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BROMATOLOGIA LIPÍDIOS Profa. Dra Marcella M. Terra ➢Os lipídios, também chamados de gorduras, são biomoléculas orgânicas compostas, principalmente, por moléculas de hidrogênio, oxigênio, carbono. ➢Encontram distribuídos em todos os tecidos, principalmente nas membranas celulares e nas células de gordura. ➢São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes polares e a solubilidade em solventes orgânicos (apolares). ➢Do ponto de vista químico, os lipídios são ésteres formados de ácidos graxos com álcoois LIPÍDIOS Importância Nutricional • Margarinas • Milho • Aveia • Soja • Gergilim • Cevada • Trigo integral • Centeio • Óleo de canola • Óleo de soja • Óleo de peixes Principais fontes • Os Lipídios possuem funções importantíssimas para o metabolismo celular, podendo-se relacionar como principais as seguintes: • Componentes das membranas celulares, juntamente com as proteínas (fosfolipídios e colesterol); Funções • Composto bioquímico mais calórico em animais e sementes oleaginosas sendo a principal forma de armazenamento (tri-acilgliceróis) e geração de energia metabólica através da ß-oxidação de Ácidos Graxos Funções • Formam uma película protetora (isolante térmico) sobre a epiderme de muitos animais (tecido adiposo); • Funções especializadas como síntese de hormônios; • Nutrientes essenciais (ácidos graxos essenciais); • Servem para transportar e armazenar vitaminas; • Sensação de saciedade (Controle da fome). Funções Caracterização e importância dos lipídios • Os lipídios estão presentes em uma grande quantidade de alimentos, como leite, carnes e manteiga Caracterização e importância dos lipídios ➢ Nos alimentos, os lipídios além de fonte de energia, desempenham funções tecnológicas importantes, como participação na formação de emulsões e de atuar na viscosidade dos produtos alimentícios. ➢ Biomoléculas que exibem uma grande variedade estrutural ➢ A única característica comum a todos os lipídios: ➢ Insolúveis em água; ➢ Solúveis em solventes orgânicos (éter, clorofórmio, hexano) e ter baixa solubilidade em água. Caracterização e importância dos lipídios ➢ Substâncias que, por hidrólise, fornecem ácidos graxos e outros compostos; ➢ Abrangem um número muito vasto de substâncias, razão pela qual não é possível defini-los exatamente; ➢ Podem combinar-se com outras classes de compostos, tais como proteínas (lipoproteínas) e carboidratos (glicolipídeos); ➢ Todos os lipídios contêm na molécula carbono, hidrogênio e oxigênio; em algumas classes são encontrados fósforo, nitrogênio, e às vezes enxofre. Classificação • A grande heterogeneidade dos lipídios justifica a existência de diversas classificações. – Saponificáveis e insaponificáveis; – Simples, conjugados e derivados; – Lipídios de armazenamento e lipídios de membrana. Classificação ➢ Lipídios simples: ➢ São aqueles que quando sofrem quebra pela molécula de água, produzem ácidos graxos e álcoois. ➢ Compreendem os glicerídios e as ceras. ➢ Os glicerídos são ésteres do glicerol e de ácidos graxos; ➢ são habitualmente designados por óleos ou gorduras, consoante se encontram em estado líquido ou sólido, à temperatura ambiente. ➢ As ceras são igualmente ésteres, mas de monoálcoois de elevado peso molecular; Triacilgliceróis ➢ Lipídios de depósito - São os principais componentes dos óleos e das gorduras ➢ São ésteres de ácidos graxos e glicerol (as três hidroxilas do glicerol estão esterificadas com ácidos graxos). Glicerofosfolipídios ➢ Os glicerofosfolipídios ou fosfolipídios são ésteres do glicerol com ácidos graxos que contêm ainda na molécula ácido fosfórico e um composto nitrogenado. ➢ Possuem uma parte polar (base nitrogenada) e uma parte apolar (ácidos graxos). ➢ A primeira é capaz de interagir com a água, enquanto a segunda é capaz de interagir com outras substâncias apolares. ➢ Devido a essa característica peculiar, os fosfolipídios são capazes de estabilizar misturas água + óleo (emulsões). Possuem importância na formação da membrana celular, sistema nervoso central e sangue. ➢ Os principais fosfolipídios são a lecitina, a cefalina e a cardiolipina. Glicerofosfolipídios Classificação ➢ Lipídios insaponificáveis – não possuem ácidos graxos. Não são energéticos mas desempenham funções fundamentais no metabolismo. ➢ Terpenos – são derivados do hidrocarboneto isopreno. Ex.: vitamina E, A, K e óleos essenciais; ➢ Esteróides – são derivados do hidrocarboneto esterano. Ex.: ácidos biliares, hormônios sexuais, vitamina D e colesterol; ➢ Eicosanóides – são derivados de ácidos graxos essenciais ômega 3 e ômega 6. Ex.: prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos. Lipídios não saponificáveis - Esteroides ➢ São substâncias insolúveis em água com elevado ponto de fusão que não contam com ácidos graxos e glicerol em sua estrutura. ➢ Os principais representantes são o colesterol, o sitosterol, as vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K) e os pigmentos carotenoides. Lipídios não saponificáveis - Esteroides Classificação ➢ Lipídios saponificáveis: ➢ – possuem ácidos graxos em sua composição. São as biomoléculas mais energéticas. ➢ Ácidos graxos saturados – São encontrados no reino animal. Ex.: ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico e ácido lignogérico; ➢ Ácidos insaturados – São encontrados no reino vegetal. Ex.: ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico e ácido araquidônico; Os ácidos graxos ➢ Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com elevado número de carbonos (de 4 até mais de 20 carbonos); ➢ Presentes em grande parte dos lipídios ➢ Se diferenciam em SATURADOS E INSATURADOS Ácido Graxos - Classificação ➢ Além da variação de peso molecular, em função do número de carbonos, os ácidos graxos podem ter diferenças referentes à presença de duplas ligações entre os carbonos. ➢ Quando as duplas ligações estão presentes nas moléculas dos ácidos graxos, estes são chamados insaturados. ➢ Os ácidos graxos insaturados possuem características físico- químicas como ponto de ebulição e de fusão diferentes em relação àqueles com mesmo número de carbonos, mas saturados. Ácidos Graxos • Saturados: Gordura de origem animal (carne de vaca, porco, carneiro, gema de ovo, manteiga, óleo de coco, chocolate, margarina, etc). • Insaturados: • Monoinsaturados: (óleo de oliva, de amendoim ou canola). • Poliinsaturados: (óleo de girassol, óleo de soja e óleo de milho) Ligações existentes entre os carbonos: Ácido Graxos - Classificação ➢ Nos alimentos, os ácidos graxos saturados estão presentes em maior quantidade nos lipídios de origem animal, como, na banha. ➢ Por terem ponto de fusão mais elevado, a banha e outros lipídios de origem animal tendem a ser sólidos em temperatura ambiente e são comumente chamados “gorduras”. ➢ Por outro lado, os ácidos graxos insaturados estão presentes em maior quantidade em lipídios de origem vegetal, como, no óleo de soja. ➢ Por terem ponto de fusão mais baixo, o óleo de soja e outros lipídios de origem vegetal tendem a ser líquidos em temperatura ambiente e são comumente chamados de “óleos”. Ácido Graxos - Classificação ➢ Devido à presença de insaturações, os ácidos graxos podem ter configurações CIS ou TRANS, dependendo do arranjo das cadeias carbonadas em torno da insaturação. ➢ Quando as cadeias carbonadas se dispõem em um mesmo lado em torno da insaturação, este adota a conformação CIS. Os ácidos graxos de ocorrência natural são todos pertencentes a esta conformação. ➢ Se as cadeias carbonadas estão dispostas em lados opostos em relação à insaturação, este adota a conformação TRANS. Os ácidos graxos podem adotar esta conformação somente após processos tecnológicos como o aquecimento. ➢ Os ácidos graxos TRANS possuem pontos de fusão e de ebulição mais elevados do que o CIS, são considerados mais prejudiciais a nossa saúde devido à facilidade em acumular,formando placas de gordura em nossa circulação sanguínea Ácido Graxos - Classificação • Processo obtido através de biohidrogenação; • Hidrogenação industrial. Nesse processo são misturados hidrogênio gasoso, óleos vegetais poliinsaturados, um catalisador que geralmente é o Ni, sob pressão e temperatura apropriadas. • Esse processo vai resultar em ácidos graxos com ponto de fusão mais alto, devido a orientação linear nas moléculas trans e ao aumento no índice de saturação, e maior estabilidade ao processo de oxidação lipídica; • Reutilização de óleos em frituras. Ácidos graxos trans • Posição das duplas ligações: • Ômega 3 . dupla ligação posicionada no terceiro carbono (Essencial - devem ser obtidos da dieta); • Ômega 6 . dupla ligação posicionada no sexto carbono (Essencial - devem ser obtidos da dieta); • Ômega 9 . dupla ligação posicionada no nono carbono (Não essencial -podem ser sintetizados pelos mamíferos); Ácidos Graxos insaturados – Exemplo importância nutricional Definições • São constituídos de éster derivados da glicerina com ácido graxo; • Possuem de uma a quatro insaturações (ligações duplas); • Expressam menor ponto de fusão; • Óleos comestíveis possui uma cadeia carbônica de 16 a 18 carbonos; Óleos • Quando consumidas regularmente como parte de uma alimentação balanceada, os ácidos graxos insaturadas reduzem o colesterol LDL (ruim) e aumentam o colesterol HDL (bom). • Quando aquecidos em altas temperaturas e por tempo prolongado perdem a qualidade nutricional e se tornam impróprios para o consumo. Óleos • São extraídos, principalmente de vegetais (canola, milho, girassol, soja, castanhas no geral, abacate, semente de linhaça). • São também extraídos de animais ( baleia e peixe) Óleos • Constituída por triglicérides, e contém ácidos graxos saturados. • Possuem ligação simples entre os átomos de carbono; • Encontrado especialmente em alimentos de origem animal; Gorduras • São sólidas à temperatura ambiente; • Quando aquecidos se tornam líquidos; • Expressão maior ponto de fusão; • É a principal causa alimentar de elevação de colesterol ( LDL). Gorduras • Provoca obesidade; • Competem com os ácidos graxos essenciais em vias metabólicas complexas; • Aumenta as chances de desenvolvimento das doenças cardíacas, infarto e derrame cerebral; Gorduras • Alimentos de origem animal como leites integrais e as carnes de bovinos, suínos e ovinos apresentam grande concentração de gordura saturadas quando comparadas aos outros alimentos; • Alimentos de origem vegetal e seus óleos apresentam maior concentração desta gordura; Gorduras Saturadas Azeite e Óleos Vegetais • Dentre estes fatores, a oxidação é a principal causa de deterioração, alterando diversas propriedades, como a qualidade sensorial (sabor, aroma, textura e cor); • Valor nutricional (perda de vitaminas, carotenóides, proteínas e ácidos graxos essenciais); • Depreciação do produto e toxicidade (grande formação de radicais livres). Reações de Lipídios em Alimentos • As gorduras são muito instáveis quando conservadas em condições desfavoráveis a sua preservação. • São afetadas pela presença de ar (oxigênio), luz, umidade e calor. • O produto resultante das reações implica no aparecimento de odores e sabores estranhos (o ranço) Oxidação lipídica • Quando os lipídeos são conservados de maneira inadequada as duplas ligações dos ácidos graxos insaturados podem formar radicais livres, estes reagem com o oxigênio do ar (oxidação) e formam produtos que alteram as características dos lipídeos. • Os produtos resultantes da decomposição do peróxido formado na oxidação dos ácidos graxos insaturados são os responsáveis pela deterioração das gorduras (lipídeos), alterando odor, sabor, cor, viscosidade e composição das mesmas Oxidação lipídica. Como ocorre? Fatores que influenciam a oxidação de lipídios em alimentos • Quantidade de O2 presente - a rancificação oxidativa não ocorre na ausência de O2 ; • Composição da gordura: o tipo de ácido graxo insaturado e o grau de saturação têm influência significativa na oxidação (os ácidos linoléico e linolênico oxidam-se 64 e 100 vezes mais rápido que o ácido oléico, respectivamente); • Exposição à luz: a luz acelera as reações de oxidação, por isso, na medida do possível, deve-se evitar sua incidência direta nos alimentos suscetíveis a oxidação; • Temperatura de armazenamento: quanto maior a temperatura, maior será a velocidade com que a reação se desenvolve. A cada aumento de 10oC na temperatura, a reação do oxigênio com a gordura insaturada duplica. • Esse efeito pode ser minimizado com o armazenamento de alimentos sob refrigeração e congelamento. - presença de catalisadores, chamados de próoxidantes: • aceleram a reação de oxidação (ex: metais e grupo heme da mioglobina); • atividade de água (aw ) dos alimentos: a presença de água livre aumenta a atividade catalítica dos metais, portanto o risco de oxidação aumenta a medida que aw aumenta. Fatores que influenciam a oxidação de lipídios em alimentos Hidrogenação ➢ Nessa reação, o hidrogênio na presença de catalizadores específicos (Ni/Pt/Pd) sob aquecimento é adicionado à dupla ligação dos ácidos graxos insaturados, eliminando a insaturação, tornando-a uma ligação simples (saturada); ➢ *A mistura de níquel, platina e paládio (Ni/Pt/Pd) é utilizada como catalizador (aceleradores) das reações químicas. ➢ Assim, essa reação gera lipídios com maior ponto de fusão e de ebulição devido à diminuição do grau de insaturação dos lipídios, obtendo-se a partir de óleos vegetais (líquidos a temperatura ambiente), produtos sólidos a temperatura ambiente. ➢ Essa é a reação responsável pela transformação da gordura vegetal em margarina. ➢A reação de hidrogenação é de grande importância na indústria de alimentos, porque permite a conversão de óleos em gorduras adequadas para a produção de margarinas e para a aplicação em produtos de panificação (gordura hidrogenada). ➢Também é utilizada para melhorar a consistência de gorduras, ou ainda para reduzir a sensibilidade à rancidez. Hidrogenação Reação de Hidrogenação ➢Hidrogenação é a reação na qual ocorre a adição de hidrogênio (H2 ) às duplas ligações de ác. graxos insaturados (livres ou combinados). ➢Reação de Hidrogenação com a incorporação de hidrogênio ocorre a modificação da plasticidade, ou seja, o óleo fica duro. Ocorre, portanto, um aumento do índice de saturação e, consequentemente, uma elevação do ponto de fusão da gordura. ➢Um exemplo é a margarina, que é obtida pela hidrogenação catalítica de óleos vegetais, processo que transforma um óleo líquido em um óleo semilíquido. Quanto mais hidrogenado for o óleo, mais sólido ele será na temperatura ambiente, portanto, mais saturado ➢A conversão de ácidos graxos insaturados a saturados através de hidrogenação também ocorre facilmente nas frituras. ➢Fritar alimentos com azeite de oliva (que é um óleo composto sobretudo, por ácidos graxos insaturados, como oléico, linoléico e linolênico) resulta em sua transformação em ácido esteárico. Hidrogenação Hidrogenação Rancificação hidrolítica ➢ É caracterizada pela quebra das ligações éster dos acilgliceróis, formando glicerol e ácidos graxos livres. ➢ Os ácidos graxos livres, além de tornarem as gorduras mais suscetíveis à oxidação, emprestam sabor e aroma desagradáveis ao alimento (ranço). ➢ Em alguns queijos essa reação é desejável, mas na maioria dos alimentos, não. ➢ Essas ligações químicas podem ser quebradas por enzimas (lipases) ou pela exposição do alimento a elevadas temperaturas, característica na degradação da manteiga, formando ácidos graxos livres voláteis, responsáveis pelo cheiro de ranço. • A presença de água acelera a rancidez hidrolítica; além disso, quando as gorduras contendo ácidos graxos livres são emulsionadas em água, estes ácidos graxos livres, mesmo em baixas concentrações, proporcionam sabor e odor desagradável.• Deve-se evitar o uso prolongado da mesma gordura no processamento de alimentos (frituras), especialmente se estes alimentos forem ricos em água. • A rancificação hidrolítica pode ser inibida pela inativação térmica das enzimas, e pela eliminação da água no lipídeo (água é o meio que favorece a hidrólise). Rancidez Hidrolítica Rancificação hidrolítica Gorduras de Origem Animal Amaciante Agente Ligante Aeração Contribuição para a estrutura da emulsão Contribuição para a textura dos alimentos Exemplos de alimentos gordurosos na indústria
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