Aula 03 MACRONUTRIENTES COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS

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Aula 03 – MACRONUTRIENTES & COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS
	Os alimentos são sistemas complexos compostos por diversas substâncias químicas com diferentes importâncias para o corpo humano após serem consumidas. A Nutrição é o estudo da composição e dos efeitos dos alimentos para nosso corpo quando ingeridos.
	Este tema abordará uma apresentação clara e objetiva da introdução da composição de alimentos, a sua importância para a nutrição, apresentando as leis da alimentação e o guia alimentar brasileiro resumidamente. Além disso, serão abordadas especificamente as macromoléculas presentes nos alimentos, suas funções, classificações, importâncias nutricionais e tecnológicas, assim como as principais alterações químicas e físico-químicas que podem ocorrer durante o armazenamento e processamento dos alimentos.
	CONTEXTUALIZAÇÃO: Os alimentos são produtos que relacionam palatabilidade, característica que descreve o conjunto de fatores sensoriais dos produtos e sua aceitação (sabor, odor e aroma), digestibilidade e conteúdo de nutrientes. São responsáveis por fornecer ao corpo energia para a condução de atividades básicas. A alimentação é o processo voluntário de consumo de alimentos. Ela está relacionada a fatores culturais e socioeconômicos. 
	Pode-se dizer que o produto da alimentação é a nutrição. A ciência da Nutrição é aquela que avalia a relação entre os componentes dos alimentos, nutrientes ou não, e sua relação com o corpo humano quando consumidos. 
	Avalia a ingestão, a absorção, o transporte de nutrientes e a excreção de resíduos após o consumo de um alimento, a ação-interação e equilíbrio relacionados com saúde e doenças, assim como suas funções físicas, biológicas e mentais (MITCHELL et al., 1978).
	NUTRIENTES & CLASSIFICAÇÃO: Os nutrientes são componentes químicos que apresentam importância para o corpo humano e, por isso, são indispensáveis à atividade do organismo e a saúde, pois desempenham diversas funções. Eles podem, por exemplo, ser utilizados como reserva de energia, participam de determinadas atividades fisiológicas, fazem parte da estrutura de moléculas importantes. São divididos em:
	*Nutrientes orgânicos (carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas), inorgânicos (minerais) e água e eletrólitos.
	*Não-essenciais, aqueles que o organismo consegue produzir para suprir sua demanda, ou essenciais, os quais o ser humano não é capaz de produzir em quantidade ideais e, por isso, devem ser obtidos pela alimentação.
	Os nutrientes são classificados em:
	NÃO-ESSENCIAIS
	ESSENCIAIS
	Organismo consegue produzir
	Organismo não é capaz de produzir
		
	Cada nutriente desempenhará um papel específico relacionado a sua estrutura química, composição, conformação espacial e a fatores do meio que poderão interferir na sua atividade. Além disso, cada alimento é composto por uma determinada quantidade de nutriente e composição química complementar.
	Conhecer a composição dos alimentos, assim como a biodisponibilidade deles, é extremamente importante para definição das recomendações diárias, programação de cardápios, avaliação das ocorrências de doenças relacionadas à falta de determinado nutriente, que são chamadas de doenças carenciais, como anemia ferropriva e bócio, construção da tabela nutricional, assim como a determinação de processos tecnológicos adequados.
	
																			
																																
														CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS: Os alimentos são classificados em três grupos:
		
	
	Outra classificação dos alimentos pode ser feita em relação ao processamento: 
	LEIS DA ALIMENTAÇÃO: Pedro Escudero determinou quatro leis que podem ser direcionadas a indivíduos saudáveis e enfermos. Elas são baseadas em conclusões científicas sobre como consumir alimentos corretamente. Segundo a Associação Brasileira de Nutrição (1991), são elas: 
	
	Para definição do plano alimentar, temos que considerar as funções dos alimentos, o que pode ser mais bem entendido de acordo com sua classificação. Em seguida, vamos conhecer o Guia Alimentar, composto por recomendações e diretrizes para se ter uma alimentação saudável. Voltado especificamente para população brasileira, é utilizado como apoio a ações de educação alimentar e nutricionais do SUS e de outros setores.
	
	CONTEXTUALIZAÇÃO: 
	São substâncias químicas poliméricas, ou seja, apresentam em sua estrutura repetições de determinados grupamentos. No caso das proteínas, os grupamentos de repetição, também chamados de monômeros, são os aminoácidos unidos por ligações covalentes planares muito estáveis (ligações peptídicas), em que um carbono do grupamento carboxílico de um aminoácido é unido ao nitrogênio do grupamento amino de outro aminoácido (Figura 2). 
	
	Existem aproximadamente 21 aminoácidos, que são substâncias compostas por moléculas de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e, em alguns casos, por elementos como ferro, enxofre, cobre, fósforo. De acordo com a composição, peso molecular e distribuição dos aminoácidos, a proteína apresentará diferentes propriedades e funcionalidades quanto à atividade biológica e nutricional.
	Antes de entender as funções, a estrutura química das proteínas e as alterações que podem sofrer no alimento, assim como sua recomendação e aspectos tecnológicos, é necessário entender completamente a composição dos aminoácidos que as compõem.
	AMINOÁCIDOS: Os aminoácidos são compostos por grupos amino (-NH2) e carboxílicos (-COOH) livres (Figura 3). No carbono α, esses grupos apresentam-se ionizados em soluções aquosas de pH neutro. Sendo assim, o grupo amino pode receber um próton e o grupo carboxílico pode perder um próton, fazendo com que os aminoácidos apresentem caráter ácido-básico, o que faz com que eles sejam solúveis em água e pouco solúveis em solventes orgânicos. Cada aminoácido apresenta um grupamento lateral, chamado de radical (R), que interfere diretamente nas propriedades físico-químicas desta substância, assim como sobre a proteína que irá compor.
	
Os aminoácidos podem ser classificados de acordo com a polaridade da sua cadeia lateral em: 	
														
	Além disso, os aminoácidos também podem ser classificados de acordo com a síntese dos organismos em: 
	
	Outra característica dos aminoácidos é sua capacidade de girar no plano de luz polarizada, ou seja, a isomeria óptica. Para isso, é necessária a presença de um carbono assimétrico, que é aquele que contém quatro diferentes substituintes. A maioria dos aminoácidos se encontra na forma Levogira (L-aminoácidos), que é a forma naturalmente encontrada nas proteínas. Porém, a isoleucina e a treonina possuem mais de um centro assimétrico. 
															
	PROTEÍNAS : ESTRUTURA E CONFORMAÇÃO: As proteínas podem ter estruturas primárias, secundárias, terciárias e quaternárias devido à composição dos aminoácidos e sua sequência. De acordo com a combinação destas estruturas, o polímero irá apresentar um característico arranjo espacial que definirá às propriedades físico-químicas da proteína. Veja a seguir essas estruturas:
	CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS: As proteínas podem ser classificadas de acordo com o tamanho da cadeia, aminoácidos, com sua composição e estrutura, e quanto à solubilidade em diferentes solventes. 
	
	FUNCIONALIDADES DAS PROTEÍNAS NO CORPO HUMANO: Nos seres vivos as proteínas podem desempenhar as seguintes funções:
														PROTEÍNAS: RECOMENDAÇÕES & FONTES: Os aminoácidos essenciais fornecidos pelo consumo de proteínas são extremamente importantes para a formação de tecidos. As proteínas formadas com estes aminoácidos podem fornecer aproximadamente 4 kcal por grama de proteína ingerida, além de possuir diversas funções no organismo.
Devido a isto, o consumo de proteínas produzidas biologicamente é extremamente importante.
	
	
	Entenda a diferença entre proteínas de origem vegetal e animal: 
	Esta alteração na conformação pode alterar a disponibilidade da proteína como nutriente, alterar funções biológicas, como a capacidade das proteínasem catalisar reações, aumentar a probabilidade de ser alterada por proteases devido à exposição de ligações peptídicas, diminuir a solubilidade devido ao aumento da exposição de resíduos hidrofóbicos, aumentar a viscosidade e reatividade química, assim como reduzir a sua capacidade de reter água. 
	
														Na presença de íons de sais neutros em concentrações de 0,5 a 1 mol/L, a solubilidade da proteína aumenta, pois a interação dos íons com proteínas diminuem as forças eletrostáticas entre cargas opostas de moléculas que estão próximas e aumentam a solvação da proteína. 																																					Com a presença de solventes, a solubilidade das proteínas pode ser reduzida devido à diminuição da constante dielétrica do meio, parâmetro que, quando aumentado, reduz a força de atração entre os íons, e pela redução da hidratação das moléculas de proteínas. 																																						CONTEXTUALIZAÇÃO: 
	Podem ser obtidos pela fotossíntese de plantas verdes, nas quais a clorofila atua como catalisador da reação entre gás carbônico (CO2) e água (H2O). O oxigênio fornece energia necessária para tornar esta reação, que é termodinamicamente desfavorável, possível de ocorrer. A reação inversa, entre carboidrato e oxigênio, chamada de respiração, gera energia necessária para manutenção dos processos vitais das plantas e regenera o gás carbônico para a fotossíntese.
	
	Fazem parte dessas macromoléculas substâncias como glicose, sacarose, frutose, amidos, assim como moléculas não digeríveis como celulose e hemicelulose, conhecidas como fibras, e que também apresentam funções importantes para o organismo humano. 
	
	
	
CLASSIFICAÇÃO:
	
	Apresentam isômeros ópticos, o número de isômeros está relacionado a quantidade de carbonos assimétricos (que apresentam 4 substituintes diferentes) presentes na estrutura dos monossacarídeos. Quando a luz é desviada no sentido horário, o isômero é chamado de dextrógiro (Ex.: D glicose). Quando a luz é desviada à esquerda, o isômero é o levógiro (Ex.: L-glicose), como mostrado na Figura 5.
	Outra forma de determinação dos isômeros é avaliando a fórmula de projeção de Fisher, método de representação de cadeias tridimensionais, em bidimensionais. Se o grupo hidroxila do carbono na posição 1 (grupo hidroxila anomérico) está posicionado ao lado direito do monossacarídeo, é dado ao isômero o nome de α, se está ao lado esquerdo β. Esta isomerização, catalisada por base ou enzima, promove a transformação de aldoses em cetoses, ou vice-versa, como é o caso da conversão de D-glicose (aldose) em D-frutose (cetose). 
	
	
	
	
	Devido à presença de muitas cadeias de monossacarídeos, esses carboidratos apresentaram diferentes propriedades das estruturas que os formaram, normalmente apresentam baixa solubilidade e pouco sabor doce. O amido e pectina são polissacarídeos presentes em vegetais. Nos animais, podemos citar as moléculas de glicogênio. 
	O amido é composto por amilopectina e amilose, que variam em proporções de acordo com a fonte. Quando aquecidas em solução, há a quebra das ligações intermoleculares que permitem a formação de pontes de hidrogênio com a água, gerando um aumento na viscosidade da solução. Esse processo, chamado de gelatinização, depende de fatores como temperatura e quantidade de água. 
	REAÇÃO QUÍMICAS DE CARBOIDRATOS: Os carboidratos podem ser alterados de algumas formas por meio de reações químicas. Algumas reações são desejáveis para promoção de características sensoriais de interesse ou não. Por isso, conhecer bem as alterações e como as reações ocorrem é extremamente importante.
	Veja a seguir as principais reações e suas características:
	
	
	FUNCIONALIDADE, RECOMENDAÇÕES NUTRICIONAIS E FONTES: Os carboidratos são os substratos energéticos preferíveis pelo corpo. Na presença deste macronutriente, as proteínas não são utilizadas como fonte de energia e são direcionadas para funções estruturais, hormonais, enzimáticas etc. As fibras dietéticas são carboidratos não digeríveis que podem ser classificadas em solúveis ou insolúveis.
	Alguns dos benefícios, fontes das fibras solúveis e insolúveis estão apresentadas na tabela a seguir. 
	
	Tecnologicamente, os carboidratos são responsáveis pelo sabor doce, reações de escurecimento, que fornecem cor e sabor aos alimentos, alteração de textura pela ocorrência de formação de cristais, além de auxiliarem na conservação dos alimentos devido à redução da atividade de água por alteração da pressão osmótica e alterarem a viscosidade.
	
	CONTEXTUALIZAÇÃO: Os LIPÍDIOS, também conhecidos como biomoléculas, envolvem diferentes substâncias como triacilgliceróis (mais comuns em alimentos), monoacilgliceróis, diacilgliceróis, fosfolipídios, cerebrosídios, esteróis, terpenos, ácidos graxos e outras substâncias. Esse grupo é composto por células de gordura e, juntamente a proteínas e carboidratos, dão estrutura às membranas celulares, desempenhando funções de fornecimento de energia, estruturais e inclusive hormonais no organismo. São extremamente importantes nutricionalmente, podendo ser veículos de vitaminas lipossolúveis ou fontes de ácidos graxos essenciais. 
	
	Estas macromoléculas apresentam também alterações químicas complexas e, muitas vezes, não aceitáveis, que devem ser controladas e identificadas durante o armazenamento e processamento de alimentos, como será visto à frente. A seguir, vamos entender melhor sobre a química dos lipídios, sua estrutura e composição de acordo com a classificação das moléculas.
	CLASSIFICAÇÃO DOS LIPÍDIOS: Segundo Jorge (2009), os lipídios podem ser classificados de acordo com sua composição e estrutura em: 
	Os lipídios podem ser chamados de azeites quando são extraídos de polpas de frutos (como a oliva que produz o conhecido azeite de oliva) ou de manteiga quando são gorduras oriundas da extração de vegetais (como o caso da manteiga de cacau).
	Além disso, podem ser chamados de óleos ou gorduras, e isto irá depender do comportamento físico destas moléculas à temperatura ambiente (20°C), o que é resultado da composição dos triacilgliceróis presentes (Os triacilgliceróis são compostos por sua maioria (95% do total) de ácidos graxos (normalmente 3) unidos por ligações éster, estes podem ser saturados, insaturados ou poli-insaturados e a quantidade e posição deles determinam as propriedades físicas dos lipídios, como óleos e gorduras. Os óleos apresentam-se líquidos em temperatura ambiente e as gorduras são mais sólidas na mesma condição).
	PROPRIEDADES FÍSICAS DOS LIPÍDIOS: As propriedades físicas estão relacionadas à composição química dos triacilgliceróis. Estas propriedades indicam os estágios de processamento aos quais os lipídios foram submetidos, assim como determinam sua aplicação em algum produto. Dentre as propriedades físicas de interesse, estão:
	REAÇÕES QUÍMICAS DOS LIPÍDIOS: Algumas reações podem ser aplicadas visando o melhoramento das características tecnológicas dos óleos e gorduras por meio de modificação química. Seguem as principais:
																																	
																																										
	ALTERAÇÕES OXIDATIVAS DOS LIPÍDIOS: A oxidação dos lipídios também conhecida como rancidez pode ocorrer de duas formas: 
	
	Esta alteração nos alimentos é caracterizada por uma série complexas de reações químicas que ocorre em três etapas: iniciação, propagação e terminação, que serão explicados abaixo: 
																																																																																																																							
															
														
																																																						
	
	Além disso, os ácidos graxos saturados competem com ácidos graxos essenciais em vias metabólicas essenciais. Quando consumidas em excesso, as gorduras trans apresentam aumento do LDL e glicose sanguínea, sendo consideradas mais prejudiciais que as gorduras saturadas. 
	
											CONSIDERAÇÕES FINAIS: Conhecer a composição dos alimentos é primordial para definição de um plano alimentarde qualidade seguindo as leis da alimentação e as diretrizes do Guia Alimentar brasileiro, atendendo às necessidades nutricionais de cada indivíduo através da alimentação adequada, com alimentos que contenham a quantidade de macro e micronutrientes necessários. 
	Sabemos que cada nutriente apresenta uma funcionalidade aos organismos vivos, os macronutrientes, como proteínas, carboidratos e lipídios, também possuem suas especificidades. Porém, além de observar a funcionalidade e disponibilidade destes nutrientes, é necessário se atentar também às alterações químicas que estas substâncias podem sofrer durante o processamento ou armazenamento dos alimentos.