Aditivos químicos alimentares

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1 Aditivos químicos alimentares Sentido lato: qualquer substância adicionada a um alimento. Legislação portuguesa: Toda a substância, tenha ou não valor nutritivo, que por si só não é normalmente género alimentício nem ingrediente característico de um género alimentício, mas cuja adição intencional, com finalidade tecnológica ou organoléptica, em qualquer fase de obtenção, tratamento, acondicionamento, transporte ou armazenagem de uma género alimentício, tem como consequência quer a sua incorporação nele ou a presença de um derivado, quer a modificação de características desse género Principais razões para a utilização de aditivos alimentares Manter a consistência dos produtos (ex: molhos para saladas manterem-se macios e consistentes) Aditivos com emulsionantes e estabilizadores permitem manter a textura e outras características dos alimentos Aumentar o valor nutricional certos nutrientes são inexistentes em alguns alimentos ou perdem-se durante o processamento Exemplo: cereais, margarinas, leitos enriquecidos com aditivos como vitamina A, vitamina D, ferro, ácido ascórbico, ácido fólico, etc. Para manter o paladar e a qualidade os alimentos perdem sabor e frescura devido ao envelhecimento e exposição a elementos naturais como a humidade, o ar, as bactérias e os fungos Aditivos como o ácido ascórbico, o ácido sórbico, o nitrito de sódio e o nitrito de potássio são usados em alimentos como antioxidantes e conservantes.

2 Principais razões para a utilização de aditivos alimentares Para controlar a acidez ou a basicidade alguns aditivos são adicionados para melhorar o seu sabor, o aroma, e a cor de certos. Para melhorar o sabor ou transmitir uma certa cor especiarias e compostos naturais ou sintéticos são adicionados aos alimentos para melhorar o seu sabor e a aparência, tornando-os mais apetecíveis para o consumidor. Princípios da utilização de aditivos alimentares não acarretar perigo para a saúde do consumidor, na dose ministrada; não provocar diminuição do valor nutritivo dos géneros alimentícios; não dissimular os efeitos da utilização de matérias-primas defeituosas ou de técnicas incorrectas de preparação, de fabrico, acondicionamento, transporte, armazenagem; não introduzir o consumidor em erro quanto genuinidade ou à qualidade do produto; à natureza, à não ser possível obter o efeito desejado por método inócuos, económica e tecnologicamente exequíveis.

3 Corantes alimentares As cores dos alimentos devem-se à presença de pigmentos na sua constituição. O consumidor é extremamente influenciado pela cor dos alimentos. O apetite é estimulado ou diminuído, numa relação quase directa com a reacção do consumidor à cor do alimento. Corante: substância utilizada para conferir cor ou restituir cor a um género alimentício e que são constituídos por componentes naturais de géneros alimentícios de outras substâncias naturais, que não são normalmente consumidas como alimentos nem como ingredientes característicos dos alimentos Utilização dos corantes alimentares Simular uma cor que seria percebida pelo consumidor como se fosse natural; Efeito diferente no alimento, fornecer uma cor alegre no alimento; Manter a cor esperada pelo consumidor: variação de cor nos alimentos durante as estações do ano e/ou processamento e armazenagem; Compensar a perda de cor devida à luz, ar, excesso de temperatura, humidade condições de armazenagem; Realçar cores naturalmente presentes; Proteger sabores e vitaminas que podem ser afectados pela luz; Proporcionar um variedade de alimentos funcionais, nutritivos e saborosos..

4 Legislação Comunidade Europeia Directiva Comunitária n, 89/107/CEE, de 21 de Dezembro de 1988: estabelece os princípios orientadores na aplicação dos aditivos nos géneros alimentícios e define as regras a que deve obedecer a sua utilização, transposta para a legislação portuguesa no Decrelo-Lei n. 192/89 de 8 de Junho e Portaria n. 833/89 de 22 de Setembro; Directiva Comunitária n. 94/36/CE, de 30 de Junho: estabelece os princípios orientadores na aplicação dos corantes nos géneros alimentícios e que apresenta uma lista dos corantes permitidos, dos géneros alimentícios que não podem conter corantes, dos géneros alimentícios que podem conter certos corantes, de corantes com aplicações restritas, de corantes permitidos quantum senis e de corantes com níveis de inclusão máximos; Legislação Directiva Comunitária n. 95/45/CE, de 26 de Julho: estabelece os critérios de pureza específicos dos corantes que podem ser utilizados nos géneros alimentícios, transposta, juntamente com a directiva anterior, para a legislação portuguesa na Portaria n. 759/96 de 26 de Dezembro; Directiva Comunitária n. 99/75/CE, de 22 de Julho: altera a Directiva Comunitária n." 95/45/CE, de 26 de Julho, em relação aos critérios de pureza para os carotenos mistos e beta-caroteno. O Decreto-Lei n. 193/2000, de 18 de Agosto corresponde à transposição desta Directiva Comunitária, incluindo também todas as normas presentes na Portaria n. 759/96 de 26 de Dezembro; Directiva Comunitária n. 2001/50/CE, de 3 de Julho: altera os critérios de pureza para os carotenos mistos e beta-caroteno, transposta, para a legislação portuguesa no Decreto-Lei n, 166/2002, de 18 de Julho.

5 Legislação Comunidade Europeia, através da legislação em vigor: 43 corantes como aditivos alimentares 17 são corantes sintéticos; 26 são corantes naturais (compostos sintetizados para igualar os respectivos produtos naturais ou pigmentos inorgânicos encontrados na natureza) Número E Os números E são códigos de referência para aditivos alimentares e podem ser encontrados nas etiquetas de embalagens de produtos alimentares na União Europeia

6 Números E E : Corantes: intensificam ou conferem cor aos alimentos E : Conservantes E : Antioxidantes e reguladores de acidez E400 E499: Emulsionantes, estabilizadores, espessantes e gelificantes E : Reguladores de ph e anti-aglomerantes E : Intensificadores de sabor E : Ceras E : Agentes de revestimento e brilho sintéticos E : Melhorantes E : Gases de embalagem E : Edulcorantes E : Agentes de espuma E : Químicos adicionais Legislação Estados Unidos da América Utilização de corantes é regulada pela FDA (Food and Drug Administration) Rótulo dos géneros alimentícios: Artifical colour added Colour added Color with x (cor) ou x (cor)

7 Corantes alimentares permitidos Corantes sintéticos Corantes naturais Corantes sintéticos usados na CE e USA

8 Corantes naturais A legislação comunitária: 26 corantes naturais (produtos naturais, ou compostos sintetizados para igualar os respectivos produtos naturais ou pigmentos inorgânicos encontrados na natureza) Produtos naturais corados: nos frutos, nos vegetais, nas sementes e nas raízes. Dietas diárias consome-se grandes quantidades de diversos pigmentos, especialmente antocianinas, carotenóides e clorofilas. Corantes naturais Caratenóides Antocianinas Clorofilas Betalaína Melaninas

9 Corantes naturais Muitos dos pigmentos naturais utilizados inicialmente com o objectivo de colorir os alimentos, são fotoquímicos com um elevado poder antioxidantes. Desenvolvimento de métodos de extracção de corantes naturais e investimentos na sua aplicação industrial. Corantes naturais utilizados na CE e USA

10 Corantes naturais utilizados na CE e USA Corantes naturais utilizados na CE e USA

11 Corantes naturais A indústria alimentar utiliza frequentemente compostos sintetizados para igualar os produtos naturais, como: Usados em margarinas, β-caroteno (E160a) queijos, gelados, beta-apo-8'-carotenal (E160e) produtos de panificação como bolos e biscoitos éster etílico do ácido beta-apo-8'-caroiénico (E160f) riboflavina e riboflavina-5'-fosfato (E101) cantaxantina (E161g) Estes compostos sintéticos apresentam estabilidade superior aos respectivos produtos naturais porque se associam a estes sistemas antioxidantes (como tocoferol, palmitato ascorbílico) Corantes naturais Os compostos sintéticos mais preparados são os carotenóides. beta-caroteno: mercado europeu (40 %) e mundial (17 %) dos corantes. As cores derivadas do caramelo: 10% mercado mundial de corantes, principalmente devido à sua utilização nas bebidas cola.

12 CARATENÓIDES pigmentos naturais; cores brilhantes, amarelo, laranja, vermelho e violeta; no início dos anos noventa mais de 600 de carotenóides tinham já sido isoldados e caracterizados; carotenóides, extraídos de certas plantas comestíveis, cenouras, óleos vegetais, gramíneas, luzerna, urticáceas e algumas algas são utilizados como corantes alimentares (E160a, E160a, b, c, d, e, f e E161b, g) g em diversos alimentos como manteigas, queijos, compotas e cereais; carotenóides presentes em diversos géneros alimentícios tanto de origem animal como vegetal, mas existem em maiores concentrações (desde 100 mg até 1g por kg de produtos fresco) em frutas e vegetais, como cenouras, paprika, espinafres, e tomate. Classificação dos carotenóides carotenos - hidratos de carbono insaturados xantofilas - compostos mais abundantes na natureza e que apresentam um ou mais grupos funcionais contendo oxigénio - moléculas hidrofóbicas que contêm uma cadeia poliénica conjugada longa, que determina as propriedades de absorção de luz, e consequentemente a cor, e as suas propriedades fitoquímicas.

13 Estruturas químicas de alguns carotenóides carotenos xantofilas Carotenóides Actividades principais destes compostos: - Actividade antioxidante: os carotenóides protegem as células contra os processos de oxidação, que levam ao aparecimento de inúmeras doenças degenerativas como arteriosclerose, cancro e artrite; -Percursores de vitamina A: β-caroteno e outros carotenóides contendo um anel β não substituído, como α-caroteno e β-cripto-xantina, são as principais fontes de vitamina A. Estes carotenóides são convertidos em retinal, o aldeído da vitamina A, através da β-carotenóide-15,15'-dioxigenase (enzima existente no intestino delgado.

14 Carotenóides Xantofilas são os pigmentos dominantes em tecidos amarelos. Carotenos coloração alaranjada. Espectro de absorção dos carotenóides ANTOCIANINAS um dos maiores grupos solúveis em água, pertencente ao reino vegetal; cores rosa, vermelho, roxo, violeta e azul em flores, frutas e vegetais; pigmentos existentes de diversos frutos como: cerejas, groselhas, amoras, cacau, e folhas de banana e vegetais como: couve roxa e certas espécies de batata e cebola; Exemplos: - amoras e uvas pretas: 3000 a 8000 mg/kg - vinho tinto: 400 mg/l

15 ANTOCIANINAS antioxidantes forte actividade bioquímica e farmacológica antocianinas, extraídas de certas plantas e frutos comestíveis, são utilizadas como corantes alimentares (E163) em gelatinas, em doces, em refrigerantes e em géneros alimentícios contendo cereais. antocianinas constituem uma das subclasses dos flavonóides (compostos polifenólicos constituídos por dois anéis de benzeno e um anel central heterocíclico contendo oxigénio). ANTOCIANINAS Subclasses dos Flavonoídes (função do anel heterocíclico central) ANTOCIANINA Isoflavona

16 ANTOCIANINAS Cor depende: - numero de grupos hidroxilo ou metoxilo do anel B (aglicona) - ligação ao derivado do açúcar (glicósido) ANTOCIANINAS Nas plantas, as antocianinas podem existir como glicósidos: - Cianidina (maior parte das fontes comestíveis de antocianinas) - Delfinidina (responsável pela cor vermelho-escuro da groselha preta) -Malvidina (cor do vinho tinto) - Peonidina - Petunidina - Pelargonidina (cor rosa-avermelhado dos morangos)

17 ANTOCIANINAS Estruturas das antocianinas mais comuns Açucares mais frequentes: glicose, galactose, ramnose e arabinose ANTOCIANINAS Tipos de antocianinas das frutas Fruta Ruibardo (Rheum sp.) Uva (Vitis vinifera) Morango (Fragaria spp.) Cereja (Prunus spp.) Framboesa (Rubus ideaus) Groselha negra (Ribes nigrum) Amoras silvestres (Rubus fructicosus) Antocianidina Cianidina Cianidina, peonidina, petunidina, delfinidina, malvidina Cianidina, pelargonina Cianidina, peonidina Cianidina, pelargonina Cianidina, delfinina Cianidina

18 ANTOCIANINAS A cor das antocianinas é instável e susceptível de alterações devido a mudanças de ph, de temperatura e de luz. As antocianinas existem em solução como um equilíbrio de várias estruturas que apresentam cores diferentes e dependem do ph do meio. - Meio aquoso ácido (até ph 4) a estrutura predominante é o catião flavílio (cor vermelha); - Valores de ph superiores a 4, uma das estruturas possíveis é a base quinonoidal (cor azul) e resulta da desprotonação do catião flavílio ou o hemiacetal que não apresenta cor e resulta da hidratação do catião flavílio. ANTOCIANINAS A estrutura molecular das antocianinas também pode afectar a sua estabilidade (exemplo, as delfinidinas moléculas mais instáveis que as cianidinas). A cor das antocianinas depende também das reacções de co- pigmentação (formação de complexos entre as antocianinas e outros flavonóides, ácidos fenólicos, proteínas, aminoácidos ou polissacarídeos).

19 CLOROFILAS pigmentos verdes que existem nas plantas e têm um papel fundamental na fotossíntese Clorofila b (plantas, algas verdes) R 2 = CHO Clorofila a R2 = CH 3 (plantas, algas e cianobactérias) CLOROFILAS Pigmentos foto-receptores são formados por um anel de porfirina (molécula cíclica com diversas ligações duplas conjugadas) onde se verifica a movimentação livre de electrões. Vários tipos de clorofila: clorofila a (mais importante) - nas plantas - nas algas - cianobáctérias e torna a fotossíntese possível ao transferir electrões energéticos para moléculas que produzem açúcares.

20 CLOROFILAS As clorofilas extraídas de plantas comestíveis, gramíneas, luzerna e urticáceas são utilizados como corantes alimentares, sob a forma livre ou como complexos de cobre (E140 e E141). As clorofilas são metaloporfirinas que apresentam actividades terapêuticas, como na protecção do DNA contra radiações iónicas e agentes mutagénicos, funcionado como agentes anticancerígenos e antimutagénicos. Alterações na estrutura base da molécula de clorofila Propriedades do cromóforo Biodisponibilidade das moléculas Todas as alterações modificam as propriedades funcionais das clorofilas

21 Alterações na estrutura base da molécula de clorofila A clorofila é perdida naturalmente pela folha no final da sua vida activa na planta. Exemplo: processamento de vegetais verdes: - aquecimento - escalda - enlatados Perda da cadeia lateral de fitol; perda de magnésio (sobretudo meio ácido) Feofitinas Alterações na estrutura base da molécula de clorofila Clorofila: Picos de absorção: radiações vermelha e azul Cor reflectida: verde Espectro de absorção das clorofilas e feofitinas

22 Betalaínas As características dos pigmentos vermelho-escuro da beterraba (Beta vulgaris) antocianinas nitrogenadas. Actualmente: Betalaínas divididas em dois grupos: Betacianidinas (coloração vermelho-púrpura, λ máx 534 a 555 nm); Betaxantinas (coloração amarela, λmáx cerca de 480 nm) Betalaínas

23 DESENVOLVIMENTOS NOS CORANTES Os desenvolvimentos recentes na formulação dos corantes podem agrupar-se em quatro áreas principais: produção de corantes dispersíveis em água: formação de uma dispersão dos pigmentos lipossolúveis numa fase aquosa, através da utilização de emulsionantes, antioxidantes e estabilizadores; melhoria da estabilidade à oxidação, através da utilização de antioxidantes como o tocoferol e o palmitato ascorbílico; melhoria da estabilidade em meio ácido, na presença de luz, para as aplicações em sumos, gelatinas e conservas; substituição de certos ingredientes associados a alergias e redução dos níveis de certos aditivos (exemplo: polisorbato 80). NOVAS TECNOLOGIAS Tecnologias de processamento desenvolvidas para os corantes naturais: Microencapsulação - estabilização do pigmento em relação à luz - produção de diferentes tonalidades da cor - redução da perda de cor A protecção originada pela microencapsulação: - matriz de encapsulação - eficiência do revestimento - processo de libertação do pigmento

24 NOVAS TECNOLOGIAS Tecnologias de processamento desenvolvidas para os corantes sintéticos ticos: Produção de corantes granulares - aglomeração de pigmentos em grânulos; - melhor dissolução do corante. - produção de diferentes tonalidades da cor NOVAS TECNOLOGIAS Culturas de tecidos de plantas Fermentação microbiana Manipulação de genes

25 NOVOS PIGMENTOS Monasco - sólido vermelho derivado da fermentação do arroz, pelos fungos Monascus purpureus e Monascus anka Neocandenatona - pigmento púrpura com estrutura semelhante às anticianinas - isolado da árvores Dalbergia congestiflora (espécie da floresta tropical do México) Vegetação tropical e subtropical (área de estudo na exploração de novos pigmentos, devido a diversidade de espécies)