilas e em dois dos vértices estão ligados o grupo CH2OH Figura 6 Estrutura química da lactose A lactose pode ser obtida do leite e outros derivados contudo ela só é digerida pelo organismo quando atinge o intestino delgado onde se localiza a enzima hidrolítica lactase Essa enzima catalisa a hidrólise da lactose em seus monossacarídeos constituintes Tanto a Dglicose quanto a Dgalactose são rapi damente absorvidas e entram na corrente sanguínea Se por algum motivo a lactose ingerida for apenas parcialmente hidrolisada ou não for hidrolisada de forma alguma o resultado é uma síndrome clínica chamada intolerância à lactose Se houver defi ciência de lactase alguma lactose permanecerá no intestino causando distensão abdominal e cólicas UNICESUMAR 86 Para algumas pessoas beber um simples copo de leite pode se tornar um pesadelo pois seu corpo não consegue digerir o açúcar do leite Vou indicar um vídeo que mostra de maneira bem didática o que é a intolerância a lactose e o que acontece no organismo quando não con seguimos hidrolisar a lactose Os carboidratos que possuem entre 3 a 10 monossacarídeos ligados entre si são chamados de oligossaca rídeos enquanto os carboidratos que produzem um grande número de moléculas de monossacarídeos são chamados de polissacarídeos Quando os polissacarídeos são formados por um único monossacarídeo eles são chamados de homopolissacarídeos já quando são constituídos por mais de um tipo de monossacarídeo são cha mados de heteropolissacarídeos Os polissacarídeos são polióis e cada grupo hidroxila tem a possibilidade de formar ligações de hi drogênio com uma ou mais moléculas de água Além disso o átomo de oxigênio do anel e o átomo de oxigênio glicosídico conectando um anel de açúcar a outro podem formar ligações de hidrogênio com a água Dessa forma os polissacarídeos possuem uma forte afinidade por água e se hidratam prontamente Em sistemas aquosos as partículas de polissacarídeo podem absorver água inchar e geralmente sofrem dissolução parcial ou completa Juntos os polissacarídeos e a água controlam muitas proprie dades funcionais dos alimentos incluindo a textura Em geral os polissacarídeos se tornam mais solúveis conforme aumenta o grau de irregularidade das cadeias moleculares ou seja à medida que diminui a facilidade com que as moléculas se encaixam a solubilidade das moléculas aumenta Polissacarídeos solúveis em água e polissacarídeos modificados usados em alimentos e outras aplicações industriais são conhecidos como gomas ou hidrocoloides Gomas e hidrocolóides são usados principalmente para engrossar eou gelificar soluções aquosas e para modificar eou controlar as propriedades de fluxo e texturas de alimentos líquidos e as proprie dades de deformação de alimentos semissólidos Soluções de gomas são dispersões de moléculas hidratadas eou agregados de moléculas hidra tadas Seu comportamento de fluxo é determinado pelo tamanho forma e facilidade de deformação flexibilidade Para soluções da maioria das gomas um aumento na temperatura resulta em uma diminuição na viscosidade Três polissacarídeos muito importantes são o amido o glicogênio e a celulose O amido é a principal reserva alimentar dos vegetais ele aparece como grânulos microscópios nas raízes nos tubérculos e nas sementes dos vegetais Figura 7 No que diz respeito as aplicações alimentares amido e amidos modificados têm um enorme número de utilizações incluindo aplicações como aglutinantes na turvação na formação de filme no reforço de espuma na gelificação na estabilização de retenção de umidade na texturização e no espessamento UNIDADE 4 87 Descrição da Imagem a imagem fotográfica mostra peque nos círculos irregulares de coloração cinza claroarroxeado observados pela lente de um microscópio Figura 7 Microscopia de grânulos de amido em uma batata A extensão da gelatinização do amido em produtos de panificação afeta fortemente as propriedades do produto incluindo o comportamento durante o armazenamento e a taxa de digestão Um gel é um semissólido viscoelástico isto é a resposta de um gel ao estresse é parcialmente carac terística de um sólido elástico e parcialmente característica de um líquido viscoso Os géis são formados por moléculas de polissacarídeos unidas por ligações de hidrogênio atrações de van der Waals pontes cruzadas iônicas ou ligações covalentes Quando aquecido em água o amido pode fornecer amilose e amilopectina A amilose Figura 8 é um polímero linear da glicose unido por ligações α entre o C1 de uma unidade e o C4 da outra unidade As cadeias de Dglicose com ligações αglocosídicas tendem a assumir um arranjo de hélice Moléculas de iodo podem encaixarse dentro da hélice para formar um complexo de amido iodo que apresenta coloração azulescuro característica A formação desse complexo é um teste bastante conhecido para verificar se o amido foi totalmente hidrolisado no processo de produção de cervejas Já a amilopectina Figura 8 embora tenha estrutura similar à da amilose apresenta cadeia ra mificada As ramificações ocorrem entre o C1 de uma unidade e o C6 da outra ao longo da cadeia de ligações α14 A amilopectina é uma estrutura altamente ramificada os pontos de ramificação ocorrem aproximadamente a cada 25 unidades O glicogênio Figura 8 é um polímero que funciona como uma reserva de carboidratos para os animais e tem estrutura semelhante à da amilopectina cadeia de ligações α14 com ligações α16 nos pontos de ramificação com a diferença que as cadeias são muito mais ramificadas Os pontos de ramificação podem ocorrer a cada 10 unidades O número de pontos de ramificação é importante pois um polissacarídeo mais ramificado é mais solúvel em água e sabese que uma quantidade de glicogênio em solução é importante para os mamí feros Além disso se o organismo precisa rapidamente de energia a enzima terá mais alvos potenciais se houver mais de uma ramificação A celulose Figura 8 serve como material estrutural dos vegetais É um homopolissacarídeo linear de Dglicose unidos por ligações glicosídicas β 14 diferente do que observamos para o amido e o Os grânulos de amido aquecidos em água passam por um processo denominado gelatinização que é a ruptura da ordem molecular dentro dos grânulos evidenciada pelo inchaço irreversível dos grânulos e perda de cristalinidade A temperatura aparente de gelatinização inicial e a faixa na qual ocorre a gelatinização dependem do método de medição da razão amido água tipo de grânulo e heteroge neidades dentro da população de grânulos UNICESUMAR 88 glicogênio Esse tipo de ligação torna as cadeias mais lineares e resulta em uma distribuição uniforme de grupos OH do lado de fora de cada cadeia Dessa forma quando duas ou mais cadeias de celulose fazem contato os grupos hidroxila podem unir as cadeias por meio da formação de ligações de hidrogênio formando um polímero altamente insolúvel A celulose e suas formas modificadas servem como fibra alimentar e não contribuem com nutrição ou calorias signifi cativas pois passam pelo sistema digestivo humano A fibra tem funções diferentes no organismo ajudando na constipação e na saúde intestinal reduzindo os níveis de colesterol controlando os níveis de açúcar no sangue e ajudando a perder peso A celulose em pó usada em alimentos tem sabor cor e con taminação microbiana insignificantes e pode ser adicionada ao pão para fornecer volume não calórico Polissacarídeos Amilose Amilopectina Amido Glicogênio Celulose Descrição da Imagem a figura é com posta por quatro ilustrações de estrutu ras de polissacarídeos A imagem superior esquerda mostra pequenas bolas azuis ligadas linearmente por um fio marrom que dá três voltas formando uma espécie de hélice em cada volta A imagem supe rior direita mostra pequenas bolas azuis ligadas por um fio marrom que não segue uma única linha e sim várias linhas que se conectam A imagem inferior esquerda mostra pequenas bolas amarelas ligadas por um fio marrom que não segue uma única linha e sim várias linhas que se co nectam sendo formada por mais linhas que na imagem superior esquerda A imagem inferior direita mostra pequenas bolas vermelhas ligadas linearmente por um fio marrom dando origem a várias camadas de bolas vermelhas conectadas Figura 8 Comparação das estruturas da amilose amilopectina glicogênio e celulose Agora você entende porque a Dglicose ocupa uma posição especial na química dos vegetais e animais Ela não é apenas a aldoexose mais estável mas a sua estereoquímica especial permite também que ela forme estruturas helicoidais quando UNIDADE 4 89 unidas em α como no amido e estruturas lineares quando uni das em β como na celulose A viscosidade de uma solução de polímero é função do ta manho e da forma de suas moléculas e das conformações que elas adotam no solvente Os polissacarídeos lineares produzem soluções altamente viscosas mesmo em baixas concentrações A viscosidade depende tanto do peso molecular quanto da ex tensão e rigidez ou seja da forma e flexibilidade da cadeia polimérica solvatada Em ciência alimentar um material viscoso é aquele que é espesso cobre a boca e é difícil de engolir Compostos altamente ramificados irão colidir com menos frequência e produzirão uma viscosidade muito menor do que os compostos lineares do mesmo peso molecular Isso também implica que as moléculas de polissacarídeos altamente ramifi cados devem ser significativamente maiores do que moléculas de polissacarídeo linear para produzir a mesma viscosidade na mesma concentração As moléculas lineares podem continuar se ligando até atingir um tamanho em que as forças gravitacionais causam precipi tação Por exemplo a amilose amido quando dissolvido em água com auxílio de calor seguido do resfriamento da solução sofre agregação molecular e precipita Durante o resfriamento do pão e de outros produtos assados as moléculas de amilose se associam para produzir um endurecimento O organismo digere e absorve os diferentes tipos de carboi dratos em velocidades diferentes com isso para avaliar os efeitos dos carboidratos nos níveis de glicose sanguínea foi criado um mecanismo chamado índice glicêmico Ele permite que seja elaborado um plano nutricional apropriado para o indivíduo em relação a suplementação de carboidratos pois se sabe que o índice glicêmico de um carboidrato é proporcional ao aumento da glicemia no sangue Se você pratica atividade física já deve ter ouvido falar que a ingestão de carboidratos antes dos exercícios aumenta as re servas de glicogênio tanto muscular quanto hepático Enquanto a ingestão de carboidratos durante o exercício físico ajuda na manutenção da glicemia sanguínea UNICESUMAR 90 Quando o corpo recebe as quantidades ideais de carboidra tos ele não precisa utilizar energia de outras fontes para manter o funcionamento de todos os órgãos e tecidos Assim as pro teínas ingeridas ficam livres para exercer sua função de reparar os músculos que sofreram microlesões durante as atividades físicas No entanto em excesso os carboidratos podem gerar o acúmulo de gordura corporal Durante a ingestão de alguns tipos de carboidratos o corpo não precisa trabalhar muito para conseguir digerilo e com isso os níveis de insulina se elevam rapidamente formando os chamados picos de insulina Esses carboidratos possuem uma estrutura molecular pequena como os monossacarídeos e os dissacarídeos Exemplos desse tipo de carboidrato mel frutas açúcar refinado e massas em geral Contudo alguns carboidratos os polissacarídeos quando ingeridos mantém os níveis de insulina estáveis todo o tempo ou seja são absorvidos de forma lenta pelo corpo e precisam de mais tempo para serem quebrados em partes menores Exemplo de carboidratos complexos batatadoce mandioca e arroz e massas em geral integrais Alimentos com esses carboidratos complexos são os mais indicados para diabéticos pessoas que buscam o emagreci mento pessoas que praticam atividades físicas importante no prétreino para gerar energia e pessoas que precisam melhorar os níveis de colesterol pois geram maior sensação de saciedade A falta de carboidratos pode gerar falta de energia fadiga e mau hálito e ainda afetar o fígado Quando há falta de glicose por exemplo o nosso organismo produz corpos cetônicos que podem causar dores de cabeça insônia alteração de humor tremores e até desmaios Contudo quando ingerimos carboi dratos em excesso eles podem gerar um ganho de peso além do aumento dos níveis de triglicerídeos no sangue e do risco de desenvolver diabetes Quando pensando em processamento de alimentos muitas vezes é preferível utilizar um amido com melhores característi cas comportamentais do que as fornecidas por amidos nativos Isso porque os amidos nativos produzem pastas particular mente frágeis coesivas e com consistência de borracha quando cozidas e géis indesejáveis quando as pastas são resfriadas UNIDADE 4 91 Portanto reticulação pode ser definida como a introdução de ligações intra e intermoleculares na molécula de amido em locais aleatórios As propriedades dos amidos podem ser melhoradas por modificação que são realizadas com o objetivo de obter pastas que possam resistir às condições de calor cisalhamento adição de ácidos e para introduzir funcionalidades específicas Os tipos de modificações que são mais frequentemente feitas às vezes isoladamente mas frequentemente em combinações são reticulação de cadeias de polímero derivatização sem reti culação despolimerização e prégelatinização Essas modificações podem trazer algumas melhorias como a redução na energia necessária para cozinhar melhor gela tinização e colagem modificação das características de co zimento aumento da solubilidade aumento ou diminuição da viscosidade da pasta aumento da estabilidade de conge lamentodescongelamento das pastas aumento da clareza da pasta aumento do brilho da pasta inibição da formação do gel aumento da formação do gel e da força do gel melhoria da interação com outras substâncias melhoria nas propriedades de estabilização melhoria da estabilidade ao ácido calor e cisalhamento entre outras Pequenos níveis de derivatização alteram drasticamente as propriedades dos amidos e estendem muito sua utilidade Essa modificação é frequentemente chamada de estabilização e os produtos são chamados de amidos estabilizados A maior parte do amido alimentar modificado é reticulado onde normalmente é realizada uma reação entre o amido e algum reagente multifuncional capaz de se ligar aos grupos hidroxila nas moléculas de amido UNICESUMAR 92 As pastas cozidas de amidos reticulados são mais viscosas de corpo mais pesado de textura mais curta e menos propensas a quebrar durante o cozimento prolongado ou durante a exposição a pH baixo e ou agitação intensa do que as pastas de amidos nativos a partir dos quais são preparados Amidos reticulados e estabilizados são usados em alimentos enlatados congelados assados e secos Eles também permitem que tortas de frutas congeladas e molhos permaneçam estáveis sob armaze namento de longo prazo Algumas características conferidas ao produto alimentar pela utilização de amidos modificados incluem sensação na boca textura brilho e estabilidade As moléculas de amido como todas as outras moléculas de polissacarídeo são despolimerizadas por ácidos quentes Comercialmente o ácido clorídrico é pulverizado sobre o amido bem misturado ou o amido úmido agitado é tratado com ácido clorídrico gasoso a mistura é então aquecida até ser obtido o grau de despolimerização desejado O ácido é neutralizado e o produto é recuperado lavado e seco Os amidos modificados com ácido formam géis com maior clareza e maior resistência contudo conferem menos viscosidade a solução Modificações mais extensas com ácido produzem dextrinas As dextrinas de baixa viscosidade podem ser usadas em altas concentrações no processamento de alimentos Elas têm propriedades adesivas e de formação de filme A hidrólise das dispersões de amido com um ácido ou uma enzima produz as primeiras malto dextrinas As maltodextrinas são brandas sem doçura e excelentes para contribuir com corpo ou volume em alimento A hidrólise contínua do amido produz uma mistura de Dglicose maltose e outros maltooligossacarídeos Os polissacarídeos também estão sujeitos à hidrólise catalisada por enzimas A taxa e os produtos finais desse processo são controlados pela especificidade da enzima pH tempo e temperatura UNIDADE 4 93 A αamilase é uma enzima que cliva tanto moléculas de amilose quanto moléculas de amilopec tina produzindo oligossacarídeos Os oligossacarídeos maiores podem ser ramificados por meio de ligações 16 uma vez que a αamilase atua apenas nas ligações 14 do amido A βamilase libera o dissacarídeo maltose sequencialmente a partir das extremidades não redutoras da amilose e da amilopectina CAMPBELL FARRELL 2007 Tanto os amidos quimicamente modificados quanto os não modificados podem ser usados para fazer amidos prégelatinizados que podem ser usados sem cozinhar Muitos são usados em misturas secas como misturas instantâneas para pudim eles se dispersam facilmente com agitação de alto cisalhamento ou quando misturados com açúcar ou outros ingredientes secos Os sacarídeos superiores podem ser digeríveis parcialmente digeríveis ou não digeríveis Quando ocorre a hidrólise digestiva em monossacarídeos os produtos da digestão são absorvidos e cataboli zados Os polissacarídeos de amido são os únicos que podem ser hidrolisados por enzimas digestivas humanas Eles é claro fornecem Dglicose que é absorvida pelo intestino delgado para fornecer a principal energia metabólica dos humanos Os carboidratos não digeridos em monossacarídeos por enzimas humanas no intestino delgado todos os outros exceto sacarose lactose e aqueles relacionados ao amido podem ser metabo lizados por microrganismos no intestino grosso produzindo substâncias que são absorvidas e catabolizadas para obter energia Portanto os carboidratos podem ser calóricos parcialmente calóricos ou essencialmente não calórico Eles podem ser solúveis ou insolúveis e podem produzir viscosidades altas ou baixas Os carboidratos vegetais de ocorrência natural não são tóxicos O interesse por materiais biodegradáveis em substituição aos materiais plásticos tem aumentado significativamente nos últimos anos em virtude do descarte incontrolável de materiais derivados do petróleo O amido polissacarídeo biodegradável atóxico e renovável é um dos biopolímeros mais estudados para a elaboração de biofilmes O amido é encontrado em grãos de cereais como arroz milho trigo centeio e cevada e em tubér culos ou raízes de batata mandioca batata doce entre outros Os teores de amilose da amilopectina variam em função da fonte botânica do amido Devido as propriedades físicas químicas e funcionais da amilose o amido pode ser utilizado na produção de filmes Como vimos acima as moléculas de amilose tendem a se orientar paralelamente devido a sua linearidade aproximandose o suficiente para que se formem ligações de hidrogênio entre hidroxilas de polímeros adjacentes A estrutura granular semicristalina do amido precisa ser destruída para dar origem a uma matriz polimérica homogênea e amorfa só assim podese obter um material termoplástico Para destruir essa estrutura do amido podese utilizar a fusão ou a gelatinização UNICESUMAR 94 Na gelatinização ocorre a transformação irreversível do amido granular em uma pasta viscolelástica Isso acontece em excesso de água ou na presença de um agente plastificante Já na fusão pequenas quan tidades de água são usadas no aquecimento do amido provocando o rompimento dos seus grânulos Embora tenham um custo mais elevado comparado com as embalagens tradicionais os filmes de amido garantem segurança ambiental o que vem sendo preferível mesmo que o preço seja um pouco mais alto Filmes biodegradáveis de amido de mandioca mostraram boa qualidade sensorial baixa contaminação microbiológica e vida útil adequada para a selagem de alface americana por exemplo Outro exemplo de polissacarídeo muito utilizado na produção de filmes biodegradáveis é a quito sana Figura 9 Esse polissacarídeo é o segundo mais abundante na natureza ficando atrás apenas da celulose Geralmente é encontrada no exoesqueleto de insetos e crustáceos Descrição da Imagem a imagem mostra três estruturas de carbono na conformação cadeira que possuem um oxigênio no lugar de um dos átomos de carbono da cadeia A primeira estrutura está ligada a segunda estrutura que está ligada a terceira por um átomo de oxigênio Na primeira e na última estrutura observase que em dois dos seis carbonos da cadeia estão ligados grupos OH em um carbono está ligado o grupo NH2 e em outro carbono está ligado o grupo CH2OH A estrutura do meio possui os grupos OH NH2 e CH2OH ligados em carbonos distintos sendo que essa estrutura está entre colchetes e embaixo do colchete tem a letra n Na parte superior da imagem está escrito Quitosana Figura 9 Estrutura química da quitosana Quitosana A quitosana é considerada um polímero não tóxico biodegradável biocompatível com potencial an timicrobiano e antioxidante sendo muito utilizada na indústria alimentícia e farmacêutica Devido a sua estrutura ela pode ser usada também na produção de nanocápsulas microcápsula ou hidrogeis Por possuir atividade antimicrobiana contra vários microrganismos patógenos e deteriorantes quando utilizada em embalagens ela pode impedir que os microrganismos se desenvolvam ou seja aumentam a vida útil dos alimentos além de manter as suas características sensoriais e nutricionais UNIDADE 4 95 Falando nisso você sabia que existem outros grãos que podem ser empregados no processo de fabricação de cervejas além da cevada E que os carboidratos têm um papel fundamental nesse processo Para falar mais sobre esse assunto irei entrevistar Diogo Henrique Hendges Doutor em Ciências com habilitação em Biotecnologia Industrial pela Universidade de São Paulo USP Escola de Engenharia de Lorena EEL onde estudou a produção de cervejas utilizando adjuntos não conven cionais Acesse o QR Code para ouvir o podcast Na fabricação da cerveja um dos objetivos é transfor mar o amido seja do malte ou de algum adjunto adi cionado em açúcares fermentescíveis especialmen te a maltose Posteriormente esses açúcares serão convertidos a álcool e gás carbônico pelas leveduras O grão de milho possui aproximadamente 71 de amido em sua composição A indústria cervejeira comumente utiliza milho como adjunto na sua produção Nesses casos o milho é hidrolisado pelas enzimas do malte α e β amilases em açúcares fermentescíveis UNICESUMAR 96 Caroa alunoo depois de todas essas definições sobre carboidratos você deve estar se perguntando como eles são apresentados nas tabelas nutricionais certo A presença e a quantidade de carboidratos são informações obrigatórias nos rótulos dos alimen tos Deve ser mostrado o valor total de carboidratos e eles não devem ser separados de acordo com a classificação polissacarídeos dissacarídeos e monossacarídeos As fibras alimentares são um tipo de carboidrato presentes em muitos alimentos de origem vegetal como frutas e hortaliças pães integrais e outros É um material comestível que não é hidrolisado pelas enzimas endógenas do trato digestivo humano ou seja elas são utilizadas pelo organismo de um modo diferente por isso sua quantidade é informada separada dos demais carboidratos nos rótulos A quantidade de açúcares polióis amido e outros carboidratos pode ser indicada como porcentagem do total de carboidratos Os fabricantes podem declarar que o produto contém zero ou não contém quantidades de carboidrato se ele contiver um valor menor ou igual a 05 g por porção Outra informação importante é que a quantidade de carboidratos presente nos alimentos também é utilizada para o cálculo do valor energético do produto Nesta Unidade entendemos que os carboidratos possuem muitas estruturas moleculares tamanhos e formas diferentes e por isso exibem uma variedade de propriedades químicas e físicas Sendo assim estudamos como os carboidratos são classificados e como fazem parte do nosso cotidiano desempe nhando as mais diversas funções Além disso vimos que a projeção de Fischer é considerada a maneira mais eficiente de representar a estrutura de um carboidrato e destacamos alguns dos principais car boidratos e suas funções como amilose amilopectina celulose e glicogênio Vimos que o amido pode ser modificado e que isso implica em uma série de benéficos para a indústria de alimentos É muito importante que você tenha em mente os conceitos estudados nessa unidade caso decida trabalhar com o desenvolvimento de novos produtos ou mesmo na determinação de carboidratos em um laboratório de alimentos visto que saber a composição dos açúcares é um indicador das características do produto que será distribuído ao mercado e ajuda a detectar fraudes 97 Vamos verificar agora quais são os principais itens que discutimos nesta unidade Como sugestão proponho que você complete o mapa mental abaixo tendo em mente os principais conceitos tra balhados Para te ajudar eu completei algumas caixas e deixei outras vazias Agora é com você CARBOIDRATOS Dissacarídeos Polissacarídeos Carboidratos que elevam rapidamente os níveis de insulina Mecanismos para avaliar os efeitos dos carboidratos nos níveis de glicose sanguínea Principais funções Unidades mais simples Possuem um grande número de moléculas monossacarídeos Principais tipos de modifcação do amido Cadeias lineares Menor viscosidade 98 1 Com relação aos carboidratos indique se as afirmativas são verdadeiras ou falsas Os exemplos mais simples de carboidratos são os monossacarídeos Sendo que os monos sacarídeos mais simples contêm três átomos de carbono o gliceraldeído e a dihidroxicetona Os dissacarídeos são carboidratos que quando hidrolisam produzem moléculas de polissa carídeos Um exemplo muito comum de dissacarídeo é a sacarose Uma maneira eficiente de representar a estrutura de um carboidrato é utilizando a pro jeção de Fischer Cada anômero da glicose é designado como um anômero α ou como um anômero β depen dendo da localização do grupo OH em C1 Dois polissacarídeos muito importantes são maltose e sacarose Agora assinale a alternativa que apresenta a ordem correta das respostas a F V F F F b F V V F V c F V F F V d V F V V F e V F V F F 2 Por que a determinação de carboidratos é extremamente importante na indústria de alimen tos E como eles são apresentados nos rótulos dos alimentos 3 Com relação aos polissacarídeos assinale a alternativa correta a O amido é a principal reserva alimentar dos animais Quando aquecido em água o amido pode fornecer amilose e glicogênio b A amilose é um polímero ramificado da glicose unidas por ligações α 14 c A amilopectina apresenta cadeia ramificada com ligações α 14 e com ligações α 16 nos pontos de ramificação d O glicogênio é um polímero que funciona como uma reserva de carboidratos para os vegetais e tem estrutura semelhante à da amilopectina e A celulose serve como material estrutural dos vegetais É um homopolissacarídeo linear de Dglicose unidos por ligações glicosídicas α 16 4 O glicogênio é altamente ramificado Que vantagens caso haja alguma isso representa para um animal 5 Nesta unidade falaremos sobre as principais funções das proteínas no nosso organismo e suas aplicações nas indústrias de alimentos Entenderemos como elas são formadas suas principais estruturas e características Além disso veremos são responsáveis por mo dificações simples que ocorrem nos alimentos do nosso dia a dia Proteínas Dra Ana Paula Klein Hendges UNICESUMAR 100 Você já se perguntou de onde vem aquela cor que a carne adquiri depois de assada Ou por que o pão entra no forno de uma cor e sai com outra O que acontece com o ovo durante o cozimento Ou ainda o que faz o leite ficar firme e se transformar em queijo e iogurte Acredito que você já tenha se deparado com todas ou com pelo menos alguma dessas situações que eu mencionei acima estou certa O que acontece é que muitas vezes não paramos para pensar na ciência por trás de acontecimentos básicos da nossa rotina afinal eles dificilmente chamam a nossa atenção Bom eu preciso te contar caso você ainda não saiba que todas as situações mencionadas são resultado da ação de um grupo de moléculas químicas chamadas de proteínas Você sabe onde podemos encontrar pro teínas no nosso cotidiano Será que elas são importantes na indústria de alimentos E que funções desempenham no nosso organismo As proteínas são extremamente importantes na nutrição porque fornecem aminoácidos essenciais ao organismo As proteínas de origem animal e vegetal estão sendo cada vez mais utilizadas como in gredientes em muitos alimentos formulados O colágeno por exemplo é uma excelente ferramenta tec nológica É a proteína mais abundante dos organismos animais representando cerca de 30 do total de proteínas presentes no corpo humano Tem sido empregado em produtos como salsichas e mortadelas com o objetivo de reduzir custos pela substituição de carnes FOOD INGREDIENTS BRASIL 2014 O mercado de produtos com alto teor de proteína já é uma realidade no Brasil e no mundo e as empresas têm investido cada vez mais em pesquisas para apresentar ao mercado proteínas que pro porcionem melhores funcionalidades técnicas para cada produto específico Esse grupo de moléculas é muito importante no nosso dia a dia e está presente em muitas situações Que tal um experimento rápido para que você possa visualizar a presença das proteínas aí na sua casa Topa Bom para esse experimento você vai precisar de dois potes de sobremesa ou qualquer outro reci piente pequeno um ovo usaremos somente a clara e álcool Divida a clara do ovo em porções iguais entre os dois potes e adicione um pouco de álcool em apenas um dos potes Aguarde alguns instantes UNIDADE 5 101 O que acontece com a clara do ovo em contato com o álcool Utilize o seu Diário de Bordo para fazer as devidas anotações e lembrese de comparar com a clara de ovo que deixamos no outro pote sem adicionar o álcool Compare o que acontece com a cor e a textura da clara O que você observa nesse experimento é a precipitação de uma proteína presente no ovo a albu mina O mesmo pode ser observado quando você frita ou cozinha o ovo embora o meio utilizado para a precipitação seja diferente O que achou do experimento Agora eu te convido a conhecer um pouco mais sobre esse universo das proteínas para que possamos entender os exemplos citados no início desse material As proteínas são fundamentais para qualquer ser vivo sem elas não existiríamos Toda manifestação genética é dada por meio de proteínas assim como a grande parte dos processos orgânicos são mediados por elas A síntese de proteínas ocorre nos ribossomos e após a síntese alguns constituintes dos aminoácidos são modificados por enzimas citoplasmáticas As proteínas que não são modificadas enzimaticamente nas células são chamadas de homoproteínas e aquelas que são modificadas ou complexadas com com ponentes não proteicos são chamadas de proteínas conjugadas ou heteroproteínas Os componentes não proteicos são frequentemente chamados de grupos protéticos Exemplos de proteínas conjugadas incluem nucleoproteínas ribossomos glicoproteínas ovalbu mina kcaseína fosfoproteínas caseínas a e b quinases fosforilase lipoproteínas proteínas da gema de ovo várias proteínas do plasma e metaloproteínas hemoglobina mioglobina e várias enzimas As proteínas também podem ser classificadas de acordo com sua organização estrutural bruta em proteínas globulares e proteínas fibrosas Assim as proteínas que existem em formas esféricas ou elipsoidais resultantes do dobramento das cadeias polipeptídicas sobre si mesma são chamadas de globulares Figura 1 UNICESUMAR 102 Figura 1 proteínas globulares Por outro lado as proteínas fibrosas Figura 2 são moléculas em forma de bastonete contendo cadeias polipeptídicas lineares torcidas por exemplo tropomiosina colágeno queratina e elastina As proteínas fibrosas também podem ser formadas como resultado da agregação linear de pequenas proteínas glo bulares como a actina e a fibrina A maioria das enzimas são proteínas globulares e proteínas fibrosas funcionam como proteínas estruturais Figura 2 Proteínas fibrosas Descrição da Imagem a imagem é uma ilustração que apresenta centenas de pequenas estruturas esferoides empacotadas de for ma densa de maneira que a estrutura final se assemelha a um globo As estruturas esferoides são cinzas roxas e vermelhas e estão interligadas por meio de uma estrutura na cor cinza escuro Descrição da Imagem a imagem ilustrada mostra várias estruturas esferoides empacotadas de forma densa de maneira que a es trutura final se assemelha a uma corda torcida As estruturas esferoides são brancas roxas e vermelhas e estão interligadas por meio de uma estrutura na cor cinza escuro UNIDADE 5 103 As proteínas desempenham várias funções nos organismos vivos O Quadro 1 a seguir resume algu mas dessas funções Quadro 1 Principais funções das proteínas no organismo Fonte adaptada de Fennema 1996 São proteínas que participam dos tecidos dandolhes rigidez consistência e elasticidade Como exemplo podemos citar o colágeno constituínte das cartilagens e a queratina principal proteína do cabelo Exercem alguma função específca sobre algum órgão ou estrutura de um organismo como por exemplo a insulina embora tecnicamente a insulina seja considerada apenas um polipeptídeo devido a seu pequeno tamanho Os anticorpos são proteínas que realizam a defesa do organis mo especializados no reconhecimento e neutralização de vírus bactérias e outras substâncias estranhas Obtenção de energia a partir dos aminoácidos que compõem as proteínas Enzimas são proteínas capazes de catalisar reações bioquími cas como por exemplo as lipases O transporte de gases principalmente do oxigênio e um pouco do gás carbônico é realizado por proteínas como a hemoglobina e hemocianina ESTRUTURAL DEFESA ENZIMÁTICA HORMONAL ENERGÉTICA CONDUTORAS DE GASES UNICESUMAR 104 Proteínas são cadeias longas de aminoácidos unidas por ligações peptídicas com um grupo amina carregado positivamente em uma extremidade e um grupo carboxila carregado negativamente na outra extremidade SOLOMOS FRYHLE 2009 A sequência de aminoácidos é de importância crucial ela determina exatamente como a proteína se dobrará em uma conformação tridimensional para executar sua exata função bioquímica Entre todos os aminoácidos possíveis apenas 20 são normalmente encontrados em proteínas Os aminoácidos possuem um grupo amina e um grupo carboxila ambos ligados no carbono próximo ao grupo carboxila carbono α Figura 3 Grupo Amino Cadeia Lateral Grupo Carboxila Figura 3 Estrutura geral dos aminoácidos O carbono α também é ligado a um grupo de cadeia lateral representado pela letra R Esse grupo de termina a identidade do aminoácido específico As propriedades físicoquímicas como carga líquida solubilidade reatividade química e potencial de ligação de hidrogênio dos aminoácidos dependem da natureza química do grupo R Todas as proteínas são essencialmente constituídas pelos mesmos 20 aminoácidos primários no entanto algumas proteínas podem não conter um ou alguns dos 20 aminoácidos As diferenças na es trutura e função das várias proteínas surgem da sequência na qual os aminoácidos estão ligados entre si Literalmente bilhões de proteínas com propriedades únicas podem ser sintetizadas alterando a sequência de aminoácidos o tipo e a proporção dos aminoácidos e o comprimento da cadeia dos polipeptídeos Descrição da Imagem a imagem ilustrativa mostra uma molécula química que contém um grupo amino NH2 na extremidade esquerda ilustrado com um círculo azul que possui um N ao centro ligado por um traço a dois círculos que possuem um H em cada centro sendo que abaixo desse grupo está escrito grupo amino No centro observase um grupo CHR cujo R em um quadrado abaulado verde representa uma cadeia lateral que possui um círculo preto com um C ao centro e é interligado por um círculo cinza com um H ao centro abaixo desse grupo está escrito cadeia lateral Na extremidade direita observase um grupo carboxila COOH que é composto por um círculo preto com um C ao centro e é interligado por dois traços em um círculo vermelho com um O ao centro e interligado por um traço em outro círculo vermelho com um O ao centro ligado por um círculo vermelho com um H Abaixo desse grupo está escrito grupo carboxila UNIDADE 5 105 Por possuírem um grupo carboxílico ácido e o grupo amina base os aminoácidos são consi derados anfólitos Sendo assim em pH neutro tanto o grupo amina como o grupo carboxílico são ionizados portanto tratase de uma molécula dipolar ou zwitterion Em todos os aminoácidos que ocorrem normalmente com exceção da glicina o carbono α tem quatro grupos diferentes ligados a ele originando duas formas de imagem especulares que não podem ser sobrepostas ou seja são estereoisômeros Essas duas formas são as bases da classificação de aminoácidos em formas D e L Assim os dois estereisômeros de cada aminoácido são designados como L e Daminoácidos As letras L e D vêm do latim e significam esquerda laevus e direita dexter respectivamente Em um aminoácido a posição do grupo amina no lado esquerdo ou no lado direito do carbono α determina a designação L ou D SOLOMOS FRYHLE 2009 É importante destacar que os aminoá cidos que ocorrem em proteínas são todos da forma L Figura 4 L alanina D alanina Figura 4 Isômeros D e L da alanina Descrição da Imagem na esquerda observase uma estrutura com quatro grupos químicos diferentes ligados por um mesmo ponto central Em cima ligado por uma linha fina está o grupo COOH a esquerda ligado por uma linha fina está o grupo CH3 abaixo ligado por uma linha cônica está o grupo NH2 e a direita ligado por uma linha cônica tracejada está o H Embaixo dessa estrutura está escrito Lalanina e atrás da estrutura no plano de fundo tem a imagem da mão esquerda visto a palma da mão voltada para o observador tendo o dedo polegar projetado para a esquerda da imagem Na direita observase a mesma estrutura que foi descrita na esquerda refletida em uma caixa de cor azul vista na diagonal Em cima ligado por uma linha fina está o grupo COOH a direita ligada por uma linha fina está o grupo CH3 abaixo ligado por uma linha cônica está o grupo NH2 e a esquerda ligado por uma linha cônica tracejada está o H Embaixo dessa estrutura está escrito Dalanina e atrás da estrutura no plano de fundo tem a imagem da mão direita visto a palma da mão voltada para o observador tendo o dedo polegar projetado para a direita da imagem UNICESUMAR 106 Os aminoácidos podem ser classificados de acordo com a natureza polar ou apolar da cadeia lateral dependo da presença de um grupo funcional ácido ou básico na cadeia lateral e da natureza de tais grupos É comum nos referirmos aos aminoácidos pelas abreviações de três ou de uma letra de seus nomes Quadro 2 Aminoácido Abreviação de três letras Abreviação de uma letra Ácido aspártico Asp D Ácido glutâmico Glu E Alanina Ala A Arginina Arg R Asparagina Asn N Cisteína Cys C Fenilalanina Phe F Glicina Gly G Glutamina Gln Q Histidina His H Isoleucina Ile I Leucina Leu L Lisina Lys K Metionina Met M Prolina Pro P Serina Ser S Tirosina Tyr Y Treonina Thr T Triptofano Trp W Valina Val V Quadro 2 Nomes e abreviações dos aminoácidos comuns Fonte Campbell e Farrell 2007 Os aminoácidos podem ser essenciais ou naturais Os que não são produzidos pelo organismo e precisam ser ingeridos na dieta são chamados de essenciais isoleucina leucina lisina metionina fenilalanina treonina triptofano valina histidina enquanto os aminoácidos que são produzidos pelo organismo são chamados de naturais ou não essenciais alanina asparagina aspartato cisteína glutamato glutamina glicina prolina serina tirosina Em uma proteína muitos aminoácidos são unidos por ligações peptídicas para formar uma cadeia polipeptídica Essa união ocorre pela condensação do grupo amino de uma molécula com o grupo UNIDADE 5 107 carboxila da outra molécula e libera uma molécula de água MORAN et al 2013 Para entender melhor como ocorre a ligação peptídica observe a Figura 5 Ligação peptídica Cadeia lateral Cadeia lateral Cadeia lateral Grupo carboxila Cadeia lateral Grupo amino Ligação peptídica Figura 5 Ligação Peptídica Observe que o grupo αcarboxila de um aminoácido e o grupo αamina do seguinte se unem libe rando uma molécula de água e resíduos de aminoácidos ligados Essa ligação formada é chamada de ligação peptídica Quando um pequeno grupo de aminoácidos se unem formam os compostos chamados de pep tídeos Já quando ocorre a união de vários aminoácidos normalmente mais de cem formamse as proteínas Figura 6 Descrição da Imagem e um grupo carboxila COOH em vermelho Na primeira molécula abaixo de R está escrito cadeia lateral e abaixo de COOH está escrito grupo carboxila Na segunda molécula abaixo de NH2 está escrito grupo amino e abaixo de R está escrito cadeia lateral Essas duas moléculas estão separadas por um sinal que indicada uma soma e estão na parte superior da imagem Em baixo dessas moléculas há uma seta azul indicativa para uma terceira estrutura que representa a união das duas moléculas iniciais Essa terceira molécula contém os grupos NH2CHRCO da primeira molécula ligados aos grupos NHCHRCOOH da segunda molécula Essa ligação ocorre entre os grupos COOH da primeira molécula e o grupo NH2 da segunda molécula Nessa terceira molécula abaixo de R está escrito cadeia lateral e abaixo de CONH está escrito ligação peptídica Abaixo da terceira molécula observase um sinal que indica uma soma e na sequencia uma molécula formada pelos grupos HOH UNICESUMAR 108 AMINOÁCIDOS PEPTÍDEO PROTEÍNA Figura 6 Diferença no tamanho das cadeias de peptídeos e das proteínas Você parou para pensar quantas conformações são possíveis para uma molécula tão grande quanto uma proteína Bom já posso te afirmar que são várias As unidades de repetição dos aminoácidos são planos de amida que podem girar em torno de seus átomos de carbono criando as conformações tridimensionais das proteínas Contudo dessas diversas estruturas poucas têm atividade biológica as chamadas conformações nativas Devido a sua complexidade as proteínas são definidas em quatro níveis de estrutura primária secundária terciária e quaternária Figura 7 Descrição da Imagem a imagem ilustrativa mostra no lado esquerdo 8 bolas nas cores verde musgo azul claro marrom vermelho verde claro azul turquesa preto e roxa As bolas estão soltas e abaixo delas está escrito aminoácidos Na sequência uma seta preta aponta para a direita no sentindo de outras bolas coloridas na mesma cor das descritas anteriormente sendo que essas estão unidas por uma linha levemente ondulada no sentido vertical e abaixo está escrito peptídeo Seguindo uma outra seta apontando para o lado direito no sentido de várias bolas coloridas unidas por uma linha em forma de espiral e abaixo está escrito proteína Essas últimas bolas são da mesma cor das descritas anteriormente mas neste caso observase duas ou três bolas de cada cor Um peptídeo de importância comercial considerável é o Aspartame Esse composto é cerca de 200 vezes mais doce que o açúcar e é utilizado como um substituto do açúcar sob a marca registrada de NutraSweet Muitas pessoas desejam reduzir o consumo de açúcar para combater a obesidade e uma das formas mais comuns de fazêlo é ingerir bebidas dietéticas A indústria de refrigerantes é um dos maiores mercados para o Aspartame O uso desse adoçante foi aprovado pela Food and Drugs Administration nos Estados Unidos em 1981 após extensivos testes embora ainda haja uma certa controvérsia sobre sua segurança UNIDADE 5 109 Estrutura da proteína Estrutura primária Estrutura secundária Estrutura terciária Estrutura quaternária Aminoácidos αHélice Cadeias de polipeptídios Complexo de molécula de proteína Figura 7 Estrutura da proteína primária secundária terciária e quaternária A estrutura primaria é a primeira etapa unidimensional na especificidade da estrutura tridimensional de uma proteína É a ordem na qual os aminoácidos são ligados covalentemente formando um arranjo linear semelhante a um colar de contas MELLO NICHELLE 2018 A estrutura secundária é o arranjo espacial dos átomos no esqueleto peptídico e ela tem interações repetitivas resultantes da ponte de hidrogênio entre a amida NH e os grupos carbonila do esqueleto peptídico MELLO NICHELLE 2018 Ocorre graças a possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos alfa dos aminoácidos e os seus grupos amina e carboxila O que vai determinar a estrutura secundária é a estrutura primária o tipo o número e a distribuição ao longo da cadeia Existem dois tipos de estruturas secundárias que ocorrem frequentemente nas proteínas as estruturas de αhélice e folha β pregueada em ambas as estruturas as características se repetem a intervalos regula res Na folha β pregueada por exemplo pode ocorrer uma formação bidimensional envolvendo uma ou mais cadeias polipeptídicas enquanto na αhélice envolve apenas uma cadeia polipeptídica As proteínas têm quantidades variáveis de estruturas em αhélice podendo ser uma baixa porcentagem a quase 100 Descrição da Imagem na parte superior da imagem está escrito estrutura da proteína A imagem mostra quatro estruturas diferentes A primeira consiste em cinco bolas nas cores vermelho amarelo azul verde musgo e vermelho unidas por uma linha levemente ondu lada e três bolas nas cores verde musgo amarelo e vermelho unidas por uma linha levemente ondulada acima está escrito estrutura primária e abaixo está escrito aminoácidos Em seguida uma seta cinza aponta para a direita no sentido da segunda estrutura que consiste em uma fita vertical no formato de uma espiral acima está escrito estrutura secundária e abaixo está escrito αhélice Uma segunda seta cinza aponta para a direita no sentido de uma terceira estrutura que consiste em uma linha azul grossa toda enrolada acima está escrito estrutura terciária e abaixo está escrito cadeia de polipeptídios Por fim uma terceira seta cinza aponta para a direita no sentido da quarta estrutura que é formada pela união de quatro estruturas iguais a terceira sendo duas delas azuis e duas verdes Ao lado e abaixo de uma estrutura de cor azul estão as estruturas de cor verde As duas estruturas de cor azul ficam na diagonal uma da outra Acima dessa quarta estrutura está escrito estrutura quaternária e abaixo está escrito complexo de molécula de proteína UNICESUMAR 110 Já a estrutura terciária inclui o arranjo tridimensional de todos os átomos na molécula MORAN et al 2013 Essa estrutura engloba as conformações das cadeias laterais e as posições de qualquer grupo prostético Um aspecto importante da estrutura terciária que não é especificado pela estrutura secundária é a disposição dos átomos das cadeias laterais Nesse tipo de estrutura predominam ligações do tipo pontes de dissulfeto pontes de hidrogênio interações dipolodipolo e de Van der Waals Figura 8 Cterminal Nterminal Estrutura hélice Estrutura folhapregueada Ponte de hidrogênio Ponte de dissulfeto Interação hidrofóbica Figura 8 Exemplo das ligações do tipo pontes de dissulfeto pontes de hidrogênio interações dipolodipolo e de Van der Waals em uma proteína Descrição da Imagem a imagem ilustrada mostra uma fita verde e azul que apresenta maior ou menor ondulação dependendo da posi ção No canto superior esquerdo está escrito Cterminal e logo abaixo disso observase um círculo vermelho com o símbolo COO escrito dentro na cor branca Na sequência projetandose em linha zigzag na vertical temse a fita nas cores verde e azul As cores da fita são vistas aleatoriamente devido ao formato e projeção Nas duas primeiras ondulações da fita observamse linhas tracejadas na vertical de cor vermelha A fita desse em zigzag até iniciar sua apresentação na horizontal indo da esquerda para a direita e voltando na mesma horizontal porém um pouco acima da primeira linha sendo que no entremeio existem linhas tracejadas na vertical na cor vermelha A fita segue seu percurso agora em forma de espiral em estrutura helicoidal contendo cinco voltas e entre essas voltas existem linhas tracejadas na vertical na cor vermelha Por fim a fita segue para sua finalização com duas voltas no estilo looping onde na primeira volta temos uma linha tracejada na horizontal na cor verde e na segunda volta temos duas linhas tracejadas sendo uma em amarelo e a outra em vermelho No final da fita no canto superior direito está escrito Nterminal e observase um círculo verde com o símbolo NH3 escrito no centro na cor branca Abaixo da fita observamse linhas tracejadas nas cores vermelha amarela e verde sendo que ao lado da linha vermelha está escrito pontes de hidrogênio ao lado da linha amarela está escrito pontes de dissulfeto e ao lado da linha verde está escrito interações hidrofóbicas UNIDADE 5 111 As interações entre as cadeias laterais desempenham um papel importante no dobramento proteico A conformação tridimensional de uma proteína por exemplo é o resultado da interação entre todas as forças estabilizadoras As técnicas mais comumente utilizadas para determinar a estrutura terciária de uma proteína são a cristalografia de raio X e a espectroscopia por ressonância magnética nuclear RMN Uma proteína pode consistir em múltiplas cadeias polipeptídicas chamadas de subunidades O arranjo de uma subunidade com relação às outras é a estrutura quaternária MORAN et al 2013 O número de cadeias pode variar de duas a mais de 12 e elas podem ser idênticas ou diferentes As mais comuns são dímeros trímeros e tetrâmeros Essas cadeias interagem entre si via atrações eletrostáticas pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas As interações não covalentes que mantêm a estrutura tridimensional de uma proteína são fracas e por isso podem ser rompidas facilmente O desdobramento de uma proteína é chamado desnaturação Figura 9 Uma desorganização ainda maior da estrutura terciária é causada pela redução de ligações dissulfeto Desnaturação Proteína normal Proteína desnaturada Figura 9 A desnaturação de uma proteína A conformação nativa pode ser recuperada quando as condições para a desnatu ração são removidas A desnaturação é um fenômeno no qual o estado nativo é transformado em uma estrutura final mal definida sob condições não fisiológicas utilizandose um agente desnaturante Esses agentes podem ser físicos temperatura pressão hidrostática cisalhamento e químicos pH solventes orgânicos aditivos de baixo peso molecular solutos orgânicos radiação UV detergentes enzimático Descrição da Imagem a imagem ilustrativa mostra duas fitas na cor roxa Da esquerda para a direita a primeira fita encontrase sobreposta formando algumas ondulações abaixo dela está escrito proteína normal e a sua frente está escrito desnaturação Na sequência observase uma seta na cor preta apontando para a direita no sentido da outra fita que se encontra levemente ondulada no sentido transversal abaixo dela está escrito proteína desnaturada UNICESUMAR 112 Com frequência a desnaturação tem conotações negativas pois indica perda de algumas proprie dades uma vez que algumas proteínas biologicamente ativas perdem sua atividade pós desnaturação Em alimentos a desnaturação costuma reduzir a solubilidade ou seja do ponto de vista da aplicação em alimentos a desnaturação nem sempre é desejável por outro lado a desnaturação térmica melhora a digestibilidade além de resultar em inativação de certas enzimas As proteínas podem ser desnaturadas por exemplo pelo calor o agente desnaturante mais usado no processamento e preservação de alimentos Quando a temperatura aumenta a energia das vibrações no interior da molécula se torna grande o suficiente para desfazer a estrutura terciária A composição de aminoácidos interfere na estabilidade térmica da proteína Pontes dissulfeto por exemplo tendem a estabilizar proteínas contra a desnaturação térmica além disso os aminoácidos hidrofóbicos especialmente Val Ile Leu e Phe são mais estáveis termicamente que os hidrofílicos A desnaturação térmica pode ser reversível em especial para proteínas monoméricas porque quando o desnaturante é removido do meio a maioria dessas proteínas se reorganiza para alcançar a conformação nativa Por exemplo quando muitas enzimas monoméricas são aquecidas acima de suas temperaturas de desnaturação ou mesmo brevemente mantidas a 100 C e então são imediatamente resfriadas à temperatura ambiente elas recuperam totalmente suas atividades No entanto a desnatu ração térmica pode se tornar irreversível quando a proteína é aquecida a 90100 C por um período prolongado mesmo em pH neutro Desnaturação induzida pela pressão pode ocorrer com a maioria das proteínas no intervalo de 1 a 12 Kbar Este tipo de desnaturação é altamente reversível a maioria das enzimas em soluções diluídas recupera sua atividade assim que a pressão diminui para a pressão atmosférica A desnaturação de proteínas induzida por pressão ocorre principalmente porque as proteínas são flexíveis e compressíveis Embora os resíduos de aminoácidos sejam densamente compactados no interior das proteínas globulares alguns espaços vazios invariavelmente existem e isso leva a com pressibilidade O mesmo não acontece com as proteínas fibrosas que não possuem espaços vazios Os géis induzidos por pressão são mais macios do que os géis induzidos termicamente A gelifica ção por pressão de clara de ovo ou solução de proteína de soja a 16 pode ser obtida pela aplicação de pressão hidrostática de 17 kbar por 30 min a 25 C Além disso a exposição do músculo bovino à pressão hidrostática de 13 kbar causa fragmentação parcial das miofibrilas o que pode ser útil como meio de amaciar a carne O processamento de pressão ao contrário do processamento térmico não prejudica os aminoácidos essenciais ou a cor e o sabor naturais nem causa o desenvolvimento de compostos tóxicos Assim o processamento de alimentos com alta pressão hidrostática pode ser vantajoso para certos produtos alimentícios contudo ainda apresenta custos elevados Agitação amassamento e batimento podem causar a desnaturação Neste tipo de desnaturação ocorre a incorporação de bolhas de ar e a adsorção de moléculas de proteína à interface arlíquido Quanto maior a taxa de cisalhamento maior o grau de desnaturação A extensão da mudança conformacional também depende da flexibilidade da proteína Proteínas altamente flexíveis desnaturam mais prontamente em uma interface arlíquido do que proteínas rígidas UNIDADE 5 113 Os resíduos não polares da proteína desnaturada orientamse para a fase gasosa e os resíduos polares orientamse para a fase aquosa Várias operações de processamento de alimentos envolvem alta pressão cisalhamento e alta tem peratura por exemplo extrusão mistura em alta velocidade e homogeneização Quando uma solução de proteína de soro de leite de 10 a 20 em pH específico e a temperatura de 80 a 120 C é submetida a uma taxa de cisalhamento de 7500 a 10000s ela forma partículas macro coloidais esféricas insolúveis de cerca de 1 mm de diâmetro que conferem um caráter organoléptico suave semelhante a uma emulsão Outra forma de proporcionar a desnaturação é em extremos de pH tanto altos quanto baixos devido à redução da estabilização das interações eletrostáticas A forte repulsão eletrostática intra molecular causada pela carga líquida em valores extremos de pH resulta em expansão e desdobra mento da molécula proteica O grau de desdobramento é maior em pH alcalino que em pH ácido Este desdobramento tem relação direta com a solubilidade proteica que tem relação com capacidade de solvatação por pontes de hidrogênio que por sua vez tem intima relação com pH e força iônica A desnaturação induzida pelo pH é geralmente reversível Os solventes orgânicos afetam a estabilidade das interações hidrofóbicas de proteínas ligações de hidrogênio e interações eletrostáticas de maneiras diferentes O efeito líquido de um solvente orgânico na estrutura da proteína geralmente depende da magnitude de seu efeito em várias interações polares e não polares Em baixa concentração alguns solventes orgânicos podem estabilizar várias enzimas contra a des naturação Em altas concentrações no entanto todos os solventes orgânicos causam desnaturação de proteínas devido ao seu efeito de solubilização nas cadeias laterais não polares Detergentes como dodecilsulfato de sódio são poderosos agentes desnaturantes de proteínas O mecanismo envolve a ligação preferencial do detergente à molécula de proteína desnaturada causan do uma mudança no equilíbrio entre os estados nativo e desnaturado Devido a esta forte ligação a desnaturação induzida pelo detergente é irreversível É comum pensarmos em proteínas associando esse grupo de moléculas aos alimentos de origem animal não é mesmo Mas você sabia que existe uma planta que apresenta conteúdo proteico tão elevado que lhe rendeu a denominação de carne dos pobres em muitas comunidades de baixa renda brasileiras Neste podcast vamos falar um pouco sobre Pereskia aculeata Miller popularmente conhecida como orapronóbis espécie amplamente utilizada para o consumo humano UNICESUMAR 114 A desnaturação de proteínas por hidrolise enzimática proteólise é muito utilizada pela indústria de alimentos na produção de queijos por exemplo A proteólise da caseína mostra claramente o efeito des naturante da quebra de uma ligação peptídica Neste processo a kcaseína hidrofílica é liberada e fica solúvel no soro e a kcaseína hidrofóbica juntamente com α e βcaseínas vão coagular e formar o queijo A proteína presente no leite bovino tem como função natural fornecer aos mamíferos aminoácidos essenciais necessários para o seu desenvolvimento Além disso determinam o rendimento na fabricação de queijos e outros produtos Do ponto de vista da indústria as caseínas são os componentes mais importantes do leite As pro priedades nutricionais sensoriais e de textura dos principais produtos lácteos como leite fluido queijo e iogurte derivam das propriedades das caseínas Bom nós acabamos de ver a extensa relação que as proteínas têm com a qualidade dos produtos lácteos dando destaque principalmente a caseína Mas será que a ação dessa classe de substâncias se limita apenas a esses produtos A verdade é que a ação das proteínas também beneficia os produtos de panificação Quer saber como Caroa alunoa você já se aventurou na produção de pães ou massas Se você já fez pão alguma vez deve estar habituadoa com a famosa viscoelasticidade da massa não é mesmo E você já se per guntou o que confere essa característica tão importante aos produtos de panificação Essa viscoelasticidade da massa é resultado da formação de um complexo entre duas proteínas do trigo a gliadina e a glutenina Além disso as interações das proteínas com o amido também provo carão aumento da viscoelasticidade As gliadinas apresentam cadeias simples pegajosas quando hidratadas e não são resistentes a exten são Já as gluteninas apresentam cadeias ramificadas elástica não coesa e resistente a extensão Tanto UNIDADE 5 115 a gliadina quanto a glutenina são insolúveis em água porém ao adicionar água e acrescentar a força mecânica da agitação estas proteínas hidratamse dando origem ao complexo gliadinaglutenina que confere viscoelasticidade a massa Figura 10 G li a d i n a p r o t e í n a g l o b u l a r G l u t e n i n a p r o t e í n a f b r o s a G li a d i n a G l u t e n i n a G l ú t e n O Glúten é uma proteína dos cereais Figura 10 Formação do glúten complexo gliadinaglutenina Muitas propriedades funcionais das proteínas solubilidade dispersabilidade umectabilidade expan são geleificação dependem das interações entre água e proteína Alguns fatores ambientais como pH força iônica temperatura tipo de sais e conformação proteica influenciam na capacidade das proteínas se ligarem à água O que mais influência na solubilidade das proteínas são as interações hidrofóbicas e iônicas As interações hidrofóbicas promovem interação proteínaproteína resultando em redução da solubilidade enquanto as interações proteínaágua resultam em aumento da solubilidade Descrição da Imagem a imagem é uma ilustração e mostra três círculos dois de tamanhos iguais na parte superior em tom de rosa claro separados por um sinal de mais e um maior na parte inferior na cor branca Dentro do primeiro círculo na parte superior à esquerda existem várias bolas em rosa escuro na lateral e acima desse círculo está escrito Gliadina proteína globular Dentro do segundo círculo existem linhas levemente onduladas vistas horizontalmente na lateral e acima desse círculo está escrito Glutenina proteína fibrosa Dentro do terceiro círculo visto abaixo e centralizado na parte inferior da imagem observase a mistura das bolas do primeiro círculo e das linhas onduladas do segundo círculo na parte superior está escrito GliadinaGlutenina Glúten e na parte inferior está escrito O Glúten é uma proteína dos cereais UNICESUMAR 116 O pH por exemplo tem relação com a capacidade de hidratação da proteína No ponto isoelétrico pH no qual uma molécula não tem carga líquida temse uma baixa hidratação já quando o pH é ácido temse uma alta hidratação e por fim quando o pH é básico temse uma altíssima hidratação Considerando a concentração de sais observase que em baixas concentrações os sais aumentam a capacidade de hidratação e em altas concentrações os sais reduzem a capacidade de hidratação porque a interação salágua passa a ser mais importante que salproteína Quando uma proteína está dissolvida em água a solubilidade é boa devido à formação de pontes de hidrogênio porém se um sal for adicionado no meio a solubilidade aumenta uma vez que ele se liga aos grupos carregados da proteína facilitando a interação soluçãoproteína Salting in Por outro lado se for adicionado uma alta quantidade de sal na água ele passa a interagir mais com a água que a proteína resultando em aumento da interação proteínaproteína salting out ou seja diminuindo a solubilidade Figura 11 Solubilidade Concentração de sal Salting in Salting out Figura 11 Influência da solubilidade da proteína em função da concentração de sal Fonte Adaptado de Fennema 1996 A temperatura também influencia na capacidade de hidratação ou seja altas temperaturas reduzem a capacidade de hidratação porque as pontes de hidrogênio diminuem assim como reduz a hidratação dos grupos iônicos As proteínas também apresentam propriedades interfaciais ou seja elas podem formar uma pe lícula super viscoelástica em uma interface a qual suporta choques mecânicos durante estocagem e manipulação Isso ocorre pois elas são moléculas anfifílicas que migram espontaneamente para uma interface seja ela óleoágua ou arágua As proteínas também podem ser classificadas basicamente em 4 grupos dependendo da sua ca pacidade de solubilização Descrição da Imagem a imagem apresenta o desenho de um gráfico onde observamse duas setas vermelhas uma na vertical e outra na horizontal que saem do mesmo ponto no lado esquerdo inferior da imagem Ao lado da seta que está na vertical está escrito Solubilidade na cor azul e ao lado na seta que está na horizontal está escrito Concentração de sal na cor azul Entre as duas setas observase uma linha azul que começa na parte esquerda inferior inclinada para o lado direito e vai subindo sendo que em deter minado ponto ela fica completamente na horizontal e segue nesse sentido até inclinar novamente e descer parando na parte direita inferior Próximo da linha quando ela está inclinada e subindo está escrito salting in na cor vermelha e próximo a linha quando ela está inclinada descendo está escrito salting out na cor vermelha UNIDADE 5 117 A geleificação proteica se refere à transformação de uma proteína para um estado semelhante ao gel esse processo envolve a desnaturação da proteína As redes de gel formadas são sustentadas por liga ções covalentes não reversíveis e a estabilidade desse gel vai depender do número e do tipo de ligações cruzadas Fatores como pH presença de sais e outros aditivos afetam a geleificação das proteínas Outra característica importante das proteínas para a indústria alimentícia é que mesmo sendo inodoras elas podem se ligar a compostos de aroma e afetar as propriedades sensoriais dos alimentos Em alguns casos ocorre a formação de aromas indesejáveis que são resultado da união de aldeídos cetonas e álcoois gerados normalmente pela oxidação de ácidos graxos insaturados com proteínas Por outro lado a propriedade de fixação de aroma das proteínas também pode ser desejável Os aromas interagem com as proteínas hidratadas pelas regiões hidrofóbicas assim qualquer fator que afete estas regiões pode influenciar na fixação de aroma Você já teve curiosidade em saber porque a carne fica com a superfície marrom e crocante quando assada Ou porque a maior parte do sabor da carne se desenvolve durante o cozimento Bom talvez você não saiba mas o preparo da carne também envolve ciência e tem muita relação com as proteínas Albuminas solúveis em água não afetadas por sais coagulam com o calor ex clara de ovo Globulinas solúveis em soluções salinas ex anticorpos Prolaminas proteínas solúveis em álcool 70 ex zeína milho Glutelinas proteínas insolúveis ou parcialmente em ácidos ou bases ex glúten proteína elástica UNICESUMAR 118 Aquele sabor tostadinho e a coloração dourada da carne selada o caramelizado que tanto adora mos na carne na casca do pão e em tantos outros produtos são resultado de uma reação química chamada de reação de Maillard A reação de Maillard Figura 12 é a que causa maior impacto sobre as propriedades sensoriais e nutricionais do alimento Referese a um conjunto complexo de reações iniciadas pela reação entre aminas e compostos de carbonila em altas temperaturas Estes compostos se decompõem e conden samse transformandose em um produto marrom insolúvel conhecido como melanoidinas Na reação de Maillard os aminoácidos costumam fornecer o grupo amino e os açúcares redutores costumam fornecer o grupo carbonila Reação de Maillard Proteína Açúcar Calor Escurecimento e sabor Podridão Reação de Maillard Caramelização Queimar Figura 12 Reação de Maillard A reação de Maillard prejudica o valor nutritivo das proteínas O grupo amina da lisina é a principal fonte de amina em reações de Maillard por este motivo este é o principal aminoácido perdido nesta Descrição da Imagem na parte superior a partir do canto esquerdo está escrito Reação de Maillard Abaixo da esquerda para a direita observamse várias bolas em diferentes tons de vermelho que estão unidas formando uma linha levemente ondulada e abaixo está escrito proteína em cor branca na sequência aparece um sinal que indica soma seguido de um hexágono na cor vermelha e com a letra G no centro abaixo dele está escrito açúcar na cor branca Ainda na mesma altura observase outro sinal que indica soma seguido do desenho de uma chama vermelha embaixo dele está escrito calor na cor branca Mais à direita ainda na mesma altura aparece um sinal de igual e está escrito escurecimento e sabor na cor branca Na parte inferior da imagem observase uma barra dividida em quatro partes Da esquerda para a direita observase uma parte mais amarela que vai de 0 ºC a 110 ºC e está escrito podridão no centro em cor preta em seguida uma parte mais laranjada que vai de 110 ºC até 150 ºC e está escrito reação de Maillard no centro e em cor branca a terceira parte é mais vermelha vai de 150 ºC até 170 ºC e está escrito caramelização no centro e em cor branca e a quarta parte é marrom vai de 170 ºC até 200 ºC e está escrito queimar no centro e em cor branca O fundo predominante nessa imagem é de cor preta UNIDADE 5 119 reação Alguns produtos da reação podem ser antioxidantes e outros podem ser tóxicos mas não nas concentrações encontradas no alimento Outra reação que pode ocorrer em alimentos é a reação de nitritos com aminas secundárias que resulta na formação de Nnitrosamina um dos compostos mais carcinogênicos em alimentos Os ni tritos são geralmente adicionados aos produtos cárneos para melhorar a cor e prevenir o crescimento bacteriano e os aminoácidos envolvidos nestas reações são Pro His Trp Arg Tyr Cys A reação ocorre principalmente em condições ácidas e em temperaturas elevadas Contudo o uso de ácido ascórbico e eritorbato são efetivos na redução desta reação A oxidação de lipídios insaturados leva à formação de radicais livres alcoxi e peroxi Esses por sua vez reagem com as proteínas formando radicais livres lipídicoproteicos que podem sofrer reticulação e reações de polimerização A reação de peroxidação de lipídios com proteínas geralmente tem efeitos danosos sobre o valor nutricional das proteínas Como vimos as proteínas geralmente têm uma grande influência nos atributos sensoriais dos alimentos Por exemplo as propriedades sensoriais de produtos de panificação estão relacionadas às propriedades viscoelásticas e de formação de massa do glúten de trigo as propriedades texturais e formadoras de coalhada dos produtos lácteos se devem à estrutura coloidal única das micelas de ca seína e a estrutura de alguns bolos e as propriedades de batimento de alguns produtos de sobremesa dependem das propriedades das proteínas da clara do ovo Tradicionalmente as principais fontes de proteínas alimentares têm sido leite carnes incluindo pei xes e aves ovos cereais legumes e sementes oleaginosas As propriedades funcionais das proteínas nos alimentos estão relacionadas às suas características estruturais e outras características físicoquímicas assim uma compreensão fundamental dessas características e das mudanças que elas enfrentam du rante o processamento é essencial para que o desempenho das proteínas nos alimentos seja melhorado A clara do ovo possui várias funcionalidades como gelificação emulsificação formação de espuma ligação com água e coagulação por calor o que a torna uma proteína altamente desejável em muitos alimentos As propriedades funcionais como viscosidade espessamento gelificação e texturização estão relacionadas às propriedades hidrodinâmicas das proteínas que dependem do tamanho forma e flexibilidade molecular Enquanto as propriedades funcionais como molhabilidade dispersibilidade solubilidade formação de espuma e emulsificação estão relacionadas às propriedades químicas e topográficas da superfície da proteína Nesta unidade compreendemos quais são as principais funções das proteínas como elas são for madas e classificadas e de que maneira estão presentes no nosso cotidiano Entendemos como em muitos casos a desnaturação de proteínas pode ser útil na indústria de alimentos e quais os fatores que afetam esse processo A tecnologia de proteínas é muito utilizada pela indústria sendo assim conhecer as propriedades características e as formas de manipulação dessas moléculas é imprescindível para se garantir novas maneiras de obtenção e purificação das proteínas A aplicação na formulação de diversos alimentos pode ser útil para melhorar as qualidades sensoriais dos produtos ou a qualidade nutricional assim como diminuir os custos do processamento 120 Vamos verificar agora quais são os principais itens que discutimos nesta unidade Proponho que você complete o mapa mental abaixo tendo em mente os principais conceitos trabalhados Para te ajudar eu completei algumas caixas e deixei outras vazias Agora é com você Proteínas Composição química Ordem na qual os aminoácidos são ligados formando um arranjo linear Inclui o arranjo tridimensional de todos os átomos na molécula Estruturas com múltiplas cadeias polipeptídicas chamadas de subunidades É o arranjo espacial dos átomos no esqueleto peptídico e podem existir dois tipos as estruturas de αhélice e folha βpregueada Alterações da forma Tratamento com solventes Aminoácidos Fórmula Geral Classifcação Naturais Funções Defesa Hormonal Energética Fatores Detergente Desnaturação Estrutura 121 1 Proteínas são cadeias longas de aminoácidos unidas por ligações peptídicas e que desem penham inúmeras funções no nosso organismo Defina o que são aminoácidos e qual é sua estrutura tridimensional 2 Analise as afirmativas e marque V para verdadeiro e F para falso As proteínas que não são modificadas enzimaticamente nas células são chamadas de homo proteínas e aquelas que são modificadas ou complexadas com componentes não proteicos são chamadas de proteínas conjugadas ou heteroproteínas Os componentes não proteicos são frequentemente chamados de grupos protéticos As proteínas que existem em formas esféricas ou elipsoidais resultantes do dobramento das cadeias polipeptídicas sobre si mesma são chamadas de fibrosas As proteínas glubulares são moléculas em forma de bastonete contendo cadeias polipeptí dicas lineares torcidas As proteínas com função de defesa são aquelas que participam dos tecidos dandolhes rigi dez consistência e elasticidade Como exemplo podemos citar o colágeno constituinte das cartilagens e a queratina principal proteína do cabelo Agora assinale a alternativa que representa a sequência correta das respostas a V V V F F b F F V V V c V F F V V d V V F F F e F F V F F 3 Muitas propriedades funcionais das proteínas dependem das interações entre água e proteí na Alguns fatores como pH força iônica temperatura e concentração de sais influenciam na capacidade das proteínas se ligarem à água Pensando nisso explique como a solubilidade das proteínas varia com a concentração de sais 4 Associe as seguintes afirmações sobre a estrutura protética com seus níveis adequados de organização a Estrutura primária Arranjo tridimensional de todos os átomos b Estrutura secundária A ordem dos resíduos de aminoácidos na cadeia polipeptídica c Estrutura terciária A interação entre subunidades em proteínas que consistem em mais de uma cadeia polipeptídica d Estrutura quaternária O arranjo do esqueleto polipeptídico mantido por pontes de hidrogênio 122 Assinale a alternativa que representa a sequência correta a C A B D b C A D B c A C D B d A D B C e B C A D 5 Com relação à desnaturação de proteínas assinale a alternativa correta a O calor é o agente desnaturante mais usado no processamento e preservação de alimentos Quando a temperatura diminui a energia das vibrações no interior da molécula se torna grande o suficiente para desfazer a estrutura terciária b A desnaturação de proteínas induzida por pressão ocorre principalmente porque as proteínas são flexíveis e compressíveis Ela ocorre com a maioria das proteínas no intervalo de 1 a 12 Kbar e é altamente reversível c Agitação amassamento e batimento podem causar a desnaturação Proteínas altamente flexíveis desnaturam menos facilmente em uma interface arlíquido do que proteínas rígidas d O grau de desdobramento é menor em pH alcalino que em pH ácido e O efeito líquido de um solvente orgânico na estrutura da proteína não depende da magnitude de seu efeito em várias interações polares e não polares interações hidrofóbicas ligações de hidrogênio e interações eletrostáticas 6 Nesta unidade abordaremos as principais classificações e caracte rísticas dos lipídeos falaremos sobre algumas propriedades físicas e químicas desses compostos e como elas afetam as propriedades dos alimentos Dentre esses conceitos daremos destaque à oxida ção fenômeno de grande interesse na indústria alimentícia e que se não controlado pode trazer muitos prejuízos ao setor Tecnologia de Lipídeos Dra Ana Paula Klein Hendges UNICESUMAR 124 O que você pensa quando ouve a palavra lipídio Normalmente associamos aos óleos e gorduras não é mesmo Mas você sabia que algumas vitaminas essenciais para o nosso organismo alguns hormô nios e até mesmo a cera utilizada para encerrar o carro são classificadas dentro desse grande grupo de compostos Dentro dessa variedade de substâncias você pode imaginar que as funções desempenhadas pelos lipídios também são as mais variadas certo Você já deve ter ouvido de algum médico ou nutricionista a recomendação para evitar gorduras saturadas e gorduras trans pois elas aumentam os níveis de colesterol no sangue Bom em quantidades saudáveis a gordura e o colesterol ajudam no bom funcionamento do corpo contudo se consumidos em quantidade exagerada ou com muita frequência eles contribuem para o desenvolvimento de doenças Essas informações sobre a quantidade e o tipo de gorduras podem ser encontradas nos rótulos dos alimentos e isso nos ajuda a ter uma alimentação mais equilibrada Mas será que é possível identificar alguns tipos de gorduras na cozinha da nossa casa Eu te convido a realizar um experimento simples Para isso você vai precisar de margarina óleo de cozinha amido de milho tintura de iodo a mesma utilizada na determinação de carboidratos dois tubos transparentes podem ser tubos de lembrancinha de festa de criança um contagotas e um recipiente para aquecer A primeira etapa desse experimento é a preparação da suspensão de amido Para isso devese diluir 1 g de amido em 10 mL de água e posteriormente levar essa massa para se misturar com 100 mL de água fervente Depois que esfriar separase o sobrenadante isto é a parte sem grumos e temos então a solução requerida Na segunda etapa do experimento aqueça uma pequena quantidade de margarina 1 colher no microondas e coloque em um dos tubos transparentes e no outro tubo adicione o óleo de cozinha 5 mL Não esqueça de identificar os tubos UNIDADE 6 125 Adicione 10 gotas da tintura de iodo em ambos os tubos e coloque em banho maria por aproxima damente 5 minutos Você vai perceber que após esse tempo a cor escura do iodo irá desaparecer Em seguida deixe os tubos esfriarem e adicione 5 gotas da suspensão de amido previamente preparada em cada tubo e agite bem Para te ajudar ainda mais no entendimento desse experimento sugiro que você pesquise que tipo de gordura podemos encontrar na margarina e no óleo de cozinha Você observa alguma mudança de coloração depois da adição da suspensão de amido Se sim em qual amostra A verdade é que o amido é utilizado como indicador da presença de iodo livre na solução ou seja depois da adição do amido você deve observar uma mudança de coloração dependendo do tipo de amostra margarina ou óleo de cozinha que está sendo analisada Você verá que o tubo que contém margarina ficará com uma coloração azulada Faça as devidas anotações no seu Diário de Bordo Os lipídeos representam uma classe muito importante de compostos presentes no nosso dia a dia por isso eu te convido a conhecer um pouco mais sobre eles nas próximas páginas Além disso vamos entender o que acontece no experimento que acabamos de realizar e qual a sua importância Vamos lá UNICESUMAR 126 Os lipídeos ocorrem frequentemente na natureza e são encontrados em lugares variados como a gema de um ovo e o sistema nervoso humano Talvez uma das características mais impressionantes dos lipídeos é a sua natureza apolar que resulta na sua insolubilidade em água Por outro lado eles são extremamente solúveis em solventes orgânicos como o clorofórmio ou a acetona Os lipídeos juntamente com as proteínas e os carboidratos constituem os principais componentes estruturais de todas as células vivas e são os principais componentes do tecido adiposo Os ésteres de glicerol de ácidos graxos que constituem até 99 dos lipídios de origem vegetal e animal são tradi cionalmente chamados de gorduras e óleos Os lipídios dos alimentos são consumidos na forma de gorduras que foram separadas das fontes vegetais ou animais originais como manteiga banha e gordura ou como constituintes de alimentos básicos como leite queijo e carne Os lipídios dos alimentos exibem propriedades físicas e químicas únicas Sua compo sição estrutura cristalina propriedades de fusão e capacidade de associação com água e outras moléculas não lipídicas são especialmente importantes para suas propriedades funcionais em muitos alimentos Durante o processamento armazenamento e manuseio de alimentos os lipídios passam por mu danças químicas complexas e reagem com outros constituintes dos alimentos produzindo numerosos compostos desejáveis e indesejáveis para a qualidade dos alimentos UNIDADE 6 127 Quimicamente falando o lipídeo é uma mistura de compostos que compartilham algumas pro priedades com base em semelhanças estruturais principalmente um predomínio de grupos apolares Eles podem ser classificados em dois grupos principais um deles consiste em compostos de cadeia aberta com grupos de cabeça polar e longas caudas apolares que incluem ácidos graxos triacilgli ceróis esfingolipídeos e glicolipídeos O segundo grupo consiste em compostos de anéis fundidos os esteroides MORAN et al 2013 Os ácidos graxos possuem um grupo carboxila na extremidade polar e uma cadeia de hidrocarbo netos Figura 1 Devido a carboxila ser hidrofílica e a cauda de hidrocarbonetos ser hidrofóbica os ácidos graxos são compostos anfipáticos Um ácido graxo insaturado apresenta ligações duplas entre os carbonos na cadeia enquanto um ácido graxo saturado possui apenas ligações simples Ácido caprílico Figura 1 Exemplo de um ácido graxo O experimento realizado no início desta unidade é o que chamamos de pesquisa de insaturações e permite identificar a presença de insaturações em um determinado óleo ou gordura Essa reação pode ser visualizada utilizandose o amido como indicador da presença de iodo livre em solução O iodo ligado ao ácido graxo é incapaz de reagir com o amido sendo assim a amostra de óleo de cozinha apresenta colo ração levemente roxa quando se adiciona o amido enquanto a amostra de margarina sem insaturação permanece sem alteração de cor A massa de iodo absorvida por 100 partes em massa de óleo ou gordura Índice de Iodo permite determinar o teor de ácidos graxos insaturados a medida da susceptibilidade à rancidez oxidativa controlar o processo de hidrogenação e verificar adulteração no óleogordura Descrição da Imagem a imagem apresenta uma linha azul em zigzag com um grupo CH3 na extremidade do lado direito e uma dupla ligação com oxigênio e um grupo HO na outra extremidade Na parte de baixo da figura está escrito ácido caprílico Moléculas Hidrofílicas são aquelas que possuem afinidade com a água ou seja são solú veis em meio aquoso Moléculas Hidrofóbicas são insolúveis em água porém solúveis em solventes orgânicos UNICESUMAR 128 Nos organismos vivos normalmente os ácidos graxos contêm número par de átomos de carbono e as cadeias carbônicas não possuem ramificações A configuração geométrica das ligações duplas é geralmente designada pelo uso de cis e trans indicando se os grupos alquil estão no mesmo lado ou em lados opostos da molécula Figura 2 Figura 2 Moléculas com estrutura cis esquerda e trans direita A nomenclatura utilizada para ácidos graxos indica o número de átomos de carbono e o número de ligações duplas Por exemplo o sistema 180 tratase de um ácido graxo saturado com 18 carbonos sem ligações duplas e o sistema 181 denota um ácido graxo com 18 carbonos e uma ligação dupla Óleos vegetais são líquidos a temperatura ambiente porque possuem maiores proporções de ácidos graxos insaturados do que as gorduras animais que tendem a ser sólidas Sabese que as doenças cardiovasculares estão correlacionadas a dietas ricas em gorduras satura das enquanto uma dieta com mais gorduras insaturadas pode reduzir o risco de ataques cardíacos e derrames O interessante é que mesmo analisando somente os óleos vegetais podemos encontrar diferentes proporções de gorduras saturadas Tabela 1 Tipo de óleo ou gordura Exemplo Saturado g Monoinsaturado g Poliinsaturado g Óleos tropicais Óleo de coco 13 07 03 Óleos semitropicais Óleo de amendoim 24 65 45 Descrição da Imagem observase na ilustração dois conjuntos de bolas coloridas sendo que cada conjunto possui duas bolas azuis ligadas por duas linhas e em cada bola azul estão ligadas por uma linha simples uma bola vermelha e uma cinza No conjunto da esquerda as duas bolas vermelhas estão apontando para o alto do canto superior direito e esquerdo respectivamente enquanto as bolas cinzas na parte inferior apontando também para o lado direito e esquerdo e no conjunto da direita as duas bolas vermelhas estão em lados opostos sendo uma apontando para o canto superior da figura a da esquerda e a inferior apontando para o canto direito já as de cor cinza sendo a superior apontada para o canto direito e a inferior para o canto esquerdo UNIDADE 6 129 Tipo de óleo ou gordura Exemplo Saturado g Monoinsaturado g Poliinsaturado g Óleo de oliva 103 13 Óleos temperados Óleo de canola 1 82 41 Óleo de cártamo 13 17 104 Gordura animal Banha 51 59 15 Manteiga 92 42 06 Tabela 1 Quantidade de gordura saturada e insaturada em diferentes tipos de óleos distribuição para 14 g de óleo Fonte Campbell e Farrell 2007 Com o passar dos anos as indústrias passaram a comercializar substitutos da manteiga que se baseavam em ácidos graxos insaturados mas que teriam as características físicas da manteiga como solidez a temperatura ambiente Eles alcançaram esse objetivo ao hidrogenar parcialmente as ligações duplas dos ácidos graxos insaturados que compõem os óleos A hidrogenação é um processo de adição de hidrogênio às ligações duplas de ácidos graxos insa turados para produzir o ácido saturado correspondente e esse processo é muito importante comer cialmente PINHO SUAREZ 2013 Contudo a grande ironia é que para evitar o consumo de ácidos graxos saturados na manteiga os seus substitutos foram criados a partir de óleos poliinsaturados com a remoção de algumas das ligações duplas tornandoos mais saturados Além disso na hidrogenação algumas ligações duplas são convertidas para a forma trans que aumentam a proporção de colesterol LDL em comparação com HDL ou seja aumentando o risco de doenças cardíacas Outro grupo de compostos muito conhecido e de grande interesse econômico é o dos triacilgliceróis ou tri glicerídeo O glicerol é um composto que contém três grupos hidroxila porém quando todos os três grupos formam ligações ésteres com ácidos graxos o composto resultante é chamado de triacilglicerol Figura 3 Caroa alunoa dentro do contexto desta unidade não poderíamos deixar de falar sobre um assunto sempre tão atual fraudes nos azeites de oliva O Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento MAPA tem dentre suas atribuições o papel de combater fraudes em alimentos Sendo o azeite de oliva o segundo produto alimentar mais fraudado do mundo a ação do MAPA tem como objetivo inibir a venda dos produtos adulterados e evitar que o consumidor seja enganado Nesse podcast vamos falar um pouco mais sobre as adulterações em azeites e como são realizadas essas fiscalizações UNICESUMAR 130 Glicerol 3 ácidos graxos Triglicerídeo 2 H O é liberado Figura 3 Reação de formação dos triglicerídeos Note que os três grupos éster são a parte polar da molécula enquanto os ácidos graxos representados por R1 R2 e R3 são apolares Três ácidos graxos diferentes podem estar esterificados a grupos álcool da mesma molécula de glicerol ou seja R1 R2 e R3 podem ser grupos diferentes Os triacilgliceróis podem ser hidrolisados por enzimas chamadas lipases ou pela ação de ácidos ou bases Quando uma base como o hidróxido de sódio é utilizada os produtos da reação são o glicerol e os sais de sódio dos ácidos graxos Essa reação é chamada de saponificação e esses sais formados são sabões Descrição da Imagem da esquerda para a direita observase a estrutura da molécula de glicerol onde três átomos de carbono estão unidos em linha e em cada átomo de carbono estão ligados átomos de hidrogênio e uma hidroxila por ligações simples Em seguida um sinal de mais separa essa estrutura de três estruturas de ácidos graxos que possuem cada um um carbono ligado a um oxigê nio por uma ligação dupla e a um grupo hidroxila e um grupo R por uma ligação simples Sendo que o grupo R é diferente nas três estruturas e é representado por R1 R2 e R3 Na sequência uma seta separa essas três estruturas da estrutura do triglicerídeo que corresponde à junção do glicerol com os três ácidos graxos E por fim um sinal de mais separa a estrutura do triglicerídeo da estrutura representada por 3H2O Ésteres são obtidos a partir da reação entre álcoois e ácidos carboxílicos essa reação é chamada de reação de esterificação Essa classe de compostos é formada pela substituição da hidroxila OH do grupo carboxila de um ácido orgânico por um grupo alcoxila OR proveniente de um álcool SOLOMOS FRYHLE 2009 UNIDADE 6 131 O ácido fosfatídico é resultante da esterificação de um dos grupos álcool do glicerol por uma molé cula de ácido fosfórico Esses compostos têm caudas hidrofóbicas longas e apolares e cabeças polares altamente hidrofílicas Figura 4 Já as ceras são misturas complexas de ésteres de ácidos carboxílicos e álcool de cadeia longa e servem de cobertura protetora para plantas e animais Cabeça hidrofílica Cauda hidrofóbica Cabeça hidrofílica Repele água Figura 4 Representação da estrutura de fosfolipídio Os esfingolipídios são encontrados em plantas e animais e se caracterizam por conter um álcool aminado de cadeia longa esfingosina e não um glicerol Os compostos mais simples dessa classe são as ceramidas que consistem em um ácido graxo ligado a um grupo amino da esfingosina por uma ligação de amida Figura 5 Descrição da Imagem a figura apresenta de forma centralizada a ilustração da representação estrutural de fosfolipídio onde temos uma bola marrom para o alto unida a duas linhas levemente curvadas na parte inferior Na parte de cima da figura para o lado es querdo apontando através de uma seta em preto para a bola marrom está escrito cabeça hidrofílica e à frente para o lado direito da imagem e da bola marrom há um colchete e à frente deste está escrito atração pela água Na parte de baixo da figura para o lado esquerdo apontando para as linhas curvas está escrito cauda hidrofóbica e para o lado direito da imagem temos um colchete e à sua frente está escrito repele a água UNICESUMAR 132 Ceramida Esfngosina Resíduo de ácido graxo com comprimento variável Figura 5 Estrutura química de uma ceramida Glicolipídios são compostos resultantes da ligação glicosídica entre um carboidrato e um grupo ál cool de um lipídeo O composto resultante da ligação de um grupo álcool primário da ceramida e um resíduo de açúcar é chamado cerebrosídeo Os esteroides por sua vez são caracterizados por conter um sistema de anéis fundidos consistindo em três anéis com seis átomos anéis A B e C e um anel com cinco átomos anel D Os hormônios sexuais e o colesterol são exemplos de esteroides importantes No colesterol o único grupo hidrofílico na estrutura é a hidroxila ou seja essa molécula é altamente hidrofóbica O colesterol tem várias funções biológicas importantes como precursor de outros esteroides e da vitamina D3 No entanto ele é mais conhecido por seus efeitos nocivos à saúde quando está presente em excesso no sangue Figura 6 Colesterol Figura 6 Estrutura química do colesterol Descrição da Imagem a figura apresenta uma estrutura química dividida em duas partes Na parte superior central da imagem está escrito ceramida A parte superior da estrutura corresponde à porção da esfingosina representada por uma linha em zigzag com o grupo H3C na extremidade esquerda e dois grupos OH e um grupo NH na extremidade direita Essa primeira parte da estrutura se encontra na cor verde e está dentro de uma caixa retangular branca sendo que na parte superior central da estrutura está escrito esfingosina Ligada a essa estrutura por um grupo NH está o ácido graxo na parte inferior da imagem O ácido graxo corresponde a uma linha em zigzag com o grupo H3C na extremidade esquerda e o grupo O na extremidade direita Essa última parte da estrutura se encontra na cor vermelha e está dentro de uma caixa retangular branca sendo que na parte inferior central da estrutura está escrito resíduo de ácido graxo com comprimento variável O fundo da imagem está em tons de cinza Descrição da Imagem a ilustração em preto e branco é a estrutura química do colesterol com três anéis de seis membros hexágono e um anel de cinco membros pentágono fundidos No primeiro anel de seis membros está ligado um grupo HO entre o primeiro e o segundo anel de seis membros está ligado um grupo CH3 e entre o terceiro anel de seis membros e o anel de cinco membros está ligado um grupo CH3 No anel de cinco membros está ligada uma cadeia linear de carbonos UNIDADE 6 133 Você já abriu uma embalagem de chocolate e se deparou com um produto todo esbranquiçado Você deve concordar que isso é frustrante certo Logo pensamos que está estragado Mas algumas vezes não quer dizer que o produto venceu e sim que ocorreu um defeito no processo de fabricação Esse defeito é conhecido como chocolate bloom e resulta no desenvolvimento de uma aparência opaca com manchas brancas ou acinzentadas na superfície do chocolate Ele resulta da migração da gordura do chocolate derretido para a superfície que recristaliza no resfriamento causando o aspecto indesejável Para evitar esse defeito é necessária a solidificação adequada do chocolate Além disso os emulsificantes têm sido usados com sucesso para retardar a transformação polimórfica indesejável e ou migração de gordura derretida à superfície Na indústria de alimentos os emulsificantes são frequentemente adicionados como estabilizantes em certos alimentos Acreditase que a ação de tais agentes como os ésteres de sorbitano devase à sua estrutura química única que permite que eles se encaixem na estrutura cristalográfica com suas partes hidrofóbicas paralelas às cadeias de hidrocarbonetos de triacilglicerol e com suas porções hidrofílicas formando ligações de hidrogênio com os grupos carbonila dos triacilgliceróis ARONHIRNE SARIG GARTI 1988 A transformação dos cristais de gordura em outras formas polimórficas é portanto evitada ou retardada sem alterar a estrutura do cristal A técnica amplamente utilizada para determinar o comportamento de fusão das gorduras é a dilatometria Figura 7 Se vários componentes de diferentes pontos de fusão estão presentes a fusão ocorre em uma ampla faixa de temperatura UNICESUMAR 134 término da fusão começo da fusão Sólido Líquido X Y A B C t T Figura 7 Gráfico representando uma curva dilatométrica Fonte Fennema 1996 Analisando a Figura 7 podemos observar que o ponto X representa o início da fusão ou seja abaixo desse ponto o sistema é completamente sólido O ponto Y representa o fim da fusão indicando que acima deste ponto a gordura é totalmente líquida A curva XY representa a fusão gradual dos compo nentes sólidos do sistema Se a gordura derreter em uma faixa estreita de temperatura a inclinação da curva de derretimento será íngreme Muitas informações úteis sobre as características de fusão de gorduras podem ser obtidas a partir de curvas dilatométricas As manteigas derretem em uma faixa relativamente estreita de temperatura esta fusão abrupta que ocorre na temperatura da boca torna essas gorduras particularmente adequadas para revestimentos de confeitaria Uma curva dilatométrica típica para a gordura do leite mostrando derretimento quase completo na temperatura da boca é bem diferente daquela da banha que exibe um curso de derretimento mais gradual A diferença no conteúdo sólido das duas gorduras em qualquer temperatura fica evidente Vários fatores têm influências importantes na consistência das gorduras comerciais conforme o Quadro 1 Descrição da Imagem a imagem ilustra um gráfico com uma reta na vertical no lado esquerdo e uma reta na horizontal abaixo unidas no canto inferior esquerdo A partir da reta vertical um pouco acima do ponto central sai uma outra linha horizontal com a palavra sólido escrita acima no ponto chamado de X essa linha começa e ficar mais inclinada e com mais ondulações ela permanece inclinada até o ponto Y e então volta a ficar na horizontal com a palavra líquido escrito acima No ponto X tem uma seta com a escrita começo da fusão o ponto X se encontra um pouco a esquerda do centro do gráfico acima da linha com a palavra sólido e no ponto Y tem uma seta com a escrita término da fusão o ponto Y se encontra um pouco a direita do centro do gráfico acima da linha com a palavra líquido UNIDADE 6 135 A hidrólise de ligações éster em lipídios lipólise pode ocorrer por ação enzimática ou por calor e umidade resultando na liberação de ácidos graxos livres Contudo as temperaturas comumente uti lizadas no processamento são capazes de inativar as enzimas responsáveis por essa reação A liberação de ácidos graxos de cadeia curta por hidrólise é responsável pelo desenvolvimento de um sabor rançoso indesejável no leite cru Por outro lado certos sabores de queijos típicos são produ zidos pela adição deliberada de lipases microbianas e do leite A lipólise controlada e seletiva também é utilizada na fabricação de outros alimentos como iogurte e pão Diferentemente do que ocorre com as gorduras animais os óleos em sementes oleaginosas maduras podem sofrer hidrólise substancial quando são colhidos dando origem a quantidades significativas de ácidos graxos livres A neutralização com álcali é portanto necessária para a maioria dos óleos vegetais depois de extraídos A lipólise é uma das principais reações que ocorre durante a fritura devido às grandes quantidades de água introduzida a partir da comida e as temperaturas relativamente altas usadas O desenvolvimento de altos níveis de ácidos graxos livres durante a fritura está geralmente associado a uma redução na qualidade dos alimentos fritos Além disso os ácidos graxos livres são mais suscetíveis à oxidação do que os ácidos graxos esterificados em glicerol Proporção de sólidos Em geral quanto maior o teor de sólidos mais frme é a gordura Número tamanho e tipo Com um determinado conteúdo de sólidos um grande número de pequenos cristais produz uma gordura mais dura do que um pequeno número de cristais grandes Cristais maiores e macios são normalmente produzidos por resfriamento lento Viscosidade do líquido Os óleos diferem em viscosidade em uma determinada tempera tura e isso irá infuenciar a viscosidade do fundido bem como a consistência de uma mistura de lipídios sólidolíquido Tratamento de temperatura Se uma gordura tende a superresfriar excessivamente isso pode ser superado derretendo a gordura cristalina na temperatura mais baixa possível mantendoa por um longo período de tempo a uma temperatura logo acima de seu ponto de fusão e em seguida resfriandoa Trabalho mecânico As gorduras cristalizadas se tornam reversivelmente mais macias após agitação vigorosa e só gradualmente recuperam sua frmeza original Se uma gordura derretida for agitada mecanicamente durante a solidifcação ela será muito mais macia do que se solidifcasse em uma condição imperturbável UNICESUMAR 136 A oxidação de lipídios é uma das principais causas da deterioração dos alimentos E o seu estudo é de grande interesse econômico para a indústria de alimentos isso porque ela leva ao desenvolvimen to de vários sabores e odores estranhos geralmente chamados de ranço ranço oxidativo em óleos comestíveis e alimentos contendo gordura o que torna esses alimentos menos aceitáveis Além disso as reações oxidativas podem diminuir a qualidade nutricional dos alimentos e certos produtos de oxidação são potencialmente tóxicos É geralmente aceito que a autoxidação isto é a reação com o oxigênio molecular por meio de um mecanismo autocatalítico é a principal reação envolvida na deterioração oxidativa dos lipídios Nos alimentos os lipídios podem ser oxidados por mecanismos enzimáticos e não enzimáticos A principal via de oxidação de ácidos graxos insaturados envolve um mecanismo de radical livre autocatalítico autoxidação que é responsável pela reação em cadeia de formação e decomposição do hidroperóxido ROOH Acreditase que o oxigênio singlete 1O2 considerado a espécie ativa na deterioração fotooxidativa é o responsável pela iniciação dessa reação em cadeia O primeiro passo é a iniciação onde os radicais são formados a partir de ácidos graxos RH Reação 1 Os catalisadores dessa etapa podem ser íons metálicos eventualmente presentes no óleo principalmente os derivados de Fe Cu e Cr Após a iniciação o processo segue por uma etapa de reação em cadeia propagação onde o radical livre R gerado se liga ao oxigênio atmosférico formando o radical peróxido ROO que por sua vez pode dar origem a um hidroperóxido ROOH Reação 2 Iniciação RH R Reação 1 Propagação 2 R O ROO ROO RH ROOH R Reação 2 Terminação R R RR Reação 3 ROO R ROOR Reação 4 2 ROO ROO ROOR O Reação 5 Os hidroperóxidos se decompõem em várias etapas gerando uma ampla variedade de produtos de decomposição como álcoois cetonas e aldeídos causadores do ranço Cada hidroperóxido produz um conjunto de produtos de degradação iniciais que são típicos do hidroperóxido específico e de pendem da posição do grupo peróxido na molécula Os hidroperóxidos começam a se decompor assim que são formados UNIDADE 6 137 A primeira etapa na decomposição do hidroperó xido é a cisão na ligação oxigêniooxigênio do grupo hidroperóxido dando origem a um radical alcoxila e um radical hidroxila A segunda etapa na decom posição dos hidroperóxidos é a clivagem da ligação carbonocarbono em ambos os lados do grupo alcóxi homolítico clivagem Quando os radicais livres combinam entre si for mam moléculas mais estáveis inibindo a propagação e dando lugar à terminação do processo Reações 3 4 e 5 Certos produtos da oxidação do colesterol produ zem efeitos citotóxicos e carcinogênicos e por isso essa reação se tornou uma grande preocupação Os produtos da oxidação do colesterol foram identifica dos em vários alimentos processados incluindo ovos secos carne e laticínios e alimentos fritos Em sistemas biológicos incluindo alimentos as moléculas de lipídios se encontram em um estado al tamente ordenado onde sua mobilidade é restrita e muitas vezes estão intimamente associadas ao material não lipídico vizinho Essas características variam muito com a espécie vegetal ou animal e com a localização do lipídio no organismo individual Obviamente as consequências e os mecanismos das reações oxidativas em tais sistemas naturais são frequentemente muito diferentes daqueles em modelos puros de lipídios Os lipídios dos alimentos contêm uma variedade de ácidos graxos que diferem em propriedades quími cas e físicas e em sua suscetibilidade à oxidação Além disso os alimentos contêm numerosos componentes não lipídicos que podem cooxidar eou interagir com os lipídios oxidantes e seus produtos de oxidação O número a posição e a geometria das ligações duplas em ácidos graxos afetam a taxa de oxidação As ligações duplas conjugadas são mais reativas do que as não conjugadas e os ácidos cis oxidam mais prontamente do que seus isômeros trans A autoxi dação de ácidos graxos saturados é extremamente lenta e em temperatura ambiente eles permanecem praticamente inalterados enquanto o ranço oxidativo UNICESUMAR 138 dos insaturados tornase detectável Contudo em altas temperaturas os ácidos graxos saturados podem sofrer oxidação em taxas significativas Os ácidos graxos livres oxidam a uma taxa ligeiramente maior do que os ácidos esterificados em glicerol Em alguns óleos comerciais a presença de quantidades relativamente grandes de ácidos livres pode aumentar a taxa de oxidação lipídica A concentração de oxigênio também influencia na taxa de oxidação sendo que em concentração de oxigênio muito baixa essa taxa é aproximadamente proporcional à concentração de oxigênio Contudo o efeito da concentração de oxigênio na taxa de oxidação também é influenciado por outros fatores como temperatura e área de superfície Em geral a taxa aumenta à medida que a temperatura aumenta Conforme a temperatura aumenta as mudanças na pressão parcial do oxigênio têm uma influência menor na taxa de oxidação porque o oxigênio se torna menos solúvel em lipídios e água Além disso a taxa de oxidação aumenta em proporção direta à área de superfície do lipídio exposto ao ar Em vários alimentos que contêm gordura a taxa de oxidação depende fortemente da atividade da água Aa Em alimentos secos com teores de umidade muito baixos valores de Aa inferiores a cerca de 01 a oxidação ocorre muito rapidamente Aumentar a Aa para cerca de 03 retarda a oxidação lipídica Acreditase que este efeito protetor de pequenas quantidades de água ocorre devido à redução dos radicais livres eou por impedir o acesso de oxigênio ao lipídio Em atividades de água um pouco mais altas Aa 055085 a taxa de oxidação aumenta novamente possivelmente como resultado do aumento da mobilização de catalisadores e oxigênio Em emulsões de óleo em água ou em alimentos onde gotículas de óleo são dispersas em uma matriz aquosa o oxigênio deve ganhar acesso ao lipídio por difusão na fase aquosa e passagem pela interface óleoágua A taxa de oxidação dependerá da interação entre uma série de fatores incluindo tipo e concentração de emulsificante tamanho das gotas de óleo área de superfície de interface viscosidade da fase aquosa composição e porosidade da matriz aquosa e pH Os metais de transição por exemplo cobalto cobre ferro manganês e níquel são próoxidantes eficazes Se presentes mesmo em concentrações tão baixas quanto 01 ppm eles podem aumentar a taxa de oxidação Traços de metais pesados são comumente encontrados em óleos comestíveis e se originam do solo em que a planta oleaginosa foi cultivada do animal ou de equipamentos metálicos usados no processamento ou armazenamento Os mecanismos de ação dos metais de transição incluem aceleração da decomposição do hidroperóxido reação direta com o substrato não oxidado e ativação de oxigênio molecular para fornecer oxigênio singlete e radical peróxi As radiações visível e ultravioleta também são promotores eficazes da oxidação A oxidação de lipídios catalisada por enzimas começa com a lipólise Os ácidos graxos poliinsa turados liberados são então oxidados por lipoxigenase ou cicloxigenase para formar hidroperóxidos ou endoperóxidos respectivamente A próxima sequência de eventos envolve a clivagem enzimática dos hidroperóxidos e endoperóxidos para produzir uma variedade de produtos de degradação que muitas vezes são responsáveis pelos sabores característicos dos produtos naturais UNIDADE 6 139 Uma das maneiras de avaliar a decomposição oxidativa é pelo valor de peróxido Os peróxidos são os principais produtos iniciais da autoxidação contudo devese ressaltar que a quantidade de peróxidos que deve ser formada para produzir ranço oxidativo perceptível varia por exemplo com a composição do óleo ou seja aqueles que são mais saturados requerem menos absorção de oxigênio para se tornarem rançosos Outros testes muito utilizados incluem métodos cromatográficos fluorescência espectrofotometria ultravioleta método de oxigênio ativo entre outros Os antioxidantes são substâncias que quando presentes nos alimentos em concentrações muito baixas atrasam controlam ou previnem os processos oxidativos que levam à deterioração da qualidade dos alimentos Alguns antioxidantes agem como doadores de hidrogênio ou aceitadores de radicais livres inibindo a reação em cadeia da oxidação Atualmente são conhecidos centenas de compostos tanto naturais quanto sintéticos que possuem pro priedades antioxidantes contudo seu uso em alimentos é limitado por certos requisitos óbvios como comprovação adequada de segurança Os antioxidantes sintéticos caíram um pouco em descrédito pois são suspeitos de serem uma das principais causas de carcinogênese com isso a busca por antioxidantes naturais aumentou significativamente As plantas produzem um vasto repertório de metabólitos secundários no entanto as principais fontes de antioxidantes naturais são principal mente os fenólicos vegetais que podem ocorrer em todas as partes das plantas incluindo frutas vegetais sementes nozes folhas raízes farinhas e cascas A atividade antioxidante dos compos tos fenólicos se deve principalmente às suas propriedades redox como adsorção e neutra lização de radicais livres extinção do oxigênio singleto ou decomposição de peróxidos Muitos métodos foram desenvolvidos para avaliar a decomposição oxidativa uma vez que essa reação é de grande importância no que diz respeito à aceitabilidade e à qualidade nutricional dos produtos alimentícios No entanto um único teste não pode medir todos os eventos oxidativos de uma vez nem pode ser igualmente útil em todos os estágios do processo oxidativo e para todas as gorduras todos os alimentos e todas as condições de processamento sendo assim em muitos casos uma combinação de testes é necessária UNICESUMAR 140 Os compostos fenólicos ocupam uma posição privilegiada como antioxidantes pois são excelentes doadores de hidrogênio ou elétrons e além disso seus radicais intermediários são relativamente estáveis devido à deslocalização do elétron por ressonância Figura 8 ROO ROOH OH O O O OH OH OH OH Figura 8 Estabilização de radicais intermediários por deslocalização do elétron Fonte Fennema 1996 Os antioxidantes exibem diferentes resultados quando usados com diferentes tipos de óleos ou alimentos contendo gordura e em diferentes condições de processamento e manuseio devido às diferenças em sua estrutura molecular Para se definir a eficiência de um antioxidante devese considerar além da sua potência em uma aplicação particular a sua facilidade de incorporação na comida as caracterís ticas de transporte sensibilidade ao pH tendência a descolorir ou produzir sabores estranhos além da disponibilidade e custo Os antioxidantes podem ser adicionados diretamente aos óleos vegetais ou às gorduras animais após serem processados Outra alternativa é pulverizar ou mergulhar os produtos alimentícios em soluções ou suspensões de antioxidantes ou podem ser embalados em filmes que contenham antioxidantes Os ácidos graxos saturados e insaturados também podem sofrem decomposição química quando expostos ao calor na presença de oxigênio O aquecimento dos alimentos produz várias mudanças quí micas algumas das quais podem ser importantes para o sabor a aparência o valor nutritivo e a toxicidade Descrição da Imagem a figura apresenta a estabilização de radicais intermediários por deslocalização do elétron onde da esquerda para a direita observase o radical ROO separado por um sinal de mais da estrutura de um fenol que consiste em um anel aromático de seis membros com duas hidroxilas uma na parte superior central do anel e outra na parte inferior central do anel Na sequência observase uma seta apontando para a direita e a molécula ROOH e a mesma estrutura do fenol que estava antes da seta mais com um hidrogênio a menos na hidroxila da parte superior central do anel e um ponto no oxigênio que ficou sem o hidrogênio Na sequên cia uma seta com pontas para a esquerda e direita separa essa estrutura de outras duas estruturas que só diferem da primeira pela posição do ponto e das duplas ligações UNIDADE 6 141 Em geral temperaturas muito altas de aquecimento são necessárias para produzir uma efetiva de composição não oxidativa de ácidos graxos saturados Por exemplo o aquecimento de triacilgliceróis saturados e ésteres metílicos de ácidos graxos a temperaturas de 200700 C produz quantidades detectáveis de produtos de decomposição destacandose hidrocarbonetos ácidos e cetonas Os ácidos graxos saturados quando aquecidos na presença de oxigênio a temperaturas superiores a 150 C sofrem oxidação originando um complexo padrão de decomposição Temse observado que o aquecimento na presença de oxigênio produz a mesma série de hidrocarbonetos obtida na ausência de oxigênio mas em quantidades muito maiores Durante a fritura o alimento entra em contato com o óleo a cerca de 180 C e é parcialmente exposto ao ar por vários períodos de tempo Portanto a fritura tem o maior potencial de causar alte rações químicas na gordura sendo que quantidades consideráveis dessa gordura são transportadas para a comida As principais classes de compostos produzidas a partir do óleo durante a fritura são compostos voláteis compostos polares não poliméricos de volatilidade moderada ácidos diméricos e poliméricos e glicerídeos diméricos e poliméricos e ácidos graxos livres Essas classes de compostos são responsáveis por uma variedade de alterações físicas e químicas que podem ser observadas no óleo durante a fritura como aumento na viscosidade desenvolvimento de uma cor escura diminuições no valor de iodo e na tensão superficial mudanças no índice de refração e um aumento da tendência à formação de espuma Durante o processo de fritura de alimentos a água é continuamente liberada da comida para o óleo quente formando uma manta de vapor acima da superfície do óleo que tende a reduzir a quantidade de oxigênio disponível para a oxidação Além disso os alimentos absorvem quantidades variáveis de óleo durante a fritura em gordura sendo necessária a adição frequente ou contínua de óleo fresco UNICESUMAR 142 O próprio alimento pode liberar alguns de seus lipídios endógenos por exemplo gordura de frango na gordura de fritura e consequentemente alterar as propriedades da gordura original A presença de alimentos faz com que o óleo escureça em uma taxa acelerada Muitas mudanças que ocorrem no óleo e nos alimentos durante a fritura são necessárias para fornecer as qualidades sensoriais típicas dos alimentos fritos Por outro lado a decomposição extensa resultante da falta de controle adequado da operação de fritura pode ser uma fonte potencial de danos não apenas à qualidade sensorial dos alimentos fritos mas também ao valor nutricional Fatores como alta tempera tura longos tempos de fritura e contaminantes metálicos favorecem a decomposição extensiva do óleo Para evitar o desenvolvimento de sabores desagradáveis nos alimentos durante a fritura ou seja para minimizar a decomposição oxidativa extensa algumas considerações são importantes Nesta unidade falamos um pouco sobre o conceito básico as principais classificações e a importância dos lipídeos no nosso dia a dia Além disso abordamos como o entendimento das propriedades físicas e químicas desses compostos podem afetar a qualidade sensorial e nutricional dos alimentos Ter em mente os conceitos básicos apresentados nesta unidade te permite atuar no melhoramento das técnicas de conservação de alimentos ricos em lipídeos visto que a degradação desses compostos na indústria alimentícia é um problema que preocupa especialistas Sendo assim a busca por soluções alternativas para minimizar o efeito da ramificação indesejada que prejudica a qualidade do produto final são de fundamental importância Óleo de boa qualidade e estabilidade Equipamento projetado adequadamente Seleção da temperatura de fritura mais baixa consistente com a produção de um produto frito de boa qualidade Remover partículas de alimentos por filtração Desligar e limpar o equipamento com frequência Substituir o óleo conforme necessário para manter a alta qualidade Uso de antioxidantes Treinamento adequado de pessoal Teste frequente do óleo durante o processo de fritura 143 O próprio alimento pode liberar alguns de seus lipídios endógenos por exemplo gordura de frango na gordura de fritura e consequentemente alterar as propriedades da gordura original A presença de alimentos faz com que o óleo escureça em uma taxa acelerada Muitas mudanças que ocorrem no óleo e nos alimentos durante a fritura são necessárias para fornecer as qualidades sensoriais típicas dos alimentos fritos Por outro lado a decomposição extensa resultante da falta de controle adequado da operação de fritura pode ser uma fonte potencial de danos não apenas à qualidade sensorial dos alimentos fritos mas também ao valor nutricional Fatores como alta tempera tura longos tempos de fritura e contaminantes metálicos favorecem a decomposição extensiva do óleo Para evitar o desenvolvimento de sabores desagradáveis nos alimentos durante a fritura ou seja para minimizar a decomposição oxidativa extensa algumas considerações são importantes Nesta unidade falamos um pouco sobre o conceito básico as principais classificações e a importância dos lipídeos no nosso dia a dia Além disso abordamos como o entendimento das propriedades físicas e químicas desses compostos podem afetar a qualidade sensorial e nutricional dos alimentos Ter em mente os conceitos básicos apresentados nesta unidade te permite atuar no melhoramento das técnicas de conservação de alimentos ricos em lipídeos visto que a degradação desses compostos na indústria alimentícia é um problema que preocupa especialistas Sendo assim a busca por soluções alternativas para minimizar o efeito da ramificação indesejada que prejudica a qualidade do produto final são de fundamental importância Óleo de boa qualidade e estabilidade Equipamento projetado adequadamente Seleção da temperatura de fritura mais baixa consistente com a produção de um produto frito de boa qualidade Remover partículas de alimentos por filtração Desligar e limpar o equipamento com frequência Substituir o óleo conforme necessário para manter a alta qualidade Uso de antioxidantes Treinamento adequado de pessoal Teste frequente do óleo durante o processo de fritura Vamos verificar agora alguns dos principais itens discutidos nesta unidade Como sugestão pro ponho que você complete o mapa mental a seguir tendo em mente a classificação dos lipídeos Agora é com você CLASSIFICAÇÃO DOS LIPÍDEOS Compostos resultantes da união dos três grupos hidroxila de glicerol com ácidos graxos em ligações do tipo ésteres Compostos com grupo carbonila na extremidade polar e uma cadeia de hidrocarbonetos Compostos resultantes da ligação glicosídica entre um carboidrato e um grupo álcool de um lipídeo Compostos que contém álcool aminado de cadeia longa Compostos que se caracterizam por conter um sistema de anéis fundidos 144 1 Com relação aos ácidos graxos assinale a alternativa correta a Os ácidos graxos são compostos anfipáticos pois a carboxila é hidrofóbica e a cauda de hidrocarbonetos é hidrofílica b Um ácido graxo insaturado apresenta ligações duplas entre os carbonos na cadeia enquanto um ácido graxo saturado possui apenas ligações simples c Nos organismos vivos normalmente os ácidos graxos contêm número ímpar de átomos de carbono e as cadeias carbônicas não possuem ramificações d Em um ácido graxo o sistema 180 tratase de um ácido graxo insaturado com 18 carbonos e o sistema 183 denota um ácido graxo saturado com 18 carbonos e nenhuma ligação dupla e Quando os três grupos hidroxila do glicerol formam ligações ésteres com triacilgliceróis o composto resultante é chamado de ácido graxo 2 Considerando o processo de oxidação dos lipídeos assinale a alternativa correta a Nos alimentos os lipídios podem ser oxidados somente por mecanismos enzimáticos b A principal via de oxidação de ácidos graxos é a fotooxidação que é responsável pela reação em cadeia de formação e decomposição do hidroperóxido ROOH c A oxidação leva ao desenvolvimento de vários sabores e odores estranhos geralmente cha mados de ranço ranço oxidativo em óleos comestíveis e alimentos contendo gordura o que torna esses alimentos menos aceitáveis d A autoxidação consiste em três etapas principais A primeira delas é a iniciação onde o radical livre gerado se liga ao oxigênio atmosférico formando o radical peróxido Após a iniciação o processo segue por uma etapa de reação em cadeia propagação onde os radicais são for mados a partir de ácidos graxos Por fim quando os radicais livres se combinam são formadas moléculas mais estáveis inibindo a propagação e dando lugar à terminação do processo e A taxa de oxidação independe da atividade da água Aa sendo igual para todos os alimentos que contém gordura 145 3 Sobre os antioxidantes assinale a alternativa correta a Os antioxidantes atrasam controlam ou previnem os processos oxidativos que levam à de terioração da qualidade dos alimentos b Os antioxidantes agem somente como doadores de hidrogênio inibindo a reação em cadeia da oxidação c Os antioxidantes sintéticos são os mais utilizados e são considerados extremamente seguros sendo que as buscas por antioxidantes naturais caíram em descrédito d Embora os compostos fenólicos sejam excelentes doadores de hidrogênio ou elétrons e seus radicais intermediários serem relativamente estáveis eles são pouco utilizados como antioxidantes devido a sua ocorrência ser restrita apenas as folhas dos vegetais e Para se definir a eficiência de um antioxidante basta considerar sua potência em uma apli cação particular MEU ESPAÇO 7 Nesta unidade entenderemos algumas características importantes das enzimas como porque elas são consideradas os catalisadores mais eficientes conhecidos Você conhecerá as principais classes de enzimas e seus efeitos nos alimentos Além disso vai entender a importância dessa classe de substâncias na indústria de alimentos e porque conhecer algumas propriedades e alguns fatores que afe tam a atividade das enzimas pode ajudar a reduzir perdas durante o processamento de alimentos Enzimas Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 148 Caroa alunoa você concorda que existem alguns fatores que são determinantes na decisão de compra de certos produtos de origem animal ou vegetal Por exemplo quando você precisa comprar frutas e verduras no mercado ou na feira uma das primeiras características que nos faz demostrar interesse por um determinado alimento é a aparência estou certa Entre um pé de alface verdinho e aquele com algumas manchas escuras você com certeza optaria pela primeira opção O mesmo raciocínio pode ser estendido para as frutas e até mesmo as carnes Ou você não escolheria levar aquele bife com coloração vermelha ao invés daquele pedaço com uma coloração marrom Todas essas alterações estão intimamente ligadas a uma classe de substâncias que merecem um pouco da nossa atenção nessa disciplina as enzimas E nós nem precisamos sair de casa para observar a ação dessas substâncias no nosso cotidiano Quer um exemplo Você já descascou e cortou uma banana para fazer salada de frutas e em poucos minutos ela ficou escura A ação das enzimas nas frutas e hortaliças in natura pode acarretar perdas econômicas consideráveis além de diminuir a qualidade nutritiva e alterar o sabor desses alimentos Acreditase que mais de 50 das perdas em frutas ocorrem como resultado da ação enzimática Vegetais verdes folhosos alimentos ricos em amido além de diversas frutas e hortaliças tropicais e subtropicais são susceptíveis a alteração de cor causada pelas enzimas resultando em perdas econômicas para os agricultores CLERICI et al 2014 O que você acha de uma experimentação simples para observar a ação das enzimas Para esse experimento você vai precisar do suco de três limões uma maçã uma banana uma pera uma batata e de recipientes para armazenar os alimentos depois de cortados UNIDADE 7 149 A maçã deve ser cortada ao meio sendo que uma metade será reservada enquanto a outra deve ter toda a superfície tratada com suco de limão Deixe o experimento em repouso por duas horas ao final desse período analise o comportamento da maça que foi tratada com suco de limão e a que não teve nenhum tratamento Repita esse experimento com a banana a pera e a batata A adição do limão na preparação de salada de frutas por exemplo é uma ótima solução para evitar o escurecimento das frutas depois de cortadas e assim garantir a boa aparência desse alimento Quando os alimentos são tratados com o suco do limão você pode observar que ele apresenta uma coloração diferente se comparado com a porção que não recebeu nenhum tratamento Você pode observar tam bém que o alimento depois de sofrer uma ação mecânica ou seja o corte passa por uma alteração na sua coloração Essa mudança de cor que observamos nesses e em outros alimentos é resultado da ação das enzimas Anote todas as observações referentes ao experimento realizado no seu Diário de Bordo Te convido agora para embarcarmos um pouco mais fundo nesse universo das enzimas vem comigo As enzimas são proteínas com atividade catalítica devido ao seu poder de ativação específica e conversão de substratos S em produtos P Algumas enzimas são compostas apenas de ami noácidos covalentemente ligados por meio de ligações peptídicas formando proteínas de diversos tamanhos Outras enzimas podem conter carboidratos fosfato e grupos cofator É importante des tacar que as enzimas têm todas as características químicas e físicas de outras proteínas Contudo destacamse por serem capazes de aumentar a velocidade de reação por um fator de até 1020 mais do que reações nas quais as enzimas não estão presentes Sendo assim podemos dizer que as enzimas são os catalisadores mais eficientes conhecidos UNICESUMAR 150 Outra característica importante é que as enzimas são extremamente específicas sendo capazes de distinguir estereoisômeros de um determinado composto As enzimas também controlam a direção das reações levando a produtos estereoespecíficos que podem ser subprodutos muito valiosos para alimentos nutrição e saúde ou os compostos essenciais da vida A especificidade é tal que por exemplo a maioria das enzimas proteolíticas rompe ligações de Laminoácidos mas não de Daminoácidos A maltase ataca a ligação α14 da maltose mas não afeta a ligação β14 de celobiose A descoberta das enzimas data do século XIX quando se iniciavam os estudos sobre a digestão dos alimentos Pasteur estabeleceu o conceito de que as enzimas fossem células vivas Na mesma época Liebig disse que a fermentação era provocada por substâncias químicas Em 1897 Kuhne propôs o nome de enzimas e nesse mesmo ano Buchner mostrou a possibilidade de fermentação na ausência de células vivas e acabou com a controvérsia de Liebig e Pasteur Somente depois de 1920 é que se iniciam os trabalhos de purificação de enzimas sendo que a primeira enzima a ser cristalizada foi a uréase em 1926 GAVA SILVA FRIAS 2008 Em uma reação a enzima ligase ao substrato um dos reagentes para formar um complexo O substrato normalmente ligase por interações não covalentes a uma pequena porção da enzima que é chamada de sítio ativo Sendo assim podemos dizer que a reação catalisada acontece no sítio ativo e normalmente ocorre em várias etapas O sítio ativo corresponde a uma pequena porção da enzima frequentemente localizada em uma fenda ou bolsão na superfície da proteína e consiste em determinados aminoácidos essenciais para a atividade enzimática A primeira etapa da reação catalisada por enzimas consiste na ligação do substrato com a enzima devido às interações específicas do substrato com o sítio ativo Dois modelos são comumente usados para descrever essa ligação o modelo chavefechadura e o modelo do ajuste induzido O modelo chavefechadura Figura 1 implica em uma grande semelhança entre a geometria do sítio ativo da enzima e o formato do substrato ou seja o substrato vai se ligar a um sítio cujo formato complementa o seu como uma chave em uma fechadura CAMPBELL FARREL 2007 Já o modelo do ajuste induzido Figura 2 considera o fato de que as proteínas têm flexibilidade conformacional Sendo assim a ligação do substrato induz uma mudança conformacional na enzima que resulta em um encaixe complementar depois que o substrato é ligado CAMPBELL FARREL 2007 Figura 1 Representação do modelo chavefechadura Descrição da Imagem a imagem é uma ilustração da representação do modelo de Ajuste Induzido Na parte superior da imagem está escrito Modelo de ajuste induzido Na esquerda observese uma forma quadrada com uma pequena deformação na parte superior no formato de ondas assim forma oval tem uma coloração laranja e embaixo dela está escrito Enzima Ainda na esquerda na parte superior observese um círculo de coloração verde e em cima dele está escrito Substrato Do lado direito separado por uma seta observese o encaixe de forma quadrada laranja com o círculo verde em cima está escrito Complexo EnzimaSubstrato Figura 2 Representação do modelo de Ajuste Induzido Descrição da Imagem a imagem é uma ilustração da representação do modelo de Ajuste Induzido Na parte superior da imagem está escrito Modelo de ajuste induzido Na esquerda observese uma forma quadrada com uma pequena deformação na parte superior no formato de ondas essa forma oval tem uma coloração laranja e embaixo dela está escrito Enzima Ainda na esquerda na parte superior observese um círculo de coloração verde e em cima dele está escrito Substrato Do lado direito separado por uma seta observese o encaixe de forma quadrada laranja com o círculo verde em cima está escrito Complexo EnzimaSubstrato UNICESUMAR 152 Depois que o substrato é ligado a catálise pode acontecer A medida que ligações são rompidas e novas ligações são formadas o substrato se trans forma em produto Então o produto é liberado da enzima que pode ca talisar a reação de mais um substrato para formar um produto Figura 3 Enzima Enzima Complexo enzimasubstrato Produtos Substrato Complexo enzimaproduto Figura 3 Mecanismo que represente a função da enzima Descrição da Imagem a imagem é um esquema que representa a função da enzima As figuras da imagem estão posicionadas no formato de um círculo e no centro dele está escrito função da enzima Na parte superior observase um meio círculo com uma deformação no formato de duas ondas e no centro está escrito Enzima Logo a direita desse meio círculo observase duas bolas roxas de mesmo tamanho e coladas uma na outra em cima delas está escrito Substrato Logo abaixo seguido de seta no sentido horário observase um meio círculo com duas bolas roxas encaixadas no espaço da deformação conforme citado na primeira figura da imagem e no centro está escrito Complexo EnzimaSubstrato Na sequência seguido de uma seta e na parte inferior da imagem observase um meio círculo com duas bolas encaixadas uma laranja e uma verde e no centro está escrito Complexo EnzimaProduto Seguido de outra seta e subindo novamente na imagem observase um meio círculo com uma deformação no formato de duas ondas e no centro está escrito Enzima de cada uma das deformações saem as bolas laranja e verde indicadas por setas no sentido diagonal entre essas duas bolas está escrito Produtos E por fim seguida de uma seta voltase ao topo da imagem com a figura do primeiro meio círculo já descrito UNIDADE 7 153 Em função da grande especificidade das enzimas cada uma tem seu próprio e único mecanismo de catálise Para que a atividade enzimática seja observada pri meiro a enzima deve ligarse não covalentemente a um composto no sítio ativo segundo deve haver conversão química do composto inicial em um novo composto O mecanismo para a reação catalisada por uma enzima pode ser resumido pela equação abaixo Eq 1 CAMPBELL FARREL 2007 1 2 1 K K K E S ES E P Eq 1 Em que K1 é a constante de velocidade para a for mação do complexo enzimasubstrato ES a partir da enzima E e do substrato S Já K1 é a constante de velocidade para a reaç ão reversa dissociação do complexo ES para liberar enzima e substrato Enquan to K2 é a constante de velocidade para a conversão do complexo ES em produto P e a posterior liberação do produto da enzima As enzimas que atuam como catalisadores são regeneradas ao final da reação Os seis principais tipos de enzimas com base na rea ção química catalisada são apresentados no Quadro 1 REALIDADE AUMENTADA Um exemplo prático de ação das enzimas é a produção de açúcar invertido pela ação da enzima inver tase Esta enzima tem a capacidade de quebrar hidrolisar a sacarose em glicose e frutose UNICESUMAR 154 Tipo de enzima Reação Oxidoredutases São enzimas que oxidam ou reduzem substratos pela transferência de hidrogênios ou elétrons ou pelo uso de oxigênio reações de óxidorredução Transferases São enzimas que removem grupos menos H de substratos e os transfe rem para moléculas aceitadoras menos água Envolvem transferência de radicais Hidrolases São enzimas nas quais a água participa da quebra das ligações covalentes do substrato ou seja envolvem reações de hidrólise Liases São enzimas que removem grupos de seus substratos não por hidrólise para deixar uma ligação dupla ou que inversamente adicionam grupos a ligações duplas Isomerases São enzimas que provocam uma isomerização do substrato Quando a isomerização consiste em uma transferência intramolecular de um grupo como 2fosfoDglicerato para 3fosfoDglicerato a enzima é chamada de mutase por exemplo Dfosfoglicerato 23fosfomutase Isomerases que catalisam inversões de grupos assimétricos são denominados racemases ou epimerases dependendo se o substrato contém um ou mais de um centro de assimetria respectivamente Um prefixo numérico é anexado à palavra epimerase para mostrar a posição da inversão Ligases São enzimas que catalisam a ligação covalente de duas moléculas juntamente com a quebra de uma ligação pirofosfato como no ATP Oca sionam reações de síntese Quadro 1 Classificação das enzimas em seis grupos principais Fonte adaptado de Fennema 1996 Nas plantas as enzimas variam de acordo com a espécie Por exemplo a poligalacturonase responsável pelo amolecimento pode ser encontrada em altas concentrações no tomate e não ser detectada no cranberry cenoura e uva A lipoxigenase é encontrada em alta concentração na soja mas ocorre em níveis quase imperceptíveis no trigo e no amendoim Já a peroxidase é encontrada essencialmente em todas as frutas A polifenoloxidase é uma das enzimas mais visíveis nas plantas está presente em altas concentrações em algumas uvas ameixas figos tâmaras folhas de chá e café em grão onde sua ação é desejada e está presente em concentrações moderadas em pêssegos maçãs bananas batatas e alface onde sua atividade é indesejável e não está presente em pimentas Algumas ações como a desintegração parcial dos tecidos por envelhecimento ou hematomas por insetos ou microrganismos por descascamento corte fatiamento ou por congelamento e desconge lamento permitem que as enzimas atuem muito rapidamente em seus substratos Isso pode causar mudanças rápidas na cor textura sabor aroma e qualidades nutricionais dos alimentos Quando isso UNIDADE 7 155 acontece o tratamento térmico armazenamento em baixa temperatura eou o uso de inibidores en zimáticos são necessários para estabilizar o produto Os níveis de atividade de uma determinada enzima podem ser altamente variáveis em alimentos crus A idade maturidade de um organismo e as condições ambientais de crescimento especialmen te das plantas incluindo temperatura disponibilidade de água solo e fertilização afetam o nível de atividade enzimática Felizmente a taxa de desnaturação das enzimas geralmente é de primeira ordem portanto o tempo necessário para inativar uma porcentagem fixa da enzima é independente de sua concentração No entanto em diferentes concentrações iniciais de enzima ativa as concentrações absolutas de enzima ativa restante serão diferentes isso porque leva mais tempo para inativar toda a enzima com concen tração inicial mais alta Algumas variáveis são conhecidas por afetarem a velocidade das reações catalisadas por enzima como a concentração das enzimas e do substrato o pH a temperatura a atividade de água e os sol ventes orgânicos Além disso existem substâncias chamadas de ativadores e inibidores que também afetam a velocidade dessas reações Nas reações catalisadas por enzimas a relação entre velocidade e concentração da enzima E é geralmente linear quando todos os outros fatores como concentração do substrato pH e temperatura são mantidos constantes Figura 4 Sendo assim dobrar a E dobra a velocidade assim como triplicar a E triplica a velocidade 0 Velocidade Concentração da enzima Figura 4 Relação esperada entre a concentração da enzima e a velocidade de reação observada Fonte Fennema 1996 Descrição da Imagem a figura traz a representação de um gráfico quadrado sem fundo com pontilhados intercalados por pequenos espaços em toda sua extensão horizontal e vertical sendo na parte interna No lado esquerdo está escrito Velocidade e embaixo está escrito Concentração da Enzima No centro do quadrado tem uma linha inclinada que sai do vértice inferior esquerdo e vai até a parte superior do quadrado mas sem tocar em nenhuma reta No vértice inferior esquerdo tem o número zero UNICESUMAR 156 O pH tem um efeito significativo na atividade da maioria das enzimas Pepsina peróxidos tripsina e fosfatase alcalina têm atividade ótima em aproximadamente pH 2 6 8 e 10 respectivamente Como você pode ver na Figura 5 todas as curvas de atividade vs pH são em forma de sino com a atividade diminuindo para quase zero em 2 unidades de pH abaixo ou acima do pH ideal Porcentagem de atividade máxima pH 100 80 60 40 20 2 4 6 8 10 12 a b c d Figura 5 Efeito do pH na atividade de algumas enzimas a Pepsina b Ficus glabrata peroxidase c Tripsina d Fosfatase alcalina Fonte Fennema 1996 O pH ótimo de algumas enzimas encontradas em produtos alimentícios crus está listado na Tabela 1 Enzima pH ótimo Fosfatase alcalina leite 10 αAmilase salivar humana 7 βAmilase batata doce 5 Catalase fígado bovino 310 Lipase pancreática 7 Pectina esterase plantas superiores 7 O pH ótimo irá variar com a fonte e as condições experimentais Esses valores de pH devem ser considerados valores aproximados Tabela 1 pH ótimo de algumas enzimas Fonte adaptada de Fennema 1996 Descrição da Imagem a figura traz a representação de um gráfico quadrado sem fundo com pontilhados intercalados por pequenos espaços em toda sua extensão horizontal e vertical sendo na parte interna No lado esquerdo está escrito Porcentagem de atividade máxima e na linha vertical temos os números 20 40 60 80 e 100 e embaixo está escrito pH e na linha horizontal os números 2 4 6 8 10 e 12 No centro do quadrado têm 4 linhas no formato de sino Todas as linhas sobem até atingir o valor de 100 que está na vertical e descem novamente formando um sino O meio da primeira linha está em pH 2 e tem a letra a escrita em cima O meio da segunda linha está em pH 6 e tem a letra b escrita em cima O meio da terceira linha está em pH 8 e tem a letra c escrita em cima esta se apresenta em formato pontilhado e é a única linha que não desce até próximo à linha horizontal inferior ela para entre o número 100 e 80 O meio da quarta linha está em pH 10 e tem a letra d escrita em cima UNIDADE 7 157 O pH ótimo pode variar em função do tipo e da concentração do substrato ou seja o pH ótimo de uma enzima depende da natureza da enzima e das condições usadas para medir a atividade em função do pH O armazenamento de alimentos no ponto de congelamento da água ou logo abaixo dele deve ser evitado Conforme a água congela a enzi ma e o substrato se tornam mais concentrados o que pode levar a um aumento da atividade Além disso o congelamento e o descongelamen to rompem os tecidos permitindo maior acesso da enzima ao substrato Fennema 1996 relatou que em Aa abaixo de 035 1 de água total não há atividade de fos folipase na lecitina Já com Aa acima de 035 há um aumento não linear na atividade sendo que a atividade máxima ainda não foi alcançada com Aa de 09 cerca de 12 do conteúdo total de água A βamilase não teve atividade no amido até cerca de 08 de Aa 2 de água total a atividade então aumentou 15 vezes com Aa igual a 095 12 de água total A partir desses exemplos podese concluir que o conteúdo total de água deve ser 12 para prevenir a atividade enzimática Os solventes orgânicos podem ter dois efeitos principais nas reações catalisadas por enzimas um efeito na estabilidade e um efeito na direção das reações reversíveis Esses efeitos são diferentes em solventes imiscíveis em água e miscíveis em água Há também uma mudança na estereoespecificida de dos produtos formados em solventes orgânicos Existem algumas substâncias que interferem na ação de uma enzima e desaceleram a veloci dade de uma reação essas substâncias são cha madas de inibidores Os inibidores podem afetar uma reação enzimá tica de duas formas diferentes Um inibidor pode ligarse à enzima e ser liberado em seguida deixan doa em sua condição original é o que chamamos de inibidor reversível Assim como um inibidor pode reagir com a enzima produzindo uma pro teína que deixa de ser enzimaticamente ativa é o que chamamos de inibidor irreversível Os inibidores reversíveis podem ser de duas classes diferentes com base nos sítios na enzi ma à qual se ligam Os inibidores competitivos consistem em compostos muito semelhantes a estrutura do substrato ou seja o inibidor pode se ligar ao sítio ativo da enzima e bloquear o acesso do substrato Figura 6 Descrição da Imagem na parte superior da imagem está escrito Inibidor competitivo Descendo na imagem observa se uma forma não definida de coloração roxa e em cima dela está escrito substrato essa forma não definida é seguida de uma seta curva que aponta para o lado superior direito da imagem Na sequência observase uma forma semelhante a um círculo com deformação na parte superior Embaixo dele está escrito enzima e em cima existe uma outra forma não definida de coloração verde que se encaixa no círculo mas deixa alguns espaços vazios Próximo dessa forma não definida está escrito inibidor competitivo Figura 6 Esquema de ação de um inibidor competitivo Inibidor competitivo Substrato Inibidor competitivo UNICESUMAR 158 Os inibidores não competitivos se ligam à enzima em um sítio que não o sítio ativo provocando uma mudança na estrutura da enzima especialmente em torno do sítio ativo O substrato ainda consegue se ligar ao sítio ativo mas a enzima não pode catalisar a reação quando o inibidor está ligado a ela Figura 7 Substrato normal Inibidor não competitivo Figura 7 Esquema de ação de um inibidor não competitivo Existem algumas substâncias não proteicas que participam das reações enzimáticas e são regeneradas para reações futuras são os chamados cofatores Os íons metálicos formam uma das duas classes impor tantes de cofatores A outra classe importante consiste em uma mistura de compostos orgânicos muitos deles são vitaminas ou estão metabolicamente relacionadas às vitaminas e são chamados de coenzimas As coenzimas portanto não fazem parte da molécula enzimática Entre elas podese citar ácido ascórbico coenzima Q citocromos coenzima A entre outras Muitas dessas coenzimas estão envolvidas em reações de oxidorredução que fornecem energia para o organismo especialmente as vitaminas B Uma outra classe de substancias que por outro lado encontrase firmemente ligada à molécula da enzima é chamada de grupo prostético O seu modo de atuar é muito semelhante ao das coenzimas Exemplos de grupos prostéticos são o grupo das flavinas piridoxana tiamina entre outros As enzimas têm um impacto muito importante na qualidade de nossos alimentos uma vez que o crescimento e a maturação dos alimentos dependem da ação dessas moléculas Para qualquer organismo a vida começa Descrição da Imagem a imagem apresenta quatro círculos azuis vistos de forma horizontal Da esquerda para a direita o primeiro círculo possui duas deformações uma na parte superior no formato de dois hexágonos unidos e uma na parte inferior direita no formato de um pequeno círculo Em cima do primeiro círculo observamse dois hexágonos amarelos unidos com uma seta diretiva que aponta para o espaço vazio e em cima deles está escrito substrato normal No segundo círculo observase o encaixe perfeito dos dois hexágonos amarelos na deformação superior do círculo azul e continua na parte inferior direita o formato de um pequeno círculo igual da primeira imagem O terceiro círculo também possui duas deformações uma na parte superior no formato de dois hexágonos levemente deformados e com uma seta diretiva que aponta para o espaço vazio e uma na parte inferior direita no formato de um pequeno círculo Em cima dele observamse dois hexágonos amarelos unidos e na parte inferior direita observase um pequeno círculo verde com uma seta diretiva apontando para o espaço vazio no canto inferior direito Embaixo do círculo verde está escrito inibidor não competitivo No quarto círculo observase o encaixe imperfeito dos dois hexágonos amarelos na deformação superior do círculo azul e o encaixe perfeito do círculo verde na deformação inferior direita do círculo azul UNIDADE 7 159 com a ação enzimática nos processos de gestação e fertilização Na verdade as enzimas são os catalisadores que tornam a vida possível As enzimas também podem ser adicionadas aos alimentos durante o processamento para alterar suas características Assim como as enzimas microbianas que permanecem após a destruição dos micror ganismos continuam afetando a qualidade dos alimentos processados Por exemplo molhos à base de amido podem sofrer alterações indesejáveis na consistência por causa das αamilases microbianas estáveis ao calor que sobrevivem a um tratamento térmico suficiente para destruir os microrganismos Quando pensamos nas características sensoriais de um alimento a cor é provavelmente o primeiro atributo que o consumidor associa à qualidade e aceitabilidade dos alimentos Um bife deve ser ver melho não roxo ou marrom Figura 8 Figura 8 Exemplo de um pedaço de carne com coloração vermelha e um pedaço de carne com coloração marrom A vermelhidão se deve apenas à oximioglobina o principal pigmento da carne Em certas condições há oxidação da oximioglobina passando o pigmento para forma conhecida por metamioglobina responsável pela cor marrom da carne As reações catalisadas por enzimas na carne podem competir por oxigênio podem produzir compostos que alteram o estado de oxidaçãoredução e o conteúdo de água e portanto podem influenciar a cor da carne No amadurecimento das frutas a cor verde diminui e é substituída pelas cores vermelha laranja ama rela e preta Todas essas mudanças são resultado da ação enzimática Três enzimas principais responsáveis por alterações químicas de pigmentos em frutas e vegetais são lipoxigenase clorofilase e polifenoloxidase A polifenoloxidase por exemplo está associada ao escurecimento enzimático de frutas e vegetais Portanto muito estudos visam o desenvolvimento de métodos para o controle da atividade dessa enzima As enzimas assim como os microrganismos podem causar alterações químicas nos alimentos Você já se perguntou por que banana maçã pêssego e demais frutas apodrecem tão rápido Saiba que as enzimas desempenham um papel muito importante nesse processo Descrição da Imagem a imagem apresenta duas fotografias À esquerda observase um pedaço de corte de carne crua com coloração vermelha o fundo da imagem é todo branco À direita observase um pedaço de corte de carne com coloração marrom a carne está sobre uma base de cor bege o fundo da imagem é branco UNICESUMAR 160 O escurecimento enzimático de frutas pode ser desencadeado por impactos e abrasões causados no mo mento da colheita por exemplo As manchas surgem como resposta da oxidação de compostos fenólicos Inicialmente as lesões causam um colapso celular que resulta no contato dos compostos fenólicos com enzimas ligadas ao escurecimento E as reações resultantes desse processo resultam no escureci mento da superfície da fruta perda de aroma e demais propriedades organolépticas redução do valor nutricional e da vida útil da fruta Após o descascamento e corte da banana por exemplo os fenóis presentes na polpa da fruta são oxi dados pelas polifenoloxidases formando as melaninas que são os pontos pretos que aparecem na banana R OH OH OH R O O HO HO O C N I H Melanina Quinona Catecol PPOO2 2 H O Figura 9 Reação de oxidação formação de melanina Fonte Santos et al 2012 Descrição da Imagem a imagem mostra a reação de formação da melanina Da esquerda para direita observase uma estrutura que corresponde a um hexágono insaturado que possui uma hidroxila ligada em dois dos vértices e um grupo R ligado em outro vértice Embaixo dessa estrutura está escrito Catecol Na sequência observase duas setas de sentidos opostos na posição vertical Em cima das setas está escrito PPOO2 Depois das setas observase outra estrutura química que consiste em um hexágono insaturado que possui um grupo O ligado em dois dos vértices e um grupo R ligado em outro vértice Embaixo dessa estrutura está escrito Quinona e ela é seguida de um sinal de mais e de H2O Na sequência observase outra seta na vertical que aponta para uma estrutura que consiste em dois hexágonos fundidos e insaturados Um dos hexágonos possui um N em um dos vértices e um H ligado a esse N Além disso possui o grupo COOH ligado em outro vértice O outro hexágono possui um grupo OH ligado em dois dos vértices Embaixo dessa estrutura está escrito Melanina UNIDADE 7 161 Os compostos fenólicos das frutas como o Catecol são oxidados por meio de reações de eliminação onde hidrogênio é extraído do composto fenólico os produtos iniciais dessa oxidação são a água e a qui nona essa última pode se condensar formando polímeros escuros insolúveis denominados de melanina A composição fenólica de frutas e hortaliças varia conforme sua espécie seu cultivo seu grau de amadurecimento condições ambientais de desenvolvimento e de armazenamento As polifenoloxidases PPO são as responsáveis por oxidar os fenóis A reação de escurecimento em frutas vegetais e sucos de frutas é um grande problema para a in dústria de alimentos O uso dos ácidos ascórbico e ácido cítrico ambos presentes no suco de limão são aliados importantes na conservação de frutas pois são capazes de reduzir o escurecimento enzimático A lipoxigenase é outra enzima que desempenha funções importantes sobre os alimentos algumas desejáveis e outras indesejáveis Dentre os quais podemos citar o branqueamento das farinhas de trigo e soja a formação de ligações dissulfeto no glúten durante a formação da massa a destruição de clorofila e carotenos o desenvolvimento de sabores e aromas estranhos o dano oxidativo a vitaminas e proteínas e a oxidação dos ácidos graxos essenciais ácidos linoleico linolênico e araquidônico A textura dos alimentos é outro atributo de qualidade muito importante Em frutas e vegetais a textura se deve principalmente aos carboidratos complexos substâncias pécticas celulose hemi celuloses amido e lignina Existem uma ou mais enzimas que atuam em cada um dos carboidratos complexos que são importantes na textura dos alimentos As proteases por exemplo são importantes no amolecimento dos tecidos animais e alimentos vegetais ricos em proteínas A hidrólise específica da κcaseína desestabiliza a micela de caseína fazendo com que ela se agregue para formar uma coalhada A ação de proteases microbianas adicionadas intencionalmente durante o envelhecimento de queijos auxilia no desenvolvimento de sabores A atividade da protease nas proteínas do glúten de massas de pão de trigo durante o crescimento é importante na qualidade dos pães cozidos UNICESUMAR 162 O efeito das proteases para amaciar a carne é muito conhecido e economica mente importante Após a morte o músculo se torna rígido devido ao rigor mortis Por meio da ação de proteases durante o armazenamento 721 dias o músculo se torna mais macio e suculento Enzimas exógenas como papaí na proveniente do mamão e ficina proveniente do figo são adicionadas a algumas carnes para amaciálas As amilases enzimas que hidrolisam o amido são encontradas não apenas em animais mas também em plantas superiores e microrganismos Uma vez que o amido contribui de forma importante para a viscosidade e textura dos alimentos sua hidrólise durante o armazenamento e processamento merece atenção Existem três tipos principais de amilases αamilases βamilases e glucoa milases elas atuam principalmente no amido e no glicogênio As amilases glucoamilases e isomerases de glicose permitem que o amido seja comercial mente convertido a outros produtos úteis Além disso a αamilase e a βamilase são muito importantes na fabricação de cerveja As enzimas podem causar sabores e aromas estranhos nos alimen tos principalmente durante o armazenamento Por exemplo alimentos como feijão verde ervilhas verdes milho brócolis e couveflor podem de senvolver sabores e aromas desagradáveis e muito perceptíveis durante o armazenamento congelado Para saber se o tratamento térmico foi adequado são utilizadas enzimas para indicadores Os indicadores mais utilizados são a peroxidase em frutas e hortaliças a fosfatase alcalina em leite laticínios e presunto e a βacetil glucosaminidase para ovos A peroxidase por exemplo é uma enzima relativamente resistente ao calor e geralmente não está associada ao desenvolvimento de defeitos nos alimentos Por isso é muito usada como indicador para o tratamento térmico adequado de alguns alimentos O branqueamento é um tratamento térmico suave de frutas e vegetais crus realizado principalmente para estabilizálos contra a deterioração enzimática eou crescimento microbiano durante o armaze namento Outro tratamento térmico muito seme lhante mas que é utilizado no leite e alguns outros produtos alimentícios é chamado de pasteurização UNIDADE 7 163 O branqueamento tem a principal função de inativar enzimas principalmente de frutas e hortali ças Os produtos são aquecidos de 70 ºC a 90 ºC durante alguns minutos para inativar as enzimas como polifenoloxidades poligalacturonases peroxidades clorofilases catalases entre outras Os equipamentos usados para o branqueamento sempre envolvem a passagem do alimento em banho de água ou uma atmosfera de vapor saturado A pasteurização é um tratamento térmico que elimina a grande maioria dos microrganismos presentes nos alimentos A temperatura não passa de 100 ºC sob pressão atmosférica normal podendo esse aquecimento ser produzido por vapor água quente radiações ionizantes microondas entre outros Os tempos e temperaturas de pasteurização dependem do método e do produto a ser tratado As enzimas são ideais para produzir mudanças importantes nas propriedades funcionais dos alimentos para remover constituintes tóxicos e para produzir novos ingredientes Isso ocorre porque elas são altamente específicas agem em baixas temperaturas 2545 C e não produzem reações paralelas O uso de enzimas relacionadas com alimentos trouxe resultados muito promissores Por exemplo a produção de xarope de milho com alto teor de frutose que envolve αamilase glucoamilase e glicose isomerase Além disso muitos adoçantes também podem ser produzidos enzimaticamente Outro exemplo é o uso de aminoacilases para separar misturas racêmicas de D e Laminoácidos em lotes de várias toneladas Podese destacar o uso de lipases específicas para produzir lipídios com ponto de fusão e insaturação predeter minados ou localização específica de um ácido graxo em um triacilglicerol Os alimentos crus geralmente contêm compostos tóxicos que às vezes são removidos por tratamento térmico adequado extração ou por reações enzimá ticas Um fato curioso é que existem no mundo milhares de plantas que podem ter potencial como fonte de alimento Contudo muitas não são usadas devido a propriedades indesejáveis algumas das quais poderiam ser resolvidas com o uso adequado de enzimas Em alguns casos as concentrações dessas substâncias indesejáveis e na turais devem ser reduzidas antes que o alimento possa ser consumido com segurança Alguns tratamentos de processamento estimulam a ação enzimática para degradar o constituinte indesejado ou inativam enzimas que catalisam a formação de substâncias indesejadas As enzimas como já mencionamos anteriormente tem um papel funda mental na fabricação de cervejas A indústria cervejeira usa amiloglucosidases por exemplo para fazer cervejas light pois elas garantem a fermentação com UNICESUMAR 164 pleta do amido Além disso o uso de βglucanases pode resolver os problemas de alta viscosidadetaxa de filtração lenta Acetolactato descarboxilase é usada para encurtar o tempo de maturação evitando a formação de diacetil Quando pensamos na degradação de resíduos as enzimas também têm um papel muito impor tante Por exemplo por serem fonte de aminoácidos essenciais para microrganismos as proteínas são degradadas rapidamente por uma série de proteases encontradas em plantas e microrganismos ou seja elas são rápidas e especificamente hidrolisadas em aminoácidos de maneira eficiente As lipases por sua vez hidrolisam os triacilgliceróis em ácidos graxos mono eou diacilgliceróis e glicerol Os monoacilgliceróis equivalem a 70 dos emulsificantes utilizados nas indústrias alimen tícias cosméticas e farmacêuticas FREGOLENTE et al 2009 A substituição da rota química pela rota enzimática na produção de monoacilgliceróis e diacilgli ceróis tem se mostrado uma alternativa interessante para fabricar produtos mais saudáveis ou seja produtos livres de reações de polimerização e de gorduras na configuração trans Além disso no processo enzimático é possível explorar a seletividade das enzimas em relação aos ácidos graxos e sua regiosseletividade Os níveis de enzimas produzidas pelo nosso corpo são controlados pela nossa genética pela idade e pela dieta Uma quantidade surpreendentemente grande de enzimas é produzida todos os dias por nosso organismo para digerir os alimentos O fígado é a principal fábrica do corpo que requer enzimas Existem inúmeros defeitos genéticos conhecidos que resultam em produção de enzimas abaixo do normal ou na produção de enzimas defeituosas Algumas dessas deficiências enzimáticas como alcaptonúria fenilcetonúria galactosemia doença de Gaucher entre outras necessitam de tratamentos especiais Outras como deficiência de lactase requerem modificação da dieta Muitas doenças genéticas resultam em mudanças nos níveis dos prin cipais sistemas enzimáticos do corpo humano e isso por sua vez in fluencia em como as pessoas escolhem seus alimentos Um exemplo de deficiência de enzimas humanas é a incapacidade de tolerar a lactose deficiência de βgalactosidase Pensando nesse assunto tão importante atualmente preparei um podcast para falar um pouco mais sobre o papel das enzimas nos casos de alergiasintolerâncias Dê o play As alergiasintolerâncias alimentares afetam muitos indivíduos e envolvem produtos alimentícios in cluindo leite trigo e ovos Várias dessas doenças podem ser prevenidas aumentando o nível da enzima deficitária no indivíduo afetado UNIDADE 7 165 A composição enzimática do nosso corpo muda com a idade os bebês por exemplo produzem qui mosina no estômago para coagular o leite Mais tarde a quimosina é substituída por pepsina tam bém uma protease para a digestão de proteínas A maioria dos bebês também apresenta níveis relativa mente altos de βgalactosidase na mucosa do intes tino delgado utilizada para hidrolisar a lactose em glicose e galactose ambas importantes para energia Com o avançar da idade o nível de βgalac tosidase diminui e estimase que 80 de todos os adultos não podem consumir leite e vários la ticínios sem algum desconforto Alguns grupos étnicos são menos tolerantes ao leite e produtos lácteos do que outros A adequação da biossíntese enzimática também está relacionada à dieta Mais de 150 enzimas re querem Zn2 como fator essencial e outras enzimas requerem outros cofatores A biossíntese de enzimas requer a presença de aminoácidos essenciais sendo assim esses constituintes devem estar disponíveis em quantidades adequadas na dieta Nesta unidade vimos que as enzimas são extre mamente importantes pois são responsáveis por garantir o funcionamento adequado do nosso orga nismo assim como evitar prejuízos econômicos nas indústrias de alimentos Conhecer as características dessa classe de substâncias e como elas atuam no metabolismo dos alimentos pode contribuir para o melhoramento das técnicas de processamento e armazenamento dos alimentos visando redução de custos e acima de tudo segurança para o consumi dor Além disso vimos que a deficiência de enzimas no nosso organismo pode resultar em alergiasin tolerâncias a determinados alimentos e que apesar das pesquisas terem avançado muito nesse campo ainda são necessários novos estudos para tentar resolver eou amenizar esse problema 166 Vamos verificar agora alguns dos principais itens discutidos nesta unidade Como sugestão pro ponho que você complete o mapa mental a seguir Vamos lá ENZIMAS Variáveis que afetam as reações catalisadas por enzimas Concentração do substrato Características Amilases Enzimas que desempenham funções importantes sobre os alimentos Modelos usados para descrever a ligação do substrato com a enzima Principais tipos de enzimas Oxidoredutases Cofatores Íons metálicos Inibidores 167 1 Com relação a característica das enzimas assinale a alternativa correta a O sítio ativo corresponde a uma pequena porção da enzima frequentemente localizada em uma fenda ou bolsão na superfície da proteína e consiste em determinados aminoácidos essenciais para a atividade enzimática b A primeira etapa da reação catalisada por enzimas consiste na ligação do produto com a enzima devido às interações específicas do produto com o sítio ativo c As enzimas não são específicas ou seja não são capazes de distinguir estereoisômeros de um determinado composto d As enzimas podem ser compostas apenas de aminoácidos covalentemente ligados por meio de ligações peptídicas formando proteínas de diversos tamanhos e outras enzimas podem conter carboidratos fosfato e grupos cofator Contudo elas não possuem as características químicas e físicas de outras proteínas e As enzimas não são capazes de aumentar a velocidade das reações sendo assim podemos dizer que as elas são péssimos catalisadores 2 Com relação as variáveis que afetarem a velocidade das reações catalisadas por enzimas avalie se as sentenças são verdadeiras V ou falsas F Nas reações catalisadas por enzimas dobrar a concentração da enzima E dobra a velocidade quando todos os outros fatores como concentração do substrato pH e temperatura são mantidos constantes O pH tem um efeito significativo na atividade da maioria das enzimas sendo que as curvas de atividade vs pH são em forma de sino com a atividade aumentando consideravelmente em 2 unidades de pH abaixo ou acima do pH ideal Os solventes orgânicos podem ter efeito na estabilidade e efeito na direção das reações reversíveis Há também uma mudança na estereoespecificidade dos produtos formados em solventes orgânicos Devese fazer o armazenamento de alimentos no ponto de congelamento da água ou logo abaixo dele pois conforme a água congela a enzima e o substrato se tornam mais concen trados podendo levar a um aumento da atividade Um inibidor reversível irá ligarse à enzima e ser liberado em seguida deixandoa em sua condição original Já um inibidor irreversível irá reagir com a enzima produzindo uma proteína que deixa de ser enzimaticamente ativa Assinale a alternativa que corresponde à sequência correta a F F V F V b F V F V F c V F V F V d V V F F V e V V F V F 168 3 Com relação às enzimas e suas aplicações na indústria de alimentos assinale a alternativa correta a Os fenóis presentes na polpa da fruta são oxidados pelas lipoxigenases formando as mela ninas que são os pontos pretos que aparecem nas frutas b A ligase tem como principais efeitos nos alimentos a destruição de clorofila e carotenos o desenvolvimento de sabores e aromas estranhos o dano oxidativo a vitaminas e proteínas e a oxidação dos ácidos graxos essenciais ácidos lineoléico linolênico e araquidônico c A ação de isomerases adicionadas intencionalmente durante o envelhecimento de queijos auxilia no desenvolvimento de sabores característicos desse alimento d A peroxidase uma enzima relativamente resistente ao calor geralmente não associada ao desenvolvimento de defeitos nos alimentos é muito usada como indicador para o tratamento térmico adequado desses alimentos e O principal pigmento da carne é a metamioglobina Em certas condições há oxidação da metamioglobina passando o pigmento para forma conhecida por oximioglobina responsável pela cor marrom da carne 8 Nesta unidade entenderemos o que é a fermentação os seus con ceitos os seus tipos as principais reações e os principais produtos Também veremos como a tecnologia das fermentações foi desco berta e como ela é utilizada atualmente especialmente na produção de alimentos e bebidas Tecnologia da Fermentação Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 170 Caroa alunoa imagine que você está sentadoa à mesa a qual possui diversos tipos de alimentos e bebidas queijos iogurtes salames vinhos cervejas pães vegetais em conserva kombucha chocolate Uma mesa farta não Você poderia imaginar o que todos esses alimentos podem ter algo em comum Você sabe qual é o tipo de processo que aproxima todos esses alimentos Dica é uma das maiores descobertas da humanidade Conforme relatado por Goldoni 2021 até 40 do suprimento de alimentos no mundo é de pro dutos alimentícios que passaram por algum tipo de fermentação A fermentação é um processo no qual um microrganismo se desenvolve no alimento e produz compostos químicos que conferem aroma e sabor Esse desenvolvimento e compostos produzidos também influencia no crescimento de outros microrganismos aqui chamados de contaminantes impedindo ou diminuindo as chances de que estes se desenvolvam e deteriorem o alimento Todos os alimentos que destacamos no início do nosso texto passaram pela fermentação seja como uma das etapas para produzir o alimento ou a bebida seja como principal processo no seu pre paro A fermentação é uma das mais antigas técnicas empregadas para a conservação de alimentos e bebidas É muito acessível e gerenciável principalmente quando não é possível empregar outras técnicas como o congelamento por exemplo BATTCOCK AZAMALI 1998 No entanto a ciência da fermentação só foi descoberta muito tempo depois ao se estudar uma das mais antigas bebidas de que se tem notícia a cerveja Conheçamos mais sobre a fermentação UNIDADE 8 171 Entre os principais tipos de fermentação temos a fermentação alcoólica em que álcool e gás car bônico são gerados ou seja são produtos da transformação realizada por um tipo de microrganismo as leveduras Coloquemos a mão na massa literalmente para entender isso O pão é um dos mais antigos alimentos e constitui uma parte importante da nossa alimentação diária A massa do pão é fermentada pela ação de leveduras em um bioprocesso chamado de fermen tação alcoólica POLICARPO 2001 Sim a produção do pão é uma fermentação alcoólica Que tal um experimento para comprovar isso Para esse experimento precisaremos de farinha água fermento biológico fresco ou secoliofilizado e açúcar Prepare uma porção de massa utilizando 100g de farinha 50g de água 10g de açúcar e 1g de fermento Misture tudo muito bem e sove a massa O ponto da massa deve ser semelhante ao ponto da massa de pão Após esse preparo deixe descansar até a massa dobrar de volume Quando isso ocorrer cortea ao meio com o auxílio de uma faca e cheire a massa Anote no seu Diário de Bordo todas as observações possíveis por que o volume da massa aumentou Cheiro de que substância você percebeu nessa massa Caso você possua restrições alimentares com relação ao glúten ou açúcar por exemplo peça para que outra pessoa de sua convivência realize o experimento e faça anotações em seu Diário de Bordo das percepções sensoriais que essa pessoa teve UNICESUMAR 172 A fermentação que você acabou de experimentar é a fermentação alcoólica As leveduras que realiza ram esse processo são microrganismos que podem se desenvolver na presença de oxigênio ou na sua ausência São chamados de microrganismos anaeróbios facultativos No caso da produção da massa temos a ausência de oxigênio Então com o crescimento das leveduras gerouse gás carbônico que ficou aprisionado nas redes do glúten fazendo com que a massa cresça Na Figura 1 vemos os alvéolos obtidos durante a fermentação do pão pela presença de gás carbônico que ficou aprisionado na rede de glúten Também gerouse o álcool etílico ou etanol como outro produto Por isso o odor característico ainda que suave desse composto Figura 1 Interior de um pão assado Imagine agora quantos alimentos passam pelos mais variados processos de fermentação Sim a fer mentação alcoólica é um desses tipos de processos Um dos mais amplamente empregados Entretanto é apenas um dos tipos Para que os alimentos tenham aromas e sabores característicos outros tipos de fermentação podem ser conduzidos A fermentação é um dos processos mais antigos de conservação de alimentos Utilizada de diferentes maneiras por vários povos ao redor do mundo desde a Antiguidade a fermentação era utilizada para conservação de leite quefir queijos etc conservação de frutas e hortaliças produ ção de bebidas chás cafés cerveja vinho etc pescados entre outros Também foi utilizada para conservação de alimentos para animais Descrição da Imagem na imagem fotográfica encontramse elementos de perfil circularovalar em uma base de coloração bege clara representando a massa do pão UNIDADE 8 173 Obviamente naquela ocasião não se tinha ideia de que aquela maneira de conservar os alimen tos era porque microrganismos atuavam sobre os alimentos produzindo moléculas químicas que favorecessem a sua conservação bem como havia alteração dos atributos sensoriais dos alimentos No entanto descobriuse que ao utilizar esse tipo de armazenamento era possível estocar alimentos de maneira segura para o consumo principalmen te para tempos de escassez A fermentação só foi oficialmente descoberta milênios após a sua utilização por um cientista francês chamado Louis Pasteur Figura 2 Esse cientista desenvolveu conceitos sobre conservação dos alimentos e teorias sobre doenças Pasteur de senvolvia experimentos para entender uma questão que até então deixavao intrigado Muitas vezes ele verificou que a cerveja daquela época ficava azeda estragava Então ao realizar os seus experimentos descobriu que dentro da cerveja havia minúsculas partículas algumas maiores e outras muito menores A sua conclusão a cerveja era viva Pasteur percebeu que as partículas menores deixavam a cerveja doente que elas estragavam a bebida A partir daí ele buscou desenvolver alternativas para que essas partículas não estragassem a cerveja Foi então que ele desenvolveu um método que utilizava a temperatura elevada para matar essas partículas Nascia ali o método da pasteurização Sim é exatamente o que você está pensando Ao contrário do que a maioria das pessoas imagina a pasteurização foi desenvolvida para melhorar a qualidade das cervejas e não do leite Descrição da Imagem na imagem há a ilustração centraliza da do busto de um homem branco que possui barba e bigode fechados e cabelos curtos de cor castanha ele tem o olhar voltado para a frente para a linha do horizonte Esse homem veste um casaco escuro e usa gravata borboleta Por baixo camisa branca O fundo da imagem é laranja e possui diversos símbolos que representam a ciência como molécula DNA planeta átomo etc dispostos à direita e esquerda do homem Abaixo do busto lêse o nome do cientista Louis Pasteur Figura 2 Louis Pasteur UNICESUMAR 174 Inúmeras outras teorias foram desenvolvidas a partir do conceito de que partículas muito pequenas que estão vivas podem deixar inclusive pessoas doentes Entretanto essa é uma história para outra ocasião Contudo como de fato essas pequenas partículas faziam a cerveja E aquelas que deixavam a cerveja doente O que essas partículas fazem para que a cerveja tenha aquele sabor ou para que ela fique doente Para isso precisamos entender um pouco melhor o conceito de fermentação Vamos lá A fermentação é um processo bioquímico no qual um microrganismo retira do ambiente em que se encontra os nutrientes necessários para o seu desenvolvimento Esse ambiente além de oferecer nutrientes precisa fornecer condições ambientais ótimas como a temperatura por exemplo para que o microrganismo se desenvolva Outra maneira de entender o processo fermentativo é que o microrganismo consome os nutrientes para o seu desenvolvimento Durante esse processo moléculas químicas são produzidas e liberadas no meio em que esse microrganismo está crescendo Muitas dessas moléculas conferem aromas e sa bores e isso é o que se busca em muitos alimentos produzidos por fermentação Ou seja um processo fermentativo nada mais é do que microrganismos sobrevivendo em um determinado ambiente Podese controlar esse processo de fermentação ao fornecer mais ou menos nutrientes e alterar as condições ambientais onde o microrganismo se desenvolve Isso faz com que o metabolismo do mi crorganismo seja impactado e as concentrações dessas moléculas químicas produzidas sejam maiores ou menores Consequentemente o perfil sensorial do produto final também será diferente A fermentação pode ser induzida ou espontânea Na Antiguidade o processo espontâneo era adotado pois não se tinha ideia de que eram os microrganismos que realizavam esse processo Atualmente porém a fermentação induzida é preferida visto que o controle do processo permite a padronização dos produtos obtidos Durante o processo fermentativo os microrganismos necessitam de diferentes tipos de nutrientes para a sua sobrevivênciao seu metabolismo Esses nutrientes garantem que as células desenvolvam seu máximo potencial E quais são esses nutrientes Esses microrganismos utilizados na produção de alimentos fermentados demandam Sob condições menos favoráveis nas quais alguns desses compostos anteriores já não se fazem presentes porém os microrganismos podem ajustar seu metabolismo para que consigam sobreviver Com isso outros tipos de moléculas químicas são gerados por esses microrganismos É assim que essas moléculas podem ser aproveitadas na produção de alimentos como o álcool presente em cervejas e vinhos A fermentação induzida é aquela na qual você adiciona um tipo de microrganismo para que o pro cesso aconteça Com isso você já tem prédeterminados quais aromas e sabores estarão presentes naquele alimento ou naquela bebida que produz Você pode conduzir diferentes tipos de fermentação induzida produção de cervejas produção de massas de pães com adição de fermento biológico produção de picles Ela é como quando fazemos iogurte em casa em que colocamos a semente que pode ser um pouco de iogurte natural por exemplo Já na fermentação espontânea você dá condições para que qualquer microrganismo cresça no alimento ainda que você utilize de técnicas para inibir aqueles microrganismos que deterioram os alimentos Nessa fermentação ao mesmo tempo podem crescer leveduras e bactérias cada uma delas realizando um determinado tipo de fermentação e conferindo aromas e sabores caracterís ticos para um determinando alimento Como exemplo temos a produção de pães de fermentação natural em que leveduras e bactérias fermentam a massa simultaneamente e conferem aromas e sabores peculiares a cada tipo de fermentação Ela ocorre por exemplo quando cresce bolor no pão sem que tenhamos feito nenhum esforço para isso Uma fonte de carboidrato glicose sacarose lactose Uma fonte de nitrogênio inorgânico nitratos ou orgânico aminoácidos e peptídeos Sais minerais cálcio cloretos sulfatos magnésio zinco entre outros Vitaminas complexo B entre outras Outros compostos oxigênio entre outros A pasteurização é um método de conservação de alimentos que utiliza o calor para matar micror ganismos deteriorantes e patogênicos presentes nos alimentos A aplicação desse calor deve ser controlada a fim de garantir a qualidade sensorial dos alimentos bem como o seu valor nutricional O princípio da pasteurização é reduzir à décima parte o número de células desses microrganismos Uma unidade de pasteurização significa que o número de células de microrganismos deteriorantes ou patogênicos foi reduzida à décima parte Ou seja a cada unidade de pasteurização 90 das células dos microrganismos foram destruídas mortas O método pode ser dividido em duas técnicas pasteurização rápida ou pasteurização flash em inglês e pasteurização lenta Esta consiste em aumentar a temperatura do alimento ou da bebida a um patamar não superior a 65 ºC Então essa temperatura é mantida por um intervalo de tempo que pode variar entre 15 e 30 minutos normalmente Já na pasteurização rápida a tem peratura do produto é elevada a um patamar entre 71 e 75 ºC e mantida por poucos segundos entre 20 e 45 s Alguns parâmetros devem ser considerados e avaliados antes da pasteurização do alimento pH volume e massa carga de microrganismos se o alimento é líquido ou sólido entre outros Assim é possível estabelecer o número mínimo de unidades de pasteurização para que o alimento seja considerado seguro para o consumo após o tratamento térmico UNIDADE 8 175 A fermentação pode ser induzida ou espontânea Na Antiguidade o processo espontâneo era adotado pois não se tinha ideia de que eram os microrganismos que realizavam esse processo Atualmente porém a fermentação induzida é preferida visto que o controle do processo permite a padronização dos produtos obtidos Durante o processo fermentativo os microrganismos necessitam de diferentes tipos de nutrientes para a sua sobrevivênciao seu metabolismo Esses nutrientes garantem que as células desenvolvam seu máximo potencial E quais são esses nutrientes Esses microrganismos utilizados na produção de alimentos fermentados demandam Sob condições menos favoráveis nas quais alguns desses compostos anteriores já não se fazem presentes porém os microrganismos podem ajustar seu metabolismo para que consigam sobreviver Com isso outros tipos de moléculas químicas são gerados por esses microrganismos É assim que essas moléculas podem ser aproveitadas na produção de alimentos como o álcool presente em cervejas e vinhos A fermentação induzida é aquela na qual você adiciona um tipo de microrganismo para que o pro cesso aconteça Com isso você já tem prédeterminados quais aromas e sabores estarão presentes naquele alimento ou naquela bebida que produz Você pode conduzir diferentes tipos de fermentação induzida produção de cervejas produção de massas de pães com adição de fermento biológico produção de picles Ela é como quando fazemos iogurte em casa em que colocamos a semente que pode ser um pouco de iogurte natural por exemplo Já na fermentação espontânea você dá condições para que qualquer microrganismo cresça no alimento ainda que você utilize de técnicas para inibir aqueles microrganismos que deterioram os alimentos Nessa fermentação ao mesmo tempo podem crescer leveduras e bactérias cada uma delas realizando um determinado tipo de fermentação e conferindo aromas e sabores caracterís ticos para um determinando alimento Como exemplo temos a produção de pães de fermentação natural em que leveduras e bactérias fermentam a massa simultaneamente e conferem aromas e sabores peculiares a cada tipo de fermentação Ela ocorre por exemplo quando cresce bolor no pão sem que tenhamos feito nenhum esforço para isso Uma fonte de carboidrato glicose sacarose lactose Uma fonte de nitrogênio inorgânico nitratos ou orgânico aminoácidos e peptídeos Sais minerais cálcio cloretos sulfatos magnésio zinco entre outros Vitaminas complexo B entre outras Outros compostos oxigênio entre outros UNICESUMAR 176 Entretanto como saber quais moléculas químicas são produzidas Bom existem diferentes tipos de fermentação que são conduzidas para a obtenção de um determinado tipo de produto Também são diferentes os microrganismos que realizam fermentação bolores produção de shoyu leveduras produção de bebidas fermentodestiladas e bactérias produção de vegetais fermentados iogurte etc Cada tipo e espécie de microrganismo requer nutrientes diferentes e em concentrações distintas para poder realizar um determinado tipo de fermentação Que tal darmos uma olhada nos principais processos fermentativos empregados em alimentos Entre as técnicas de fermentações mais utilizadas na produção e conservação de alimentos estão as fermentações alcoólica e lática Então vamos entendêlas com mais detalhes A fermentação alcoólica é baseada na utilização de nutrientes para a produção de álcool etanol É claro que não é somente o álcool que nos interessa Quando imaginamos um vinho uma cerveja temos que considerar que o produto final é o conjunto de várias moléculas químicas dentre as quais encontramos o etanol O que acontece porém é que para cada tipo de bebidaalimento existem microrganismos adaptados para aquele tipo de bebidaalimento o que possibilita que as melhores características sensoriais possam ser obtidas Ou seja não é recomendado utilizar um fermento de pão para produzir cerveja ou vinho ou uísque Afinal o que é uma fermentação alcoólica Eu tenho um outro conceito para apresentar antes de vermos o que ela é Com ele ficará mais fácil para compreender o que falamos anteriormente sobre a utilização de nutrientes pelos microrganismos e os desvios dos metabolismos que eles realizam As leveduras são os microrganismos que realizam a fermentação alcoólica e ajudam na produção de pães vinhos cervejas hidromel uísque cachaça entre outras bebidas Essas leveduras são chamadas de microrganismos anaeróbios facultativos Isso quer dizer que preferencialmente esses microrganismos crescem na presença de oxigênio Ou seja seu metabolismo principal de crescimento e sobrevivência se dá em ambientes que contenham oxigênio como um dos nutrientes E quando o oxigênio acaba Quando o oxigênio presente acaba ou o fornecimento de oxigênio é cessado essas leveduras facultativamente desviam o seu metabolismo para a obtenção de energia Para que essa energia seja obtida ainda que em menor intensidade o metabolismo é desviado da respiração presença de oxigênio para a fermentação ausência de oxigênio Nesse processo as principais moléculas produzidas são o álcool etanol e o dióxido de carbono gás carbônico Agora que sabemos que as leveduras produzem o etanol como recurso de sobrevivência com preenderemos melhor a fermentação alcoólica Confira a imagem a seguir Figura 3 Você poderia imaginar que a fermentação de uma massa de pão que fazemos em casa é um dos exemplos de fermentação alcoólica Pois é É exatamente o mesmo tipo de fermentação utilizada na produção de cerveja vinho uísque entre outras bebidas fermentodestiladas UNIDADE 8 177 FERMENTAÇÃO Açúcar Levedura fermento Oxigênio Dióxido de carbono gás carbônico Açúcar Açúcar Levedura fermento Oxigênio Dióxido de carbono gás carbônico Açúcar Figura 3 Ilustração da reação química teórica do processo de fermentação alcoólica Durante o processo de fermentação alcoólica o fermento consome entre tantos nutrientes o açúcar que está presente em maior quantidade e produz álcool e gás carbônico como principais produtos Esse processo ocorre na ausência de oxigênio ou seja para que essa reação bioquímica aconteça não pode haver oxigênio dissolvido no ambiente de desenvolvimento das leveduras A fermentação alcoólica pode ser representada na teoria pela reação química descrita abaixo 6 12 6 2 3 2 2 2 2 C H O O CH CH OH CO calor Um mol de glicose é consumido pelo fermento que produz dois mols de etanol e dois mols de dióxido de carbono Perceba que o oxigênio deve estar ausente durante esse processo Essa reação obviamen te é teórica As leveduras produzem em menor quantidade outras moléculas químicas que não são representadas na reação principal da fermentação Além disso calor energia é produzido e a temperatura deve ser controlada sempre que necessário Ou seja a fermentação é uma reação química exergônica ou seja que libera energia Na ocasião da produção do pão em nosso experimento Mão na Massa o gás carbônico produzido ficou aprisionado na rede de glúten fazendo com que a massa crescesse Descrição da Imagem na imagem ilustrada observamse dois recipientes em formato arredondado e vistos na lateral esquerda da imagem sendo que o primeiro contém cubos brancos pequenos e embaixo lêse açúcar há um sinal de soma entre os recipientes e no outro recipiente há cubos brancos grandes e embaixo lêse levedura Um sinal de subtração é encontrado entre os recipientes e três esferas azuis com a letra O e o número 2 no centro dessas esferas e embaixo lêse oxigênio Mais à direita após um sinal de igualdade observamos três esferas unidas sendo duas de coloração alaranjada e uma de coloração branca ao centro contendo as letras C e O e o número 2 em seu interior Embaixo está escrito dióxido de carbono Segue um sinal de soma e bem à direita observase um recipiente cilíndrico no formato de uma garrafa de vinho de coloração amarelada e embaixo está escrito álcool UNICESUMAR 178 A fermentação alcoólica é amplamente utilizada na indústria alimentícia especialmente na produção de bebidas fermentodestiladas Vinho cachaça cerveja uísque hidromel e tantas outras bebidas são produzidas com esse processo A indústria sucroalcooleira que produz etanol combustível também faz uso desse tipo de fermentação a partir do caldo de cana AQUARONE 2001 A produção de cervejas foi uma descoberta que mudou as civilizações na ocasião Por isso neste podcast eu conversarei com o Prof Dr Diogo Henrique Hendges doutor em Processos Cervejeiros pela USP e que nos contará como se dá a produção de cervejas e como podemos produzir esse líquido milenar em casa Açúcar Glicólise Ciclo do ácido tricarboxílixo Etanol Pyruvato É muito importante salientar que para bebidas como cerveja vinho e hidromel por exemplo o produto fnal é o objetivo do processo Ou seja mais que álcool e gás carbônico as outras moléculas químicas oriundas do processo compõem o perfl sensorial fnal do produto obtido DRAGONE OLIVEIRA SILVA e SILVA 2010 Descrição da Imagema imagem é uma ilustração que representa as principais vias metabólicas da levedura cervejeira Uma elipse amarela ao centro da imagem apresenta a célula de levedura Acima da elipse o termo açúcar escrito dentro de uma pequena elipse azulescura aponta com uma seta indicativa de cima para baixo para um retângulo que possui o termo glicólise que é seguida de uma seta indicando sentido para baixo para o termo piruvato e posteriormente para o termo ciclo do ácido tricarboxílico A partir do termo piruvato segue uma seta indicando da esquerda para a direita a formação do termo etanol pela levedura Figura 4 Principais vias metabólicas da levedura cervejeira etanol é um dos principais produtos da fermentação alcoólica Fonte adaptada de Bokulich e Bamforth 2013 UNIDADE 8 179 Nos processos de produção de bebidas por exemplo da cerveja ou do vinho você pode escolher uma entre tantas variedades cepas de microrganismos leveduras para conduzir o processo Dessa maneira você poderá prever o perfil sensorial final da bebida se ela será mais encorpada mais seca mais leve mais adocicada se terá aromas e sabores que lembram especiarias cravo canela pimenta etc frutas amarelas vermelhas escuras etc entre outros aromas e sabores Na indústria sucroalcooleira porém a produção de etanol é o principal objetivo Isso significa que todo o processo é otimizado para que o máximo de etanol seja produzido em detrimento de outras moléculas químicas Leveduras específicas que maximizam essa produção de etanol são utilizadas É importante ressaltar que quando falamos de fermentações em nível industrial a máxima eficiência de processo é buscada mesmo quando o produto final é um conjunto de moléculas químicas cerveja vinho hidromel vinagre entre outros A fermentação alcoólica como vimos é empregada principalmente na produção de bebidas e de pães Entretanto alguns outros alimentos que estão presentes diariamente em nossas mesas são produzidos por outro tipo de fermentação pelo qual as bactérias são as responsáveis Falamos da fermentação lática empregada na produção de vegetais fermentados e iogurte UNICESUMAR 180 Se alguém perguntasse se você comeria um ali mento contendo bactéria o que você responderia Possivelmente a primeira resposta seria que não pois bactérias fazem mal à saúde Pois é esse pode ser o primeiro pensamento que temos Isso porque crescemos aprendendo que as bactérias nos deixam doentes Contudo isso é parcialmente verdade Algumas bactérias de fato nos deixam doentes Outras porém são intencionalmente consumi das na forma de alimentos para que nosso organismo se reestabeleça Entre esses alimentos está muito comumen te o iogurte um alimento à base de leite que foi transformado por bactérias para que tenha as diferentes características sensoriais cremoso ácido entre outros São as bactérias láticas que realizam esse trabalho Anteriormente vimos que diferentes micror ganismos necessitam de diferentes tipos de nu trientes para sobreviver No caso da fermentação alcoólica as leveduras demandavam sacarose ou glicose maltose no caso da produção de cerve jas para a produção de álcool Na produção de iogurte as bactérias demandam a lactose Entretanto não se engane Fermentação láti ca não utiliza apenas lactose como fonte de car boidrato para produzir alimentos Isso é real na produção de iogurte mas e na produção de ve getais que não têm lactose como carboidrato Pois bem diferentes bactérias podem realizar fermentação lática utilizando diferentes fontes de nutrientes Afinal os nutrientes presentes no leite são diferentes daqueles presentes nos picles no repolho etc Da mesma maneira que acontece na fermenta ção alcoólica com as leveduras as bactérias láticas empregadas na produção de alimentos também demandam um ambiente sem oxigênio para fermentar Nesse caso porém o oxigênio é tóxico para as bactérias E o que significa isso Que o oxigênio pode inibir que as bactérias se desenvolvam e inclusive matar as células bacte rianas Veja a Figura 5 a seguir Glicose FERMENTAÇÃO LÁTICA Piruvato lactato ácido lático Descrição da Imagem a ilustração esquemática representa as reações metabólicas de bactérias láticas na produção de ácido lático Na imagem temse um retângulo rosa com o termo glicose seguido de uma seta verde indicativa de cima para baixo em direção ao termo piruvato que tam bém está em um retângulo rosa Uma seta verde sai deste indicando para baixo o termo lactato que também está em um retângulo rosa Figura 5 Esquema representativo das reações metabólicas de bactérias láticas na produção de ácido lático UNIDADE 8 181 A fermentação lática é um dos processos mais empregados na produçãoconservação de alimentos GOLDONI 2021 Assim como para a fermentação alcoólica não se sabe ao certo quando esse tipo de fermentação foi descoberto Sabemos que é uma técnica milenar Nômades armazenavam leite em reci pientes preparados a partir do estômagocouro de animais As bactérias ali presentes fermentavam esse leite e o transformavam em um material sólido Queijo e quefir são descobertas oriundas dessas épocas No processo de fermentação lática o ácido lático é produzido Isso faz com que a acidez do alimento seja elevada Então com essa acidez elevada criase um ambiente hostil impróprio para a maioria dos microrganismos contaminantesdeteriorantes dos alimentos Dessa maneira os alimentos podem permanecer seguros para consumo por muito mais tempo permitindo que assim possam ser estocados para períodos de escassez Era assim que muitos vegetais e leite eram conservados em épocas em que o resfriamento ainda não existia A fermentação lática porém tem outra característica importante além de conservar os alimentos Du rante esse processo o perfil sensorial do alimento é alterado conferindo aos vegetais por exemplo sabores e aromas característicos Se olharmos por esse ponto de vista atualmente utilizamos a fermentação lática principalmente para produzir alimentos com sabores e aromas diferentes visto que se considerarmos a conservação dos alimentos ela pode ser realizada por resfriamento geladeira e freezer Existe um porém nesses tipos de fermentação que vimos alcoólica e lática a necessidade de que o processo ocorra na ausência de oxigênio O oxigênio é um composto que reage facilmente com ou tras moléculas químicas podendo gerar outros compostos de sabor indesejável nos alimentos Além disso a presença de oxigênio no caso da fermentação lática possibilita que outros microrganismos se desenvolvam contaminando os alimentos e gerando potencial toxicológico à saúde do consumidor Um outro tipo de fermentação no entanto favorecese da presença do oxigênio a fermentação acé tica Esse tipo de fermentação é utilizada na produção de vinagre que é a contaminação ainda que intencional do vinho com bactérias acéticas e que também acontece na produção de pães artesanais conferindo aromas e sabores muito característicos Daremos uma olhada nesse tipo de fermentação UNICESUMAR 182 Não há vinagre sem que o vinho seja produzido O vinagre é uma bebida que para ser obtida passa por dois processos de fermentação O primeiro deles trata da transformação do mosto suco de uva em vinho fermentação alcoólica Posteriormente o vinho é fermentado por um outro grupo de microrganismos os quais metabolizam o etanol presente no vinho e o transformam em ácido acético A fermentação acética é dependente da fermentação alcoólica conduzida na produção dos vinhos ou seja para produzir vinagre é necessário que seja produzido previamente o etanol Quando consideramos processos biotecnológicos como são as fermentações o ácido acético é um produto que tem como precursor molécula química de origem o etanol Ou seja primeiramente o etanol é produzido pela levedura em um processo em que não há oxigênio Posteriormente para que o ácido acético seja produzido um novo processo fermentativo acontece Nessa segunda fermentação um novo tipo de microrganismo realiza a fermentação Além disso nesse segundo processo o oxigênio é de extrema importância para que o ácido acético seja formado Perceba que aquilo que chamamos de produto em uma fermentação etanol obtido na fermentação alcoólica é o alimento substrato em um outro processo fermentativo Os microrganismos que realizam esse tipo de fermentação são chamados de acetogênicos Na equação a seguir podemos ver a reação química teórica da transformação do etanol em ácido acético 3 2 2 3 2 CH CH OH O CH COOH O ácido acético pode ser formado por diferentes microrganismos porém os mais importantes para a indústria do vinagre são as bactérias acetogênicas Elas utilizam o etanol como fonte de energia para manutenção da espécie e produzem ácido acético Este é a molécula que dissolvida em água e na concentração considerada ideal é claro confere o gosto ácido ao vinagre PALMA CARVALHO GAVÓGLIO 2001 Qual é a diferença entre gosto e sabor Gosto é o nome que se dá às percepções sensoriais básicas sentidas pelas papilas gustativas doce amargo salgado e azedo Sabor é o nome que se dá às percepções sensoriais características dos alimentos O café por exemplo quentinho e recémpreparado Uma delícia Ele tem gosto amargo e sabor de café Parece estranho mas é isso mesmo O sabor do café é oriundo de uma combinação de moléculas químicas presentes no café cru com moléculas químicas geradas durante o seu proces samento seja na etapa de fermentação seja na secagem seja na torrefação Já o gosto do café é o amargo Esse amargor pode ser provocado por inúmeros tipos de moléculas químicas que reagem com as papilas gustativas localizadas em todo o nosso trato gustativo boca laringe etc UNIDADE 8 183 Assim como para outras bebidas como a cerveja e o vinho o produto final obtido é muito mais com plexo do que apenas ácido acético ou outra molécula isolada Vinagre é o conjunto de várias moléculas que conferem aroma e sabor destacandose o ácido acético É importante salientar que em processos fermentativos conhecer e poder controlar os parâmetros do processo permitem que você desenvolva um produto de qualidade Isso quer dizer que de nada adianta saber que o produto final é o vinagre se não se pode controlar a temperatura do processo e o nível de oxigenação do vinho em fermentação para a produção do vinagre O infográfico a seguir apresenta as três fermentações estudadas nesta unidade Verifique a imagem para consolidar o seu aprendizado OLHAR CONCEITUAL Na fermentação lática bactérias se desenvolvem e formam em especial o ácido lático que confere sabor aos alimentos produzidos por esse processo A acidez fnal do alimento por ser elevada também auxilia na conservação do alimento contra microrganismos deteriorantes Os principais nutrientes utilizados por essas bactérias láticas são os açúcares simples glicose e lactose Esse tipo de fermentação ocorre na ausência de oxigênio Fermentação Lática Com esse processo são produzidas as bebidas alcoólicas que conhecemos cerveja vinho entre outras As leveduras realizam essa fermentação e têm como principais produtos o álcool etanol e o dióxido de carbono gás carbônico Para que possam fermentar precisam consumir nutrientes como carboidratos e aminoácidos por exemplo Fermentação alcoólica Bactérias capazes de consumir álcool etanol realizam esse tipo de fermenta ção Para que essas bactérias possam produzir o ácido acético vinagre o oxigênio é um dos nutrientes requeridos Podem ser produzidos vinagres a partir de diferentes bebidas vinho cerveja sidra hidromel entre outras Fermentação acética UNICESUMAR 184 Como vimos as fermentações são proces sos que estão presentes em nosso cotidia no mas que muitas vezes não nos damos conta de que fazem parte da nossa dieta Tão importante quanto saber que esses processos nos permitem obter alimentos com qualidade nutricional interessante e sabores e aromas distintos é o fato de que como profissionais que estudam a Bro matologia podemos atuar na condução e controle de processos fermentativos na indústria de alimentos e bebidas Também podemos atuar como res ponsáveis técnicos em indústrias que apresentem em seu portfólio alimentos fermentados Além disso profissionais especialistas em processos fermentativos podem atuar como consultores ao aju dar empresas que queiram implementar processos fermentativos ou otimizar suas produções visando à redução de custos e ao aumento da eficiência de processo Ou seja uma profissional altamente especia lizadoa e focadoa no desenvolvimento de produtos com alto valor agregado 185 Depois de termos estudado sobre os processos fermentativos convidolhe a avaliar o nosso mapa mental e preencher os espaços vazios com palavraschave sobre os processos fermentativos FERMENTAÇÃO Leveduras Alcoólica Bebidas Cerveja Cachaça Microrganismos Metabolismo Vitaminas Nutrientes Meio de cultivo Acética Bactérias Lática Bactérias Produtos lácteos 186 1 A fermentação é um dos mais antigos processos de conservação de alimentos Antigamente a conservação era necessária para que as pessoas pudessem ter alimentos em tempos de escassez Atualmente porém a fermentação é mais amplamente empregada para desenvol ver alimentos com aromas e sabores peculiares Sobre o processo de fermentação analise as afirmativas Fermentação é um processo I Que é uma reação química que não envolve organismos vivos microrganismos II Que é uma reação exergônica ou seja que libera calor III Que não depende de condições ambientais como temperatura IV Que tem como produto apenas um tipo de molécula química V Que necessita obrigatoriamente de oxigênio para acontecer Assinale a alternativa que representa as afirmações corretas a I II e III apenas b II IV e V apenas c II apenas d V apenas e III e V apenas 2 Os processos fermentativos são ocorrências biológicas que dependem de vários fatores para acontecer Além disso os microrganismos que realizam as fermentações demandam diferen tes tipos de nutrientes para que realizem esse processo de maneira adequada Caso esses nutrientes não estejam disponíveis aos microrganismos o processo fermentativo pode ser comprometido e moléculas químicas que não são de interesse das empresas podem ser geradas e impactar negativamente o produto final A seguir estão descritos alguns nutrientes importantes para os processos fermentativos I Fonte de carbono açúcares II Fonte de nitrogênio aminoácidos e peptídeos III Fonte de sais minerais zinco cálcio entre outros IV Vitaminas Assinale a alternativa que representa os principais nutrientes que os microrganismos neces sitam para realizar as fermentações a I apenas b II apenas c III apenas d IV apenas e I II III e IV 187 3 A produção de álcool na indústria é um processo fermentativo altamente eficiente que tem seus parâmetros de condução altamente otimizados para que a máxima eficiência seja atin gida No entanto a fermentação alcoólica pode ser empregada não apenas para a produção de etanol combustível por exemplo mas também para a produção de alimentos e bebidas Nesse segmento do mercado as bebidas fermentodestiladas podem ser as mais variadas vinho uísque cerveja cachaça hidromel entre outras com diferentes aromas e sabores Com base no exposto anteriormente justifique por que a obtenção de etanol em bebidas não é o objetivo final nesse tipo de processo fermentativo 4 Para produzir etanol os microrganismos utilizam uma fonte de carboidrato da qual obtêm a energia para a sua sobrevivência Com base nisso analise as afirmativas a seguir I O etanol é um dos principais produtos de uma fermentação alcoólica II Gás carbônico é utilizado como nutriente no processo de fermentação alcoólica III Durante o processo de fermentação alcoólica a temperatura deve ser controlada sempre que necessário porque calor é gerado IV A glicose é a única fonte de carboidrato que as leveduras consomem para a produção de etanol e gás carbônico Diante do exposto assinale a alternativa que representa as afirmativas corretas a I e II estão corretas b II e III estão corretas c I e III estão corretas d II e IV estão corretas e I II III e IV estão corretas 5 Na produção de alimentos pode ocorrer o que chamamos de excedentes Esses alimentos são o excesso de produção e podem ser utilizados de diferentes maneiras para o seu apro veitamento Em destaque estão as frutas e os vegetais que podem ser empregados para a produção de geleias vegetais em conserva entre outros Um processo que se destaca no aproveitamento do excedente de produção de vegetais é a fermentação lática Ela tem como objetivo não só a conservação de alimentos mas a alteração de sabores e aromas No processo de fermentação lática algumas ocorrências são observadas Assinale a alternativa correta que representa essas ocorrências a Produção de álcool e diminuição da acidez b Produção de gás carbônico e etanol c Produção de ácido lático e aumento da acidez d Aumento da acidez e produção de gás carbônico e Geração de calor e diminuição da acidez MEU ESPAÇO 9 Nesta unidade conheceremos um pouco sobre os alimentos fun cionais e o motivo pelo qual eles estão ganhando tanto destaque atualmente Também falaremos sobre as normas que as indústrias precisam seguir para incluir a alegação de propriedade funcional no rótulo dos alimentos Você conhecerá algumas das principais classes de compostos bioativos seus benefícios quando inseridos na dieta e em quais alimentos podemos encontrálos Alimentos Funcionais Dra Ana Paula Palaro Klein Hendges UNICESUMAR 190 Por que choramos ao cortar uma cebola Já deixo a resposta aqui isso acontece porque alguns com postos sulfurosos volatilizam e ao entrar em contato com a lágrima dos olhos formam entre outros compostos ácido sulfúrico Esse ácido causa irritação e por isso nossos olhos ardem O que é mais interessante porém é que esses compostos apresentam outras características quando nos alimentamos com as cebolas Esses compostos estão inclusos dentro de uma classe de moléculas químicas que têm propriedades funcionais ou seja que trazem benefícios à nossa saúde quando consumidos regularmente E como podemos definir o que é um alimento funcional Quais são suas características que conferem aos alimentos esse título E quais os benefícios desses alimentos para a nossa saúde Entenderemos um pouco mais sobre esses alimentos No Brasil e no mundo as doenças do aparelho circulatório são uma das principais causas de morte entre homens e mulheres com mais de 30 anos No ano de 2019 foi registrado o maior número de óbitos por doenças do aparelho circulatório 364132 e a Região Sudeste nos cinco anos consecutivos 2016 2017 2018 e 2019 teve a maior porcentagem de óbitos totalizando 4728 4677 4674 4694 e 4597 respectivamente seguida pela Região Nordeste Dentre os fatores de risco para as doenças do aparelho circulatório destacamse os hábitos alimentares não saudáveis o sedentarismo o tabagismo e o consumo de bebidas alcoólicas SILVA et al 2022 UNIDADE 9 191 O câncer é um importante problema de saúde pública em todo o mundo e a segunda principal causa de morte nos Estados Unidos da América EUA Pesquisas apontam que em 2022 1918030 novos casos de câncer e 609360 mortes por câncer devem ocorrer nos EUA SIEGEL et al 2022 Estimase que os hábitos alimentares sejam responsáveis por 30 de todos os cânceres ELSHERIF et al 2020 Podemos ver que os aumentos das doenças crônicas não transmissíveis como cânceres e doenças do aparelho circulatório por exemplo têm relação direta com os hábitos alimentares da população Essas estatísticas se refletem na busca por alimentos mais saudáveis com propriedades funcionais E como podemos saber que tipos de alimentos possuem propriedades funcionais e que estão pre sentes em nosso cotidiano Proponho que você visite o mercado mais próximo da sua casa e encontre cinco alimentos com propriedades funcionais e que façam parte do seu cotidiano Conhecer esses alimentos e saber que eles têm essas propriedades pode nos ajudar a ter uma ali mentação mais saudável e que possa melhorar nossa qualidade de vida Então liste os alimentos que você encontrou no supermercado e descreva quais são os benefícios à saúde exemplo regulador da pressão sanguínea restaurador da flora intestinal entre outros que esses alimentos proporcionam Anote em seu Diário de Bordo UNICESUMAR 192 Vivemos na época em que doenças crônicas não transmissíveis como cânceres diabetes doenças cardiovasculares e hipertensão arterial causam mais mortes do que as famosas doenças infeccio sas e parasitárias que sempre foram um problema em países menos desenvolvidos Com base nas estimativas mais recentes de dados de mortalidade global 2019 mais de três quartos dos 204 mi lhões de mortes prematuras ocorrendo entre 30 e 70 anos são por doenças não transmissíveis DNTs BRAY et al 2021 Como resultado disso os consumidores passaram a ser mais críticos e exigentes na escolha dos seus alimentos A ideia de que os alimentos não se destinam apenas a satisfazer a fome mas que contribuem muito para a saúde tanto física quanto mental tem se tornado cada vez mais forte e impactado nas decisões de compra dos indivíduos Hipócrates já dizia que o teu alimento seja o teu remédio e o teu remédio seja o teu alimento Uma categoria de alimentos que ganhou espaço por ter se tornado uma alternativa no combate às doenças são os alimentos funcionais Esse termo foi introduzido por japoneses em meados de 80 com o objetivo de classificar alimentos utilizados como parte de uma dieta normal e que demons tram benefícios fisiológicos eou reduzem o risco de doenças crônicas além de suas funções básicas nutricionais RAIZEL et al 2011 p 67 UNIDADE 9 193 De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária ANVISA os alimentos funcionais são aqueles capazes de desempenhar papel metabólico ou fisiológico por meio da atuação de um nutrien te no crescimento no desenvolvimento na manutenção e em outras funções normais do organismo devendo ser seguro para consumo sem supervisão médica ANVISA 1999a 1999b Afinal o que isso quer dizer Quer dizer que são classificados como alimentos funcionais aqueles que possuem substân cias que quando ingeridas auxiliam o organismo a reduzir e prevenir diversas doenças degenerativas além de fornecer uma nutrição adequada e proporcionar energia Para que um produto receba a alegação de alimento com propriedades funcionais em sua rotulagem existe uma série de requisitos que devem ser cumpridos pelas indústrias ANVISA 1999a 1999b O quadro a seguir apresenta um exemplo de alegação de propriedade funcional sugerido pela Anvisa Alegação Este alimento contém betaglucana fibra alimentar que pode auxiliar na redução do colesterol Seu consumo deve estar associado a uma alimentação equilibrada e baixa em gordura saturada e a hábitos de vida saudáveis Requisitos específicos Essa alegação pode ser aprovada para aveia em flocos farelo e farinha de aveia A utilização da alegação em outros produtosalimentos está condicionada à comprovação científica da eficácia Na tabela de informação nutricional devese declarar a quantidade de betaglucana abaixo de fibras alimentares Além disso deve constar a seguinte frase de advertência em destaque e negrito no rótulo dos produtos Pessoas com níveis elevados de colesterol devem procurar orientação médica Quadro 1 Exemplo de alegação de propriedade funcional Fonte adaptado de Anvisa 2019 São permitidas alegações de função eou conteúdo para nutrientes e não nutrientes me diante demonstração da eficácia Contudo para os nutrientes com funções plenamente reconhecidas pela comunidade científica não será necessária a demonstração de eficácia ou análise dela para alegação funcional na rotulagem Há necessidade de comprovação científica da alegação de propriedades funcionais eou de saúde e da segurança de uso segundo as Diretrizes Básicas para Avaliação de Risco e Segurança dos Alimentos no caso de uma nova propriedade funcional Não são permitidas alegações de saúde que façam referência à cura ou prevenção de doenças não se deve utilizar termos que induzam o consumidor a erros UNICESUMAR 194 É papel das agências regulatórias transmitir informações atualizadas e corretas para garantir que as indústrias alimentícias não se aproveitem do aumento do interesse do público pelos alimentos funcio nais para enganar o consumidor e fazêlo pensar que está consumindo um produto superior Alimentos como soja brócolis cebola e limão podem ser considerados alimentos funcionais por que eles são ricos em componentes bioativos como isoflavonas glicosinolatos organossulfurosos e limonoides respectivamente Ao longo desta unidade falaremos um pouco mais sobre esses e outros alimentos e seus compostos bioativos Caroa alunoa para conhecer as Resoluções nº 18 e nº 19 de 30 de abril de 1999 acesse os QR Codes que disponibilizamos para você Pensando nesse assunto tão atual e que vem influenciando o consumi dor na hora de escolher seu alimento eu entrevistarei neste podcast a nutricionista Veleda Hendges Ela nos contará se existe diferenças ou não entre nutracêuticos suplementos alimentares medicamentos e alimentos funcionais Além disso discutiremos sobre o que são as PANCs e muito mais Acesse o QR Code e dê o play Como exemplo de um alimento funcional podemos citar a soja Planta de origem milenar e tradicio nalmente consumida a soja contém proteínas ácidos graxos saturados e insaturados e oligossacarídeos Além disso ela é fonte de compostos bioativos como isoflavonas saponinas fitatos e fitosteróis Entendese por compostos bioativos as substâncias que são capazes de proporcionar benefícios à saúde Esses compostos desempenham várias atividades biológicas como atividade antioxidante estimulação do sistema imune atividade antibacteriana e antiviral entre outras UNIDADE 9 195 As isoflavonas são as principais responsáveis pelos efeitos benéficos atribuídos à soja dentre os quais po demos citar a ação anticâncer o efeito cardiovascular protetor a inibição de oxidação e o fortalecimento do sistema imune e antiinflamatório A genisteína Figura 1 isoflavona encontrada na soja tem a ca pacidade de interagir com os receptores de estradiol promovendo a atividade antidiabética A genisteína também estimula a inibição de dissacaridases intestinais reduzindo a presença de glicose no sangue genisteína Figura 1 Estrutura química da genisteína O consumo elevado de soja está associado a uma menor incidência de cânceres de próstata e mama Novamente a isoflavona genisteína exerce um papel favorável na prevenção de doenças afetando o metabolismo do estrogênio Descrição da Imagem a imagem é uma ilustração em azul e branco da estrutura química da genisteína com três anéis de seis membros aromáticos No primeiro anel que está acima e para a esquerda está ligado um grupo OH e no lado oposto a este abaixo e no centro está ligado outro anel de seis membros Esse segundo anel está ligado por uma ligação dupla com um átomo de oxigênio O e um dos vértices do anel possui outro átomo de oxigênio O O segundo anel está fundido com o terceiro anel de seis membros Esse terceiro e último anel que está abaixo e à direita possui dois grupos OH ligados em posição intercalada um do outro Abaixo da estrutura na parte central está escrito genisteína UNICESUMAR 196 É importante enfatizar aqui caroa alunoa que as isoflavonas assim como outras classes de substâncias que estudaremos ao longo desta unidade fazem parte de um grande grupo denominado metabólitos secundários Os metabólitos secundários são substâncias específicas de cada espécie ou gênero e se destacam por suas diversas aplicações em muitas áreas atuando como agentes antibacterianos ou antifúngicos agentes redutores do colesterol imunossupressores antiparasitários e herbicidas Outro exemplo de alimentos funcionais são as frutas que se caracterizam por serem ricas em flavonoides Figura 2 como antocianidinas flavononas flavonas flavonolóis e flavanonol A maçã por exemplo é uma rica fonte de quercetina enquanto a jabuticaba e as chamadas frutas vermelhas apresentam elevado teor de antocianinas O Figura 2 Núcleo fundamental dos flavonoides Fonte adaptada de Dewick 2002 Descrição da Imagem a ilustração em preto e branco representa a estrutura química do núcleo fundamental dos flavonoides com três anéis de seis membros sendo que o primeiro e o último são aromáticos O primeiro anel que está abaixo e à esquerda é fundido com o segundo anel que está abaixo e no centro No segundo anel um dos vértices possui um átomo de oxigênio O e ele está ligado ao terceiro anel que está acima e à direita UNIDADE 9 197 Os flavonoides apresentam elevada capacidade antioxidante ou seja são capazes de estabilizar os radicais livres presentes no organismo e com isso contribuem para a prevenção do envelhecimento e a redução da incidência de doenças neurodegenerativas cardiovasculares ou de câncer Eles são compostos doadores de elétrons devido à sua estrutura química conjugada em anel e rica em grupos hidroxilas ou seja eles podem reagir e inativar os ânions superóxido O2 peróxido de hidrogênio H2O2 e oxigênio singlete 1O2 Os radicais livres estão associados a uma série de doenças durante o envelhecimento O estresse oxidativo causado por esses compostos desempenha um papelchave na doença de Alzheimer por exemplo Assim o consumo regular de alimentos ricos em flavonoides auxilia no sistema de defesa antioxidante na prevenção da deterioração da memória e na melhoria da função cognitiva Outra classe de metabólitos secundários muito importante é a dos carotenoides Nas frutas e vege tais eles são responsáveis principalmente pelas colorações vermelha alaranjada e amarela Eles são encontrados também na gema de ovo nos crustáceos cozidos e em alguns peixes Esses metabólitos secundários exercem funções de sinalização camuflagem e comunicação entre animais Em humanos eles atuam como redutores do risco de desenvolvimento de diferentes doenças como câncer doenças cardiovasculares degeneração macular relacionada à idade e cataratas SALGADO 2017 A ingestão de carotenoides também está relacionada a uma redução do risco de desenvolvimento de câncer de mama VITALE BERNATENE POMILIO 2010 Os principais carotenoides envolvidos nesse caso são o alfacaroteno a betacriptoxantina a luteína zeaxantina e o licopeno Figura 3 Figura 3 Estrutura química do licopeno Descrição da Imagem a ilustração em preto e branco é a estrutura química do licopeno A estrutura consiste em uma linha em zi guezague na vertical com quatro linhas horizontais para cima em pontos distintos na região do centro até a extremidade esquerda e quatro linhas horizontais para baixo em pontos distintos na região do centro até a extremidade direita Abaixo da estrutura está escrito licopeno e abaixo está escrito C40H56 São as antocianinas que conferem a colorações vermelha azul púrpura rosa malva e violeta aos alimentos UNICESUMAR 198 A estrutura química básica dos carotenoides é formada por uma cadeia de 40 átomos de carbonos simétrica e linear formada a partir de oito unidades isoprenoides de cinco carbonos As frutas cítricas tais como laranjas limas limões toranjas e tangerinas são fontes de substâncias bioativas conhecidas como limonoides Esses compostos apresentam estrutura química de terpenoides policíclicos altamente oxigenados que podem conter de sete a 11 átomos de oxigênio em sua estrutura Os limonoides são componentes alimentares não nutritivos encontrados nos óleos essenciais de frutas cítricas e são amplamente responsáveis pela fragrância de muitas delas Estudos mostram que o consumo frequente de frutas cítricas está significativamente associado com a diminuição da incidência de doenças cardiovasculares SALGADO 2017 O brócolis a couvedebruxelas a couveflor o rabanete entre outros vegetais são considerados alimentos funcionais pois contribuem com a inserção de glicosinolatos na dieta A figura a seguir Fi gura 4 mostra os principais glicosinolatos encontrados nas folhas de brócolis de diferentes cultivares ARES et al 2014 Glicoerucina Gliconapina Glicobrassicina Glicoalissina 4Hidroxiglicobrassicina 4Metoxiglicobrassicina Neoglicobrassicina Gliconasturtina Glicotropaeolina Sinigrina Glicorafanina Glicoiberina Figura 4 Principais glicosinolatos encontrados nas folhas de brócolis Descrição da Imagem a imagem mostra a fotografia de uma folha de brócolis Na parte central e em volta dessa folha está escrito glicoerucina gliconapina glicobrassicina glicoalissina 4hidroxiglicobrassicina 4metoxiglicobrassicina glicoiberina glicorafanina sinigrina glicotropaeolina gliconasturtina e neoglicobrassicina Entre cada um desses nomes e a folha de brócolis existe uma seta verde que aponta para o nome da substância UNIDADE 9 199 O consumo maior de brássicas mais de três porções semanais está associado a reduções sig nificativas no risco de desenvolver câncer de pulmão Os glicosinolatos podem ser convertidos em isotiocianatos no organismo O fenetil isotiocianato apresenta grande importância pois é capaz de reduzir os danos ao DNA e as alterações moleculares provocadas pelo cigarro diminuindo a incidência do câncer de pulmão Grãos e cereais integrais feijões vegetais frutas gergelim amendoim derivados de soja e bebidas como vinho e café são fontes de uma classe de metabolitos secundários denominada de lignanas Figura 5 Esses compostos bioativos não nutrientes e não calóricos atuam no sistema de defesa dos vegetais como antioxidantes biocidas ou fitoalexinas Quando inseridos na dieta são aliadas na prevenção de doenças cardiovasculares osteoporose sintomas da menopausa e câncer AEHLE et al 2011 As lignanas são derivadas do ácido hidroxicinâmico Figura 5 Estrutura química do honokiol Os frutos do mar se destacam por possuírem ácidos graxos poliinsaturados pertencentes à série ôme ga3 Esses compostos quando inseridos na dieta apresentam efeitos sobre doenças cardiovasculares câncer Alzheimer depressão autismo aterosclerose doenças inflamatórias entre outras Descrição da Imagem a ilustração em preto e branco mostra a estrutura química do honokiol com dois anéis de seis membros aro máticos O primeiro anel que fica na parte superior possui um grupo HO uma porção representada por uma linha em ziguezague com uma dupla na ponta que indica a presença de três carbonos Esse primeiro anel está ligado ao segundo anel que fica na parte inferior O segundo anel que fica na parte inferior possui um grupo HO uma porção representada por uma linha em ziguezague com uma dupla na ponta que indica a presença de três carbonos Abaixo da estrutura está escrito honokiol UNICESUMAR 200 Os ácidos graxos de maneira geral desempenham funções fisiológicas específicas como a formação de alguns hormônios e o transporte das vitaminas lipossolúveis A D E e K Eles são classificados de acordo com a presença ou ausência de ligações duplas em insaturados e saturados respectivamente E quando possuem mais de uma ligação dupla são classificados como poliinsaturados Ácidos graxos da série ômega3 apresentam pelo menos duas ligações duplas em sua estrutura Podese destacar os ácidos graxos de cadeia longa eicosapentaenoico EPA e docosaexaenoico DHA com 20 e 22 átomos de carbono respectivamente O consumo desses compostos durante a gestação e o período de amamentação pode influenciar tanto o desenvolvimento físico quanto neurológico da criança O ácido linolênico Figura 6 também pertence à série ômega3 e está presente tanto em espécies vegetais quanto animais Pode ser encontrado em hortaliças com folhas de coloração verdeescura nozes óleo de canola e também no óleo e na semente de linhaça Ácido alfalinolênico ALA ômega3 Figura 6 Estrutura química do ácido alfalinolênico Descrição da Imagem a ilustração em azul e branco é a estrutura química do ácido alfalinolênico A estrutura consiste em uma linha em ziguezague na horizontal com o grupo OH e um átomo de oxigênio unido por uma dupla ligação à cadeia principal ambos na extremidade esquerda A partir do meio da cadeia aparecem três ligações duplas Na parte superior da estrutura está escrito ácido alfalinolênico ALA ômega 3 UNIDADE 9 201 Os compostos organossulfurosos também apresentam ações fisiológicas e medicinais Esses com postos se caracterizam pela presença de um ou mais átomos de enxofre em sua estrutura química e são encontrados principalmente no alho e na cebola sendo responsáveis pelo sabor e odor carac terísticos desses alimentos O alho possui quase quatro vezes mais compostos organossulfurados que a cebola e outros vegetais Ele contém 33 compostos dessa classe sendo que a alicina Figura 7 se destaca pelo elevado valor nutricional A alicina é um líquido volátil responsável pelo odor pungente do alho e representa cerca de 70 dos compostos sulfurados presentes nessa hortaliça SILVA MONETTI MATTOS 2010 Alicina Figura 7 Estrutura química da alicina Apesar do alho e da cebola se destacarem pela presença de compostos organossulfurados é importante destacar que essas hortaliças apresentam uma composição nutricional muito variada Figura 8 Descrição da Imagem a ilustração em preto e branco é a estrutura química da alicina representada por uma linha em ziguezague que começa e termina com uma ligação dupla No meio da estrutura observase dois átomos de enxofre S unidos entre si e um dos átomos de S está ligado a um átomo de oxigênio O por uma ligação dupla Acima da estrutura está escrito alicina UNICESUMAR 202 Figura 8 Composição nutricional do alho e da cebola Fonte adaptada de Salgado 2017 Você já ouviu falar dos benefícios dos probióticos ou prebióticos Ambos foram criados objetivando a redução do risco de doenças crônicas degenerativas e não transmissíveis De maneira geral eles melhoram o crescimento e o desenvolvimento do metabolismo das bactérias benéficas presentes no trato gastrointestinal O termo probiótico de origem grega significa para a vida De acordo com a legislação brasileira probióticos são microrganismos vivos que por meio da administração de quantidades adequadas podem proporcionar benefícios à saúde do hospedeiro Eles são capazes de sobreviver no ambiente ácido do estômago e colonizar o intestino propor cionando equilíbrio microbiano que impede a multiplicação de substâncias patógenas prejudiciais à saúde Os probióticos apresentam efeitos benéficos sobre a toxicidade da terapia anticâncer e alguns têm sido utilizados na prevenção e na terapia da alergia Auxiliam também na absorção de minerais e vitaminas O Quadro 2 apresenta exemplos de microrganismos comumente descritos como possui dores de características probióticas Lactobacillus Bifidobacterium Streptococcus L acidophillus B longum S thermophilus L casei B bifidum L johnsonii B lactis Compostos fenólicos Compostos organossulfurosos Aminoácidos essenciais Frutano Fosfolipídeos Ácidos graxos Glicolipídeos Adenosina Lectina Prostaglandinas Vitaminas B1 B2 B3 B6 B7 C e E Descrição da Imagem a ilustração mostra duas cebolas uma cabeça de alho e dois dentes de alho na parte central e em volta delas está escrito em sentido antihorário a partir do canto superior esquerdo compostos fenólicos compostos organossulfurosos aminoá cidos essenciais frutano fosfolipídeos ácidos graxos glicolipídeos adenosina lectina prostaglandinas vitaminas B1 B2 B3 B6 B7 C e E Entre cada um desse nomes e a imagem das cebolas e dos alhos existe uma seta verde que aponta para o nome da substância UNIDADE 9 203 Lactobacillus Bifidobacterium Streptococcus L fermentum B breve L plantarum B infantis L lactis L rhamnosus L gasseri L reuteri L salivarius Quadro 2 Microrganismos que apresentam características probióticas Fonte adaptado de Raizel et al 2011 L acidophilus e L casei são amplamente utilizados pelos laticínios para a produção de leites fermenta dos e outros derivados É importante destacar que para que um alimento seja considerado funcional ele deve conter uma quantidade mínima de probióticos de 106 UFCg Os probióticos são encontra dos principalmente em produtos lácteos fermentados e não fermentados Além desses outros tipos de alimentos fermentados contêm microrganismos probióticos como carne fermentada legumes fermentados ou cereais fermentados GARCÍA et al 2021 Na constituição do leite materno também estão incluídas bactérias ácidoláticas e bifidobactérias Há relatos do predomínio de lactobacilos e bifidobactérias na microbiota intestinal de bebês amamentados Já os prebióticos são substâncias que fornecem um efeito fisiológico benéfico ao hospedeiro esti mulando de maneira seletiva o crescimento ou a atividade de um número limitado de bactérias ou seja é um modo diferente de aumentar o número de bactérias benéficas na microbiota intestinal Eles apresentam uma série de benefícios como promover a formação de probióticos estimular a absorção de minerais reduzir o colesterol e a gordura corporal e proteger a parede da mucosa intestinal contra infecções São encontrados em cebola chicória alho alcachofra cereais aspargos raízes de almeirão beterraba banana trigo e tomate São constituídos essencialmente por carboidratos de tamanhos diferentes desde monossacarídeos dissacarídeos oligossacarídeos e carboidratos maiores Para contribuir com o seu entendimento sobre alimentos funcionais e compostos bioativos eu indico este vídeo UNICESUMAR 204 Para que um ingrediente possa ser definido como prebiótico ele deve ser de origem vegetal não ser digerido por enzimas digesti vas nem absorvido na porção superior do trato gastrointestinal e ser seletivamente fermentado por uma colônia de bactérias potencialmente benéficas ao cólon As fibras de maior impor tância utilizadas como prebióticos são a inulina e a oligofrutose Um produto em que estão combinados um probiótico e um prebiótico é chamado de simbiótico e apresenta as características funcionais dos dois grupos que em sinergia beneficiarão a saúde do consumidor Um exemplo de produto simbiótico é quando se adiciona inulina ao queijo fresco cremoso produzido com a adição de uma cepa potencialmente probiótica de Lactobacillus paracasei RAIZEL et al 2011 Devemos lembrar que o alimento funcional deve ser consu mido como parte de uma dieta funcional e que outros fatores como o sedentarismo o tabagismo e o estresse podem ter um grande impacto sobre a saúde Assim a dieta saudável deve ser acompanhada de hábitos saudáveis Nesta unidade vimos que os alimentos funcionais estão ga nhando destaque no mercado pois evidências apontam que eles trazem uma série de benefícios à saúde do consumidor Vimos como os órgãos de fiscalização agem para reduzir frau des por meio de informações claras nos rótulos dos produtos E estudamos uma série de compostos bioativos destacando a sua importância e onde é possível encontrálos Você como futuroa profissional da saúde poderá atuar na área de saúde integrativa e longevidade saudável cuidando do bemestar da performance da estética e da qualidade de vida Nesse campo o entendimento sobre alimentos funcionais po derá garantir amplo conhecimento para prevenção tratamento e recuperação do organismo como um todo a fim de ajudar os seus pacientes a ter um envelhecimento saudável Além disso o profissional de Biomedicina Estética estuda os alimentos fun cionais e sabe bem como orientar o paciente a como aliar a sua alimentação ao tratamento estético 205 Nesta unidade vimos os tipos de compostos bioativos presentes em alguns alimentos Como sug estão proponho que você complete o mapa mental a seguir com o nome do principal composto bioativo presente em cada alimento Fiz um como exemplo para lhe ajudar Vamos lá ALIMENTOS FUNCIONAIS Soja Isofavonas Maçã Linhaça Jabuticaba Laranja Brócolis Alho e cebola Gema de ovo Peixe Gergelim Lácteos fermentados 206 1 O aumento de casos de doenças crônicas não transmissíveis nos últimos anos fez com que os consumidores se tornassem mais críticos e exigentes na escolha dos seus alimentos Isso acontece pois alguns alimentos parecem trazer benefícios fisiológicos eou reduzem o risco de doenças eles são chamados de alimentos funcionais Com relação aos alimentos funcionais avalie se as sentenças a seguir são verdadeiras V ou falsas F Os alimentos funcionais são aqueles que possuem substâncias que quando ingeridas auxi liam o organismo a reduzir e prevenir diversas doenças degenerativas além de fornecer uma nutrição adequada e proporcionar energia A quercetina as antocianinas os flavonoides e as lignanas fazem parte de um grande grupo de compostos do metabolismo primário das plantas É papel das agências regulatórias transmitir informações atualizadas e corretas para garantir que o consumidor não seja enganado Para isso a Anvisa criou normas para instruir as in dústrias na hora de fazer a alegação de propriedade funcional As isoflavonas são as principais responsáveis pelos efeitos benéficos atribuídos à soja Dentre as principais isoflavonas encontradas na soja podemos citar a genisteína Os flavonoides são responsáveis pelas colorações vermelha alaranjada e amarela das frutas e vegetais Assinale a alternativa que corresponde à sequência correta a V F V V F b V V V V F c F F V V F d F V F F F e V V V V V 2 Compostos bioativos são substâncias capazes de proporcionar benefícios à saúde Existem várias classes de compostos bioativos dentre as quais podemos citar os flavonoides que se destacam por atuarem como bons antioxidantes Com relação aos flavonoides assinale a alternativa correta a Flavononas flavonas flavonolóis e flavanonol não são da classe dos flavonoides b A maçã é uma rica fonte de melanina enquanto a jabuticaba e as chamadas frutas vermelhas apresentam elevado teor de antocianinas c Os flavonoides não são capazes de estabilizar os radicais livres presentes no organismo d Os flavonoides são compostos doadores de elétrons devido à sua estrutura química conjugada em anel e rica em grupos hidroxilas ou seja eles podem estabilizar os radicais livres e O consumo regular de alimentos ricos em flavonoides não contribui em nada para a prevenção da deterioração da memória e a melhoria da função cognitiva 207 3 Os ácidos graxos da série ômega3 quando inseridos na dieta apresentam efeitos sobre doenças cardiovasculares câncer Alzheimer depressão autismo aterosclerose doenças inflamatórias entre outras Com relação aos ácidos graxos da série ômega3 avalie se as sentenças a seguir são verdadeiras V ou falsas F Os frutos do mar se destacam por possuírem ácidos graxos poliinsaturados pertencentes à série ômega3 Ácidos graxos da série ômega3 não apresentam ligações duplas em sua estrutura Podese destacar os ácidos graxos de cadeia longa eicosapentaenoico EPA e docosaexaenoico DHA com 20 e 22 átomos de carbono respectivamente O consumo de ácidos graxos da série ômega3 durante a gestação e o período de amamen tação pode influenciar tanto o desenvolvimento físico quanto neurológico da criança O ácido linolênico é um ácido graxo mas não pertence à série ômega3 Pode ser encontrado em hortaliças com folhas de coloração verdeescura nozes óleo de canola e também no óleo e na semente de linhaça Assinale a alternativa que corresponde à sequência correta a F V F V b F V F F c V F V F d F F F V e V V F F 4 Os probióticos e os prebióticos equilibram a flora intestinal e melhoram o funcionamento do intestino isso contribui para a redução do risco de doenças crônicas degenerativas e não transmissíveis Com relação aos probióticos e prebióticos assinale a alternativa correta a Os probióticos não apresentam ação eficiente pois não sobrevivem no ambiente ácido do estômago e por isso não podem colonizar o intestino proporcionando equilíbrio microbiano b É importante destacar que para que um alimento seja considerado funcional ele deve conter uma quantidade mínima de 101 UFCg c Os probióticos são encontrados exclusivamente em produtos lácteos fermentados d Os prebióticos são substância que ajudam a aumentar o número de bactérias benéficas na microbiota intestinal São constituídos essencialmente por ácidos graxos e Para que um ingrediente possa ser definido como prebiótico ele deve ser de origem vegetal não ser digerido por enzimas digestivas nem absorvido na porção superior do trato gas trointestinal e ser seletivamente fermentado por uma colônia de bactérias potencialmente benéficas ao cólon 208 UNIDADE 1 ACCUM F A Treatise on Adulterations of Food and Culinary Poisons 2 ed London 1820 BEZERRA V S Tópicos em Amostragem Coleta Acondicionamento e Preparo de Amostras para o laboratório de Alimentos da Embrapa Amapá Macapá Embrapa Amapá 2005 BRASIL Resolução RDC n 259 de 20 de setembro de 2002 Brasília DF 2002 Disponível em httpsbvsmssaudegovbrbvssaudelegisanvisa2002rdc025920092002html Acesso em 24 maio 2022 BRASIL Resolução RDC n 360 de 23 de dezembro de 2003 Brasília DF 2003 Disponível em httpsbvsmssaudegovbrbvssaudelegisanvisa2003res036023122003html Acesso em 24 maio 2022 FENNEMA O R Food Chemistry 3 ed New York Marcel Dekker 1996 LUTZ A Métodos físicoquímicos para análise de alimentos 4 ed São Paulo Instituto Adolfo Lutz 2008 MAPA Manual de Métodos Oficiais para Análise de Alimentos de Origem Animal Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento Secretaria de Defesa Agropecuária Brasília MAPA 2017 MELLO F R NICHELLE P G Bromatologia 1 ed Porto Alegre Sagah 2018 VASCONCELOS V G Bromatologia 1 ed São Paulo Pearson 2016 UNIDADE 2 BONILHA L K Bases de química dos alimentos caminhos para o ensino de saúde alimentar Curitiba Intersaberes 2021 FAMIGLIA VENTURELLI Farinha de Trigo Venturelli Moinho Globo 2022a Disponível em httpsmoinhoglobocombrprodutofarinhafamigliaventurelli1kg Acesso em 25 maio 2022 FAMIGLIA VENTURELLI Semolina de Trigo Venturelli Moinho Globo 2022b Disponível em httpsmoinhoglobocombrprodutosemolinadetrigoventurelli1kg Acesso em 25 maio 2022 INSTITUTO ADOLFO LUTZ Métodos físicoquímicos para análise de alimentos Coordena dores Odair Zenebon Neus Sadocco Pascuet e Paulo Tiglea São Paulo Instituto Adolfo Lutz 2008 PAHO Pan American Health Organization Diabetes 2021 Disponível em httpswwwpaho orgentopicsdiabetes Acesso em 25 maio 2022 RENATA Farinha de Trigo Integral Renata 2022a Disponível em httpsrenatacombrproduto farinhadetrigointegralrenata Acesso em 25 maio 2022 209 RENATA Farinha de Trigo Semolina Renata 2022b Disponível em httpsrenatacombrproduto farinhadetrigosemolinarenata Acesso em 25 maio 2022 UNIDADE 3 ATKINS P FísicoQuímica Fundamentos 3 ed Rio de Janeiro LTC 2009 FENNEMA O R Food Chemistry 3 ed New York Marcel Dekker 1996 GAVA A J SILVA C A B FRIAS J R G Tecnologia de Alimentos Princípios e Aplicações São Paulo Nobel 2008 MARQUES R M GREGORY J L HUTHER S F It Was Not Like Today It Was Much More Dif ficult The Arrival Of Electricity In The Locality Of Linha Sítio Cruzeiro Do Sul Rio Grande Do Sul Brazil Rev Hist UEG Morrinhos v 8 n 2 e821902 2019 UNIDADE 4 CAMPBELL M K FARRELL S O Bioquímica 5 ed São Paulo Thomson Learning 2007 FENNEMA O R Food Chemistry 3 ed New York Marcel Dekker 1996 MELLO F R NICHELLE P G Bromatologia 1 ed Porto Alegre Sagah 2018 MORAN L A et al D Bioquímica 5 ed São Paulo Pearson Education do Brasil 2013 SOLOMOS T W G FRYHLE C B Química Orgânica 9 ed v 2 Rio de Janeiro LTC 2009 TACO Tabela brasileira de composição de alimentosNEPA UNICAMP 4 ed Campinas NEPAUNICAMP 2011 UNIDADE 5 CAMPBELL M K FARREL S O Bioquímica São Paulo Thomson Learning 2007 FENNEMA O R Food Chemistry 3 ed New York Marcel Dekker 1996 FOOD INGREDIENTS BRASIL Dossiê Proteínas v 28 2014 Disponível em httpsrevistafi comuploadarquivos2016062016060218449001464976098pdf Acesso em 30 maio 2022 MELLO F R NICHELLE P G Bromatologia 1 ed Porto Alegre Sagah 2018 MORAN L A et al Bioquímica 5 ed São Paulo Pearson Education do Brasil 2013 SOLOMOS T W G FRYHLE C B Química Orgânica 9 ed Rio de Janeiro LTC 2009 210 UNIDADE 6 ARONHIRNE J S SARIG S GARTI N Dynamic control of polymorphic transformation in tri glycerides by surfactants The Button syndrome J Am Oil Chem Soc v 65 p 11441159 1988 CAMPBELL M K FARRELL S O Bioquímica São Paulo Thomson Learning 2007 FENNEMA O R Food Chemistry 3 ed New York Marcel Dekker 1996 MORAN L A et al Bioquímica 5 ed São Paulo Pearson Education do Brasil 2013 PINHO D M M SUAREZ P A Z Hidrogenação de Óleos e Gorduras e suas Aplicações Industriais Rev Virtual Quim v 5 n 1 p 4762 2013 SOLOMOS T W G FRYHLE C B Química Orgânica 9 ed Rio de Janeiro LTC 2009 UNIDADE 7 CAMPBELL M K FARREL S O Bioquímica São Paulo Thomson Learning 2007 CLERICI M T P S et al Escurecimento enzimático uma aula prática Revista de Ensino de Bio química v 12 n 2 2014 FENNEMA O R Food Chemistry 3 ed New York Marcel Dekker 1996 FREGOLENTE P B L et al Produção de Monoacilgliceróis e Diacilgliceróis Via Glicerólise Enzi mática e Destilação Molecular Quim Nova v 32 n 6 p 15391543 2009 GAVA A J SILVA C A B FRIAS J R G Tecnologia de Alimentos Princípios e Aplicações São Paulo Nobel 2008 SANTOS V et al Escurecimento Enzimático em Frutas VII CONNEPI Palmas Tocantis 2012 UNIDADE 8 AQUARONE E Generalidades sobre Bebidas Alcoólicas In AQUARONE E et al Biotecnologia na Produção de Alimentos São Paulo Blucher 2001 Coleção Biotecnologia Industrial v 4 BATTCOCK M AZAMALI S Fermented Frutis and Vegetables a global perspective Rome FAO 1998 Fao Agricultural Services Bulletin n 134 Disponível em httpswwwfaoorg3x0560e x0560e00htmcon Acesso em 25 jun 2022 BOKULICH N A BAMFORTH C The Microbiology of Malting and Brewing Microbiology and Molecular Biology Reviews v 77 n 2 p 157172 jun 2013 Disponível em httpswww researchgatenetpublication236933159TheMicrobiologyofMaltingandBrewing Acesso em 25 jun 2022 211 DRAGONE G SILVA T A O e SILVA J B A Cerveja In VENTURINI FILHO W G Bebidas Alcoólicas São Paulo Blucher 2010 Ciência e Tecnologia v 1 GOLDONI J S Conservação de Hortaliças por Fermentação Lática In MORAES I de O Bio tecnologia na Produção de Alimentos 2 ed São Paulo Blucher 2021 Coleção Biotecnologia Industrial v 4 PALMA M S A CARVALHO L F C P GAVÓGLIO L C Vinagres In AQUARONE E et al Biotecnologia na Produção de Alimentos São Paulo Edgard Blucher 2001 Coleção Biotecno logia Industrial v 4 POLICARPO V Pão In AQUARONE E et al Biotecnologia na Produção de Alimentos São Paulo Edgard Blucher 2001 Coleção Biotecnologia Industrial v 4 UNIDADE 9 AEHLE E et al Lignans as Food Constituents with Estrogen and Antiestrogen Activity Phytoche mistry v 72 p 23962405 2011 ANVISA Resolução nº 18 de 30 de abril de 1999 Aprova o Regulamento Técnico que estabelece as diretrizes básicas para análise e comprovação de propriedades funcionais eou de saúde alegadas em rotulagem de alimentos constante do anexo desta portaria 1999a Disponível em httpswww govbragriculturaptbrassuntosinspecaoprodutosvegetallegislacao1bibliotecadenormasvi nhosebebidasresolucaono18de30deabrilde1999pdfview Acesso em 25 jun 2022 ANVISA Resolução nº 19 de 30 de abril de 1999 Aprova o Regulamento Técnico de procedimen tos para registro de alimento com alegação de propriedades funcionais e ou de saúde em sua rotulagem 1999b Disponível em httpswwwgovbragriculturaptbrassuntosinspecaoprodutosvegetal legislacao1bibliotecadenormasvinhosebebidasresolucaono19de30deabrilde1999pdf view Acesso em 25 jun 2022 ANVISA Alegações de Propriedade Funcional Aprovadas 2019 Disponível em httpswww govbragriculturaptbrassuntosinspecaoprodutosvegetallegislacao1bibliotecadenormasvi nhosebebidasalegacoesdepropriedadefuncionalaprovadasanvisapdf Acesso em 25 jun 2022 ARES A M et al Optimized Extraction Separation and Quantification of Twelve Intact Glucosi nolates in Broccoli Leaves Food Chemistry v 152 p 6667 2014 BRAY F et al The Everincreasing Importance of Cancer as a Leading Cause of Premature Death Worldwide Cancer v 127 n 16 2021 ELSHERIF A et al Ovarian Cancer lifestyle diet and nutrition Nutrition and Cancer v 73 n 7 p 10921107 2020 GARCÍA S N C et al Consumo de Alimentos Funcionales una revisión sobre el efecto de prebió ticosprobióticos en la salud humana CienciAcierta n 68 2021 212 RAIZEL R et al Efeitos do Consumo de Probióticos Prebióticos e Simbióticos para o Organismo Humano Revista Ciência Saúde Porto Alegre v 4 n 2 p 6674 2011 SALGADO J Alimentos Funcionais São Paulo Oficina de Textos 2017 SIEGEL R L et al Cancer Statistics 2022 CA Cancer Journal foi Clinicians v 72 n 1 p 733 2022 SILVA E Y Y da MORETTI C L MATTOS L M Compostos Funcionais Presentes em Bulbilhos de Alhos Armazenados sob Refrigeração Provenientes de Cultivos no Brasil e na China Ciência Rural v 40 n 12 p 25802587 2010 SILVA M V B da et al Caracterização do Perfil Epidemiológico da Mortalidade por Doenças Cardiovasculares no Brasil um estudo descritivo Enfermagem Brasil v 21 n 2 p 154165 2022 VITALE A A BERNATENE E A POMILIO A B Carotenoides en Quimioprevención licopeno Acta Bioquím Clín Latinoam v 44 n 2 2010 213 UNIDADE 1 1 A letra A está incorreta pois a Bromatologia estuda a análise dos alimentos e seus componentes químicos tanto os naturais quanto os adicionados intencional ou acidentalmente A letra B está incorreta pois a Bromatologia se preocupa com a segurança alimentar e nutricional dos alimentos e por isso precisa ter conhecimento da composição química e da função dos com ponentes dos alimentos no organismo A letra C está incorreta pois a Bromatologia também compreende as etapas de amostragem e preparo de amostras previamente às análises de fato A letra D está incorreta pois a Bromatologia busca reprimir fraudes por meio da elaboração de normas e legislações adequadas A letra E está correta pois a Bromatologia estuda o desenvolvimento de novos produtos e padrões de qualidade por meio de inovações tecnológicas de alimentos 2 a FALSO As empresas devem apresentar as informações sobre o valor calórico composição do alimento na sua embalagem b VERDADEIRO As informações de uma tabela de composição dos alimentos são imprescindíveis para que as autoridades competentes possam estabelecer guias alimentares que levem a uma dieta saudável além de servirem como um norte para a produção agrícola e as indústrias de alimentos c VERDADEIRO Para que a qualidade dos resultados e a segurança no laboratório sejam adequa das é preciso adotar algumas normas e foi pensando nisso que as Boas Práticas de Laboratório BPL foram criadas d FALSO Além da escolha do método ideal o analista tem um papel muito importante nesse processo pois cabe a ele fornecer os dados analíticos de alta qualidade utilizando o método mais rápido adequado e de baixo custo para atender cada necessidade específica Sempre buscando minimizar os erros que são inerentes ao processo para que eles não afetem significativamente o resultado final da análise 3 Neste caso o método Instrumental é considerado o mais adequado Isso porque as aflatoxinas ocorrem e exercem seus efeitos tóxicos mesmo em quantidades extremamente pequenas nos ali mentos Por isso a sua identificação e sua avaliação quantitativa geralmente requerem amostragem específica e métodos de extração e detecção mais sensíveis e eficientes Podendo ser inclusive a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência UNIDADE 2 1 D Os macronutrientes são aqueles que se apresentam em maiores quantidades nos alimentos Água carboidratos proteínas e lipídeos são esses macronutrientes 2 C Os carboidratos podem ser divididos em monossacarídeos dissacarídeos e polissacarídeos Estes últimos são o amido e a celulose 214 3 D Primeiro calculase a quantidade de água água inicial final g g g 247 221 026 gágua Agora calculase o teor de umidade da amostra 100 inicial final inicial g g U g 026 100 1053 247 U UNIDADE 3 1 B a A água também atua como reagente das várias reações metabólicas b A água pode dissolver compostos orgânicos polares devido à formação de ligações de hidro gênio com os grupos hidroxila ou carbonila desses compostos c Devido a sua estrutura angular e a diferença de eletronegatividade entre os átomos de hidro gênio e oxigênio formação de polos a água é uma substância polar Sendo assim ela é capaz de dissolver outras substâncias polares e iônicas d A água muito ligada ao substrato é chamada de água ligada é a água mais difícil de ser elimi nada e não atua como solvente e A água livre está disponível para o desenvolvimento de microrganismos e para reações químicas 2 A F Acima de 09 observase alto crescimento microbiano V 04 08 há possibilidade de reações químicas e enzimáticas rápidas pelo aumento da con centração dos reagentes F Aa igual a 06 esperase baixo crescimento microbiano F 03 Praticamente não ocorre crescimento microbiano Região de água menos disponível mas ligada 3 A osmose ocorre quando duas soluções de diferentes concentrações são separadas por uma mem brana semipermeável sendo que a movimentação através da membrana ocorre no sentido da solução mais diluída para a mais concentrada de soluto O que acontece na conservação de alimentos é que com a adição de sal ou açúcar a água presente no alimento migra do interior das células desse alimento para o exterior desidratandoo Com isso há uma redução da atividade de água deste alimento e consequentemente potencial redução da atividade antimicrobiana por exemplo 215 4 D a Na zona A a água NÃO se encontra disponível para atuar como solvente b Na zona B a Atividade de água está entre 025 e 08 Aa menor que 03 se encontra na Zona A c A água nas Zonas A e Zona B geralmente constitui menos de 5 da água em um alimento de alta umidade d Na zona C está a água menos ligada e mais móvel dos alimentos Essa água pode ser facilmente retirada por diversos procedimentos e é responsável pelas alterações dos alimentos Equivale a Aa de 08 a 099 e A água da zona C geralmente constitui cerca de 95 da água total em um alimento com alto teor de umidade 5 E a As reações de Maillard são MENOS intensas quando a Aa é maior que 09 pois os reagentes estão bem diluídos b A velocidade de oxidação de lipídios é MAIOR quando a atividade de água alcança valores inferiores a 030 c As reações de escurecimento enzimático são aceleradas pela MAIOR disponibilidade de água d O crescimento de microrganismo é FAVORECIDO pelo maior Atividade de água e Para valores de Aa maiores que 080 a água adicionada pode retardar as taxas de oxidação E a explicação sugerida é que a diluição dos catalisadores reduz sua eficácia 6 D a SÃO úteis para processos de concentração e desidratação b SÃO usadas para ajudar a formular misturas de alimentos de modo a evitar a transferência de umidade entre os ingredientes c CONTRIBUEM para determinar as propriedades de barreira de umidade necessárias em um material de embalagem d São úteis para determinar qual teor de umidade irá restringir o crescimento de microrganismos de interesse e AJUDAM a prever a estabilidade química e física dos alimentos em função do teor de água UNIDADE 4 1 D V Os exemplos mais simples de carboidratos são os monossacarídeos sendo que os mais simples contêm três átomos de carbono o gliceraldeído e a dihidroxicetona F Os dissacarídeos são carboidratos que quando hidrolisam PRODUZEM DUAS MOLÉCULAS DE MONOSSACARÍDEOS 216 V Uma maneira eficiente de representar a estrutura de um carboidrato é utilizando a projeção de Fischer V Cada anômero da glicose é designado como um anômero α ou como um anômero β depen dendo da localização do grupo OH em C1 F Maltose e sacarose são exemplos de dissacarídeos 2 Saber a composição dos açúcares pode indicar a qualidade do produto final que será distribuído ao mercado O conhecimento da composição dos açúcares auxilia no controle de qualidade que é impos to pela legislação que muitas vezes limita concentrações de sacarose Além disso ajuda a detectar fraudes em produtos que deveriam originalmente conter somente açúcares naturalmente presentes Nós rótulos dos alimentos deve ser mostrado o valor total de carboidratos e eles não devem ser separados de acordo com a classificação polissacarídeos dissacarídeos e monossacarídeos Em bora as fibras alimentares sejam um tipo de carboidrato elas são utilizadas pelo organismo de um modo diferente por isso sua quantidade é informada separada dos demais carboidratos nos rótulos 3 C a O amido é a principal reserva alimentar dos VEGETAIS Quando aquecido em água ele pode fornecer amilose e glicogênio b A amilose é um polímero LINEAR da glicose unidas por ligações α 1 r 4 c A amilopectina apresenta cadeia ramificada com ligações α1 r 4 e com ligações α 1 r 6 nos pontos de ramificação d O glicogênio é um polímero que funciona como uma reserva de carboidratos para os ANIMAIS e tem estrutura semelhante à da amilopectina e A celulose serve como material estrutural dos vegetais É um homopolissacarídeo linear de Dglicose unidos por ligações glicosídicas β 1 r 4 4 O número de pontos de ramificação é importante pois um polissacarídeo mais ramificado é mais solúvel em água e sabese que uma quantidade de glicogênio em solução é importante para os mamíferos Além disso se o organismo precisa rapidamente de energia a enzima terá mais alvos potenciais se houver mais de uma ramificação UNIDADE 5 1 São unidades monoméricas de proteínas e têm uma estrutura geral em comum com um grupo amina e um grupo carboxila ligados ao mesmo átomo de carbono A natureza das cadeias laterais mencionadas como grupos R é a base das diferenças entre os aminoácidos Com exceção da glicina os aminoácidos podem existir em duas formas designidas L e D Esses dois estereoisômeros são imagem especulares que não podem ser sobrepostas Os aminoácidos encontrados nas proteínas são da forma L 2 D As proteínas que existem em formas esféricas ou elipsoidais resultantes do dobramento das cadeias polipeptídicas sobre si mesma são chamadas de globulares As proteínas fibrosas são moléculas em forma de bastonete contendo cadeias polipeptídicas lineares torcidas As proteínas com função de defesa são especializadas no reconhecimento e neutralização de vírus bactérias e outras substâncias estranhas As proteínas as quais o texto se refere apresentam função estrutural 217 3 Quando uma proteína está dissolvida em água a solubilidade é boa devido à formação de pontes de hidrogênio porém se um sal for adicionado no meio a solubilidade aumenta uma vez que ele se liga aos grupos carregados da proteína facilitando a interação soluçãoproteína Salting in Por outro lado se for adicionado uma alta quantidade de sal na água ele passa a interagir mais com a água que a proteína resultando em aumento da interação proteínaproteína salting out ou seja diminuindo a solubilidade 4 B a Estrutura primária c Arranjo tridimensional de todos os átomos b Estrutura secundária a A ordem dos resíduos de aminoácidos na cadeia polipeptídica c Estrutura terciária d A interação entre subunidades em proteínas que consistem em mais de uma cadeia polipeptídica d Estrutura quaternária b O arranjo do esqueleto polipeptídico mantido por pontes de hidrogênio 5 B a O calor é o agente desnaturante mais usado no processamento e preservação de alimentos Quando a temperatura AUMENTA a energia das vibrações no interior da molécula se torna grande o suficiente para desfazer a estrutura terciária b A desnaturação de proteínas induzida por pressão ocorre principalmente porque as proteínas são flexíveis e compressíveis Ela ocorre com a maioria das proteínas no intervalo de 1 a 12 Kbar e é altamente reversível c Agitação amassamento e batimento podem causar a desnaturação Proteínas altamente flexíveis desnaturam MAIS FACILMENTE em uma interface arlíquido do que proteínas rígidas d O grau de desdobramento é MAIOR em pH alcalino que em pH ácido e O efeito líquido de um solvente orgânico na estrutura da proteína DEPENDE da magnitude de seu efeito em várias interações polares e não polares interações hidrofóbicas ligações de hidrogênio e interações eletrostáticas UNIDADE 6 1 B a A carboxila é hidrofílica tem afinidade com a água e a cauda de hidrocarbonetos é hidrofóbica tem afinidade com solventes orgânicos de baixa polaridade c Nos organismos vivos normalmente os ácidos graxos contêm número PAR de átomos de carbono e as cadeias carbônicas não possuem ramificações d Em um ácido graxo o sistema 180 tratase de um ácido graxo SATURADO com 18 carbonos e o sistema 183 denota um ácido graxo INSATURADO com 18 carbonos e TRÊS LIGAÇÕES DUPLAS 218 e Compostos com uma carbonila na extremidade polar e uma cadeia de hidrocarbonetos são chamados de ácidos graxos 2 C a Nos alimentos os lipídios podem ser oxidados por mecanismos enzimáticos e não enzimáticos autoxidação b A fotooxidação é uma rota alternativa que leva à formação de hidroperóxidos A principal via de oxidação de ácidos graxos é a autoxidação que é responsável pela reação em cadeia de formação e decomposição do hidroperóxido d A autoxidação consiste em três etapas principais A primeira delas é a iniciação onde os radicais são formados a partir de ácidos graxos Após a iniciação o processo segue por uma etapa de reação em cadeia propagação onde o radical livre gerado se liga ao oxigênio atmosférico formando o radical peróxido Por fim quando os radicais livres se combinam são formadas moléculas mais estáveis inibindo a propagação e dando lugar à terminação do processo e Em vários alimentos que contêm gordura a taxa de oxidação depende fortemente da atividade da água Aa 3 A b Alguns antioxidantes agem como doadores de hidrogênio ou aceitadores de radicais livres inibindo a reação em cadeia da oxidação c Os antioxidantes sintéticos caíram um pouco em descrédito pois são suspeitos de serem uma das principais causas de carcinogênese com isso a busca por antioxidantes naturais aumentou significativamente d Os compostos fenólicos ocupam uma posição privilegiada como antioxidantes pois são ex celentes doadores de hidrogênio ou elétrons e além disso seus radicais intermediários são relativamente estáveis devido à deslocalização do elétron por ressonância Eles podem ocor rer em todas as partes das plantas incluindo frutas vegetais sementes nozes folhas raízes farinhas e cascas e Para se definir a eficiência de um antioxidante devese considerar além da sua potência em uma aplicação particular a sua facilidade de incorporação na comida as características de transporte sensibilidade ao pH tendência a descolorir ou produzir sabores estranhos além da disponibilidade e custo UNIDADE 7 1 A b A primeira etapa da reação catalisada por enzimas consiste na ligação do SUBSTRATO com a enzima devido às interações específicas do SUBSTRATO com o sítio ativo e não do produto c As enzimas são EXTREMAMENTE específicas sendo capazes de distinguir estereoisômeros de um determinado composto Elas também controlam a direção das reações levando a produtos estereoespecíficos 219 d As enzimas têm TODAS as características químicas e físicas de outras proteínas e As enzimas são capazes de aumentar a velocidade de reação por um fator de até 1020 mais do que reações nas quais as enzimas não estão presentes sendo assim podemos dizer que as enzimas são ÓTIMOS catalisadores 2 C V Nas reações catalisadas por enzimas dobrar a concentração da enzima E dobra a velocidade quando todos os outros fatores como concentração do substrato pH e temperatura são mantidos constantes F O pH tem um efeito significativo na atividade da maioria das enzimas sendo que as curvas de atividade vs pH são em forma de sino com a atividade aumentando consideravelmente em 2 uni dades de pH abaixo ou acima do pH ideal A atividade da enzima diminui consideravelmente em 2 unidades de pH abaixo ou acima do pH ideal V Os solventes orgânicos podem ter efeito na estabilidade e efeito na direção das reações rever síveis Há também uma mudança na estereoespecificidade dos produtos formados em solventes orgânicos F Devese fazer o armazenamento de alimentos no ponto de congelamento da água ou logo abaixo dele pois conforme a água congela a enzima e o substrato se tornam mais concentrados o que pode levar a um aumento da atividade Não é indicado fazer o armazenamento de alimentos no ponto de congelamento da água ou logo abaixo dele pois conforme a água congela a enzima e o substrato se tornam mais concentrados ou seja teremos um aumento da atividade V Um inibidor reversível irá ligarse a enzima e ser liberado em seguida deixandoa em sua condição original Já um inibidor irreversível irá reagir com a enzima produzindo uma proteína que deixa de ser enzimaticamente ativa 3 D a Os fenóis presentes na polpa da fruta são oxidados pelas polifenoloxidases formando as me laninas que são os pontos pretos que aparecem nas frutas b A lipoxigenase é outra enzima que desempenha funções importantes sobre os alimentos dentre as quais podemos citar a destruição de clorofila e carotenos o desenvolvimento de sabores e aromas estranhos o dano oxidativo a vitaminas e proteínas e a oxidação dos ácidos graxos essenciais ácidos lineoleico linolênico e araquidônico c A ação de proteases microbianas adicionadas intencionalmente durante o envelhecimento de queijos auxilia no desenvolvimento de sabores característicos desse alimento e A oximioglobina e o principal pigmento da carne Em certas condições há oxidação da oximio globina passando o pigmento para forma conhecida por metamioglobina responsável pela cor marrom da carne 220 UNIDADE 8 1 C I Incorreta As fermentações só acontecem porque microrganismos realizam esse processo II Correta Durante a fermentação uma grande quantidade de energia é liberada e a temperatura do processo aumenta III Incorreta A temperatura do ambiente entre outros fatores ambientais influenciam os pro cessos fermentativos IV Incorreta Várias são as moléculas químicas produzidas em um processo de fermentação como resultado do metabolismo dos microrganismos V Incorreta Existem processos fermentativos que não necessitam de oxigênio para ocorrerem 2 E Os processos fermentativos ocorrem de maneira adequada quando os microrganismos têm todos esses nutrientes disponíveis em quantidades suficientes A ausência ou insuficiência desses nutrientes podem ocasionar fermentações consideradas não saudáveis 3 Aqui oa estudante deve considerar que quando falamos sobre bebidas fermentodestiladas o produto final cerveja cachaça vinho uísque hidromel etc é o objetivo isso porque além do etanol e do gás carbônico várias moléculas podem conferir os aromas e os sabores desejados nessas bebidas 4 C I Correta O etanol é o composto produzido em maior quantidade em uma fermentação alcoólica juntamente com o gás carbônico II Incorreta O gás carbônico é um produto da fermentação e não um nutriente utilizado para que ela ocorra III Correta A fermentação alcoólica é um processo exergônico ou seja que libera energia na forma de calor IV Incorreta Os microrganismos podem utilizar diferentes fontes de carboidratos além da glicose na fermentação alcoólica maltose e sacarose por exemplo 5 C Por se tratar de um ácido o ácido lático faz com que a acidez do alimento ou do produto final seja elevada conferindo o gosto azedo que sentimos 221 UNIDADE 9 1 A V Os alimentos funcionais são aqueles que possuem substâncias que quando ingeridas auxiliam o organismo a reduzir e prevenir diversas doenças degenerativas além de fornecer uma nutrição adequada e proporcionar energia F A quercetina as antocianinas os flavonoides e as lignanas fazem parte de um grande grupo de compostos do metabolismo primário das plantas Esses compostos fazem parte do metabolis mo secundário das plantas V É papel das agências regulatórias transmitir informações atualizadas e corretas para garantir que o consumidor não seja enganado Para isso a Anvisa criou normas para instruir as indústrias na hora de fazer a alegação de propriedade funcional V As isoflavonas são as principais responsáveis pelos efeitos benéficos atribuídos à soja Dentre as principais isoflavonas encontradas na soja podemos citar a genisteína F Os flavonoides são responsáveis pelas colorações vermelha alaranjada e amarela das frutas e vegetais Os carotenoides são responsáveis pelas colorações vermelha alaranjada e amarela das frutas e vegetais 2 D a Flavononas flavonas flavonolóis e flavanonol são exemplos de flavonoides b A maçã é uma rica fonte de quercetina enquanto a jabuticaba e as chamadas frutas vermelhas apresentam elevado teor de antocianinas c Os flavonoides apresentam elevada capacidade antioxidante ou seja são capazes de estabilizar os radicais livres presentes no organismo d Os flavonoides são compostos doadores de elétrons devido à sua estrutura química conjugada em anel e rica em grupos hidroxilas ou seja eles podem estabilizar os radicais livres e O consumo regular de alimentos ricos em flavonoides auxilia no sistema de defesa antioxidante na prevenção da deterioração da memória e na melhoria da função cognitiva 3 C V Os frutos do mar se destacam por possuírem ácidos graxos poliinsaturados pertencentes à série do ômega3 F Ácidos graxos da série ômega3 não apresentam ligações duplas em sua estrutura podese destacar os ácidos graxos de cadeia longa eicosapentaenoico EPA e docosaexaenoico DHA com 20 e 22 átomos de carbono respectivamente Ácidos graxos da série ômega3 apresentam pelo menos duas ligações duplas em sua estrutura V O consumo de ácidos graxos da série ômega3 durante a gestação e o período de amamenta ção pode influenciar tanto o desenvolvimento físico quanto neurológico da criança F O ácido linolênico é um ácido graxo mas não pertence à série ômega3 Pode ser encontrado em hortaliças com folhas de coloração verdeescura nozes óleo de canola e também no óleo e na semente de linhaça O ácido linolênico pertence à série ômega3 222 4 E a Os probióticos são capazes de sobreviver no ambiente ácido do estômago e colonizar o intestino proporcionando equilíbrio microbiano que impede a multiplicação de substâncias patógenas prejudiciais à saúde b É importante destacar que para que um alimento seja considerado funcional ele deve conter uma quantidade mínima de 106 UFCg c Os probióticos são encontrados principalmente em produtos lácteos fermentados e não fer mentados além desses outros tipos de alimentos fermentados contêm microrganismos pro bióticos como carne fermentada legumes fermentados ou cereais fermentados de probióticos d Os prebióticos são substâncias que fornecem um efeito fisiológico benéfico ao hospedeiro estimulando de maneira seletiva o crescimento ou a atividade de um número limitado de bactérias ou seja é um modo diferente de aumentar o número de bactérias benéficas na mi crobiota intestinal São constituídos essencialmente por carboidratos de tamanhos diferentes desde monossacarídeos dissacarídeos oligossacarídeos e carboidratos maiores MEU ESPAÇO MEU ESPAÇO