24/07/2016 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RIO GRANDE DO NORTE ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO RANCIDEZ LIPÍDICA

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RIO GRANDE DO NORTE Disciplina: Química e Bioquímica de Alimentos Componentes Secundários e Transformações ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO RANCIDEZ LIPÍDICA Transformações químicas (Carboidratos e reações de lipídeos) Prof ª. MSc. Dayana do Nascimento Ferreira Currais Novos, Julho de Durante o transporte e processamento de frutas e hortaliças, frequentemente ocorrem rupturas nos tecidos celulares, causando escurecimento. Tudo inicia com a oxidação enzimática de compostos fenólicos (provocadas pelas polifenoloxidade PPOS) Formação da quinona, que rapidamente se condensa, formando pigmentos escuros e insolúveis (melanoidinas); Por que e como este processo ocorre? REAÇÃO DE ESCURECIMENTO Principais enzimas responsáveis pelo escurecimento enzimático em produtos de origem Vegetal: PPO O 2 OXIDAÇÃO ENZIMÁTICA POLIMEROS COLORIDOS Peroxidase PPO Polifenoloxidase Fenois incolores SUBSTRATOS FENÓLICOS: MONO DI E POLIFENÓIS Orto fenois Orto quinonas incolores coloridas A ação destas enzimas resultam na formação de pigmentos escuros, acompanhados de mudança na aparência e nas propriedades sensoriais do produto. 1

2 Desejável: ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO Escurecimento não enzimático fenômeno de caramelização e/ou interação de proteínas ou aminas com carboidratos. Estão associadas com o aquecimento e o armazenamento dos alimentos. ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO Podem ser de três tipos: CARAMELIZAÇÃO 1. Caramelização 2. Oxidação de ácido ascósbico 3. Reação de Maillard Caramelização oxigênio NH 2 ph ótimo de 3,0 a 9,0 Produto final: Caramelo Oxidação do ácido ascórbico Requer oxigênio NH 2 ph ótimo 3,0<pH<5,0 Produto final: Reação de Mailard oxigênio Requer NH 2 ph ótimo > 7,0 Produto final: 1858 M. A. Gelis (químico francês) - estudo publicado sobre a cor do caramelo primeiro O trabalho de Gelis indicou que a caramelização da sacarose contêm três produtos principais: - caramelana (C 12 H 18 O 9 ) um produto da desidratação - e dois polímeros, caramelen (C 36 H 50 O 25 ) e caramelin (C 96 H 102 O 51 ). SERAVALLI, 2007 CARAMELIZAÇÃO Durante o aquecimento de carboidratos (açúcares e xaropes de açucares) na ausência de compostos nitrogenados, ocorre uma série de reações que resultam do seu escurecimento. Envolve a degradação de açúcares (temperaturas maiores que 120ºC). Resulta em produtos de degradação de alto peso moleculares e escuros, denominado caramelos. O caramelo é um corante marrom, também é um agente flavorizante preparado através da pirólise do açucar. Diferentes tonalidades do caramelo em função da temperatura 2

3 ALIMENTOS QUE CONTEM CORANTE DE CARAMELO O QUE ACONTECE SE DEIXARMOS ESTE COPO DE SUCO DE LARANJA FORA DA GELADEIRA? OXIDAÇÃO DO ÁCIDO ASCÓRBICO Vitamina C Sensível ao ar, calor e luz A reação é acelerada por íons metálicos (Cu ++ e Fe ++ ) e catalizadores. A contaminação com íons metálicos (cobre e ferro) durante o processamento resulta no aumento da oxidação do ácido ascórbico para deidrácido ascórbico. OXIDAÇÃO DO ÁCIDO ASCÓRBICO Ácido ascórbico + ph ácido + T REAÇÃO DE MAILLARD Louis-Camille Maillard (médico e químico francês) - primeiro a descrever e explicar de maneira detalhada a reação que leva o seu nome. Furfural Polimerização 3

4 REAÇÃO DE MAILLARD É extremamente desejável em alguns alimentos, pois confere sabor, aroma e cor característicos a esses alimentos. café cacau carne cozida pão bolos Indesejável em outros: leite em pó Ovos e derivados desidratados REAÇÃO DE MAILLARD A reação ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos com produção de melanoidinas, polímeros insaturados, cuja cor varia de marrom claro até preto. A reação de Maillard compreende três fases: Inicial, Intermediária e Final. Compostos formados caracterizam o alimento: aroma; sabor; cor. Industrialmente: produção de corantes e saborizantes alimentares FASE INICIAL FASE INICIAL As reações envolvidas são: condensação, enolização, rearranjo de Amadori ou de Heyns. Açucares redutores aminoácidos Produtos ainda incolores e sem sabor e aroma 1. Reação de condensação união de duas moléculas com perda de uma molécula de H 2 O. 2. Rearranjo de Amadori catalizada por ácidos e bases (produto inicial uma aldose e final uma cetose). 3. Rearranjo de Heyns o produto inicial é uma cetose e o final é uma aldose amina (ocorre de forma mais lenta). FASE INTERMEDIÁRIA Inicia-se a percepção de aromas. A cor torna-se amarelada. FASE FINAL Desenvolvimento de cor, aroma e sabor. Diferentes sabores e aromas são produzidos nessa reação, em função de diferentes aminoácidos (definem o sabor e aroma). FATORES QUE AFETAM A REAÇÃO DE MAILLARD 1. Temperatura preferencialmente t maiores que 70ºC. A reação aumenta de 2 a 3 vezes para cada aumento de 10ºC. 2. ph a velocidade da reação é máxima próximo da neutralidade 3. Tipo de açúcar a presença de açúcar redutor é essencial 4

5 FATORES QUE AFETAM A REAÇÃO DE MAILLARD ASPECTOS ORGANOLÉPTICOS E NUTRICIONAIS 4. Atividade de água Ocorre um maior escurecimento em valores de atividade em aw intermediários (0,5 a 0,8). 5. Catalizadores a velocidade da reação é acelerada por ânions como citrato, fosfato e por íons metálicos como cobre bivalente em meio ácido. Influência positiva Aroma, sabor e cor Tradições específicas de culturas como, por exemplo, derivados de soja; Desejável: fritura, assados, grelhados, doces; café e chocolate; refrigerante cola;cerveja escura;balas, toffees,caramelos Compostos formados caracterizam o alimento: aroma; sabor; cor; Industrialmente: produção de corantes e saborizantes alimentares. DESVANTAGENS Perda de aw e valor nutricional; Perda da qualidade da proteína (consumo durante a reação); : efeitos antinutricionais (complexação com micronutrientes, destruição de vitaminas, inibição de enzimas). QUIZ 1 - Quais são os tipos de escurecimento não enzimático? 2 - Ao preparar um pudim de leite, é necessário fazer uma calda, para isso, normalmente é utilizado açúcar. Explique como ocorre a conversão do açúcar em calda e que tipo de escurecimento é este? 3 - Qual a diferença entre o escurecimento ocorrido pela caramelização e a reação de Maillard? 4 - Quantas e quais são as fases da reação de Maillard? QUIZ 6 - Explique como ocorre o processo o escurecimento enzimático? 7 - Quais as principais enzimas responsáveis pelo escurecimento enzimático em produtos de origem Vegetal? A ação destas enzimas resultam em que? 8 - Cite 5 exemplos de alimentos que contem corante de caramelo: 9 - Cite 2 vantagens do escurecimento por Maillard: 5 - Quais os fatotes que afetam a reação de Maillard? 10 - Cite 2 desvantagens do escurecimento por Maillard: 5

6 REAÇÕES DE RANCIFICAÇÃO Conjunto de reações de degradação dos lipídios que afetam profundamente as qualidades organolépticas resultando em sabores e odores anômalos, conhecidos como ranço. Tipos de rancificação: Oxidativa (autoxidação), Hidrolitica a) química (ácida ou básica) b) Lipolítica (lipase) VANTAGENS E DESVANTAGENS Desvantagem Diminuição do valor nutritivo (ácidos graxos essenciais) Perda de atividade vitamínica Perda de cor (carotenóides) Efeitos tóxicos Diminuição das qualidades organolépticas Vantagem Na maturação de queijos azuis Produção de odores e sabores característicos em queijos Camembert, Roquefort RANCIDEZ LIPÍDICA (OXIDATIVA) A rancidez oxidativa é a principal responsável pela deterioração de alimentos ricos em lipídeos, por que resulta em alterações indesejáveis de: Cor Sabor Aroma Consistência do alimento FATORES QUE INFLUENCIAM NA OXIDAÇÃO LIPÍDICA Quantidade de O 2 presente. Oxidação não ocorre na ausência de O 2 Composição da gordura Grau de insaturação Tipo de ácido graxo insaturado RANCIFICAÇÃO OXIDADATIVA Não ocorre normalmente em ácidos graxos saturados (ligações simples precisam de alta energia de ativação) INICIAÇÃO Baixo consumo de oxigênio, Formação de peroxidos Etapas: INICIAÇÃO PROPAGAÇÃO TERMINAÇÃO Catalizada por altas temperaturas, luz e metais (Cu, Fe, Ni, Co, Mn); Aroma e sabor dos alimentos inalterados. 6

7 PROPAGAÇÃO o Radicais livres combinam-se com o oxigênio, propagando a reação de oxidação (reação em cadeia). o Formação e decomposição de peróxidos TERMINAÇÃO Diminuição do consumo de oxigênio; Desaparecimento de certa quantidade de radicais livres; Redução da concentração de peróxidos; Alterações de aroma, sabor, cor e consistência o Grande consumo de O 2 o Início de alterações de aroma e sabor. TERMINAÇÃO TERMINAÇÃO Grande variedades de substâncias são formadas: aldeídos, alcoóis, ácidos de baixo peso molecular, Oxiácidos, Cetoácidos, Cetonas Outros compostos encontrados nas gorduras rancificadas Odor característico e desagradável do ranço: Associado à aldeídos de baixo peso molecular. A viscosidade aumenta devido à formação de polímeros de alto peso molecular. O aparecimento da cor é devido à formação de polímeros insaturados. ATIVIDADE 1 O que é rancificação? 2 - Quais as alterações provocadas nos alimentos pela oxidação lipídica? 3 - Cite 1 vantagens e 2 desvantagens da oxidação lipídica em alimentos: 4 - Quais os fatores que influenciam na oxidação lipídica? 5 - Quais as etapas da oxidação lipídica? 6 Na fase de terminação da oxidação lipídica, grande variedades de substâncias são formadas, cite 5 delas: 7 - As características de odor, viscosidade e cor são relacionadas a quais substâncias na etapa de terminação da reação de oxidação lipídica? Dúvidas: dayana.nascimento@ifrn.edu.br 7