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Bromatologia Aula 04 Carboidratos MONOSSACARÍDEOS OLIGOSSACARÍDEOS POLISSACARÍDEOS PENTOSES HEXOSES Ribose, Desoxiribose Glicose, Frutose, Galactose, Manose Maltose, Sacarose, Lactose, Trealose DISSACARÍDEOS Amido, Glicogênio, Celulose, Quitina, Substâncias Pecticas CLASSIFICAÇÃO Propriedades químicas da molécula de carboidrato • Higroscópico – absorve água - conservação • Com carbono assimétrico ou quiral O ângulo de desvio é medido e é proporcional à concentração da substância. São agentes redutores Redução do cobre (Cu) em meio alcalino – Reação de Fehling PADRÃO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DO MEL http://www.agais.com/normas/riispoa/riispoa_titulo10.pdf CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS a) Mel de mesa: Umidade a 105ºC: 21% p/p Acidez em mililitro de solução normal: máximo 2% v/p Sacarose: máximo 10% p/p Açúcar invertido: mínimo 70% p/p Dextrina: máximo 5,0% p/p Resíduo mineral fixo: máximo 0,2% p/p Insolúveis em água: máximo 1,0% p/p Reação de Fiehe: negativa Reação de Lund: máximo 3,0 ml mínimo 0,6 ml Reação de Lugol: negativa CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS b) Mel industrial: Unidade a 105ºC: máximo 25% p/p Acidez em mililitro de solução normal: máximo 4% v/p Sacarose: máximo 15% p/p Açúcar invertido: mínimo 64% p/p Dextrina: máximo 10% p/p Resíduo mineral fixo: máximo 0,75% p/p Insolúveis em água: máximo 2% p/p Reação de Fiche: negativa http://www.anvisa.gov.br/anvisalegis/resol/12_78_mel.htm Mel Produto açúcarado natural Elaborado por abelhas Matéria prima – nectar das flores ou secreções de outras partes da planta As abelhas adicionam substâncias próprias, e promovem modificações no organismo Espessamento do nectar Aumento do açúcar invertido devido aumento da acidez e processos enzimáticos Isomerização da glicose em frutose Incorporação de substâncias proteicas das plantas e das abelhas Agregação de ácidos, minerais, vitaminas e enzimas das glandulas salivares e vesícula melífica Nos favos Ocorre amadurecimento do mel – influencia na composição do mel Inversão da sacarose Redução dos teores de sacarose, umidade e ácidos Composição centesimal do mel Nutrientes Percentual % Umidade 15-20 Glicidios 75-80 RMF 0,20-0,60 Proteínas 0,40-0,50 Gorduras 0,10-0,20 Frutose – 38-40% Glicose – 34-38% Sacarose, maltose e oligossacarídeos como dextrina Aa- prolina e enzimas Ácidos orgânicos Ácido fórmico Enzimas Sacarase, Diastase, Glucooxidase, Catalase, Fosfatase ácida Ação funcional Produção do mel Filtração – elimina resíduos de favo, da colmeia e sujidades Ponto de fusão Sólido para líquido • PF glicose 86oC • PF frutose 95-100oC Breve aquecimento, luz solar Temperatura ambiente : cristais Dissolução dos cristais Aquecimento do mel deve ser controlado, para evitar alteração na sua composição devido a inativação ou desnaturação de enzimas. Controle de qualidade do mel 1. Classificação do mel Quanto a origem: • floral – exclusivo de flores ( tipos silvestre ou laranjeira) • melato – secreções de plantas • mel de melato – secreções de plantas Quanto ao processo de obtenção: • escorrido • prensado • centrifugado Quanto a apresentação: • mel • mel em favos (não extraído) • mel com favos (ausência de larvas) • mel cristalizado (processo natural) • mel cremoso (processo físico) • mel filtrado (sem alterar composição química) Influencia na cor (âmbar a castanho escuro), consistência e teor de micronutrientes. 2. Avaliação da maturidade Umidade Índice de refração Açúcares redutores e sacarose Secagem em estufa à peso constante à 100- 105oC Adição de areia seca tratada com ácido ou base diluídos para aumentar a superfície de contato. Diretamente proporcional à concentração de substâncias e dos sólidos dissolvidos no meio. Relacionado à pureza Reação de Fehling •5ml Fehling A •5mL Fehling B •20mL água ↓Umidade = > hidrólise da sacarose ↓ da sacarose Ácidos orgânicos da colmeia = > ↑AI Açúcares redutores Solução 15% de AI •5ml Fehling A (sulfato de cobre) •5mL Fehling B (hidróxido de sódio e tartarato duplo de sódio e potássio) •20mL água Redução do Cobre Oxidação do açúcar Leitura a 20oC Tabela de Chataway – umidade x índice de refração Sólidos insolúveis em água Minerais Pólen Dissolver 20g de amostra em 50 ml de água aquecida Filtrar Secar em estufa à peso constante Pesar Pesar 2g de amostra e carbonizar à 550°C Pesar Identificação morfológica do grão do pólen • Minerais ↑ devido presença de resíduos de favos e da colmeia. • ↑concentração de substâncias insolúveis em água oriundas de resíduos de favos e colmeia. • Pólen obrigatoriamente no mel. AVALIAÇÃO DE PUREZA 4.1. Acidez 10mL de solução de mel 20% (p/v) Fenolftaleína NaOH 0,01M Muitos ácidos... Como expressas a resposta? Número de Eqg do NaOH = fração ácida O mel não pode apresentar vestígios de fermentação. Portanto de acidez elevada. • Coleta do mel antes do fim do processo de maturação • Contaminação microbiana Impróprio para consumo AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE DETERIORAÇÃO 4.2. Índice de formol Determina a presença de compostos aminados → aa, peptídeos e proteínas Presença de produtos artificiais Abelhas alimentadas com hidrolisado de proteínas Indica autenticidade •100g de mel •Dissolver em água •Ajustar pH 8,0 • 5 mL de formol a 35% • Agitação 1min NaOH 0,01M Titular até pH 8,0 Resp: mL solução NaOH 0,1M/ Kg amostra 4.3. Prova de Lund Determina substâncias aminadas Desnaturação proteica em meio ácido, promove precipitação da proteína Valores inferiores à 0,6mL Valores superiores à 3,0mL Não é mel! Abelhas alimentadas com hidrolisado proteico • 20mL de solução de mel a 20% (p/v) • 5mL de solução de ácido tânico 0,5% (p/v) • Agitar • Sedimentar por 24h 4.4. Atividade diastásica • A diastase (a-amilase) enzimas presentes no mel; • Formada pelas glândulas das abelhas, sendo encontrada também, em baixa proporção, nos grãos de pólen. • Digerir a molécula de amido • Correlação entre a quantidade de pólen no mel e a atividade da diastase. • Maior sensibilidade ao calor que a enzima invertase (responsável pela transformação da sacarose em glicose e frutose), indica grau de conservação e superaquecimento do mel, o que compromete o produto. • Através deste teste pode-se determinar a presença de fermentos diastásicos. • 5 mL de solução de mel 20% (p/v) • 1 mL de solução de amido 1% •Banho maria 45oC por 1h • 3 gotas de lugol (iodeto de potássio) •Homogeneizar Lugol reage com dextrina – marrom Lugol reage com amido - azul Lugol não reage com glicose Mel com ED – hidrólise total do amido →lugol não reage (marrom) Mel com ED – hidrólise parcial do amido → lugol + dextrina (castanho esverdeado) Sem ED – não há hidrolise do amido → lugol + amido (azul) 4.5. Hidroximetilfurfural Desidratação da glicose e frutose Meio ácido/aquecimento HMF Reação de Fiehe • 10mL de solução de mel a 20% (p/v) • 5mL clorofórmio • Agitar • Repouso por 10 min 2mL da fase orgânica 0,5g resorcina 5 gotas de ácido clorídrico vermelho Alta concentração indica que houve: -Extração inadequada - Superaquecimento - Fraude - Não é mel Exercício explicativo 10 mL solução de mel 20.52% 5 gotas de fenolftaleína 4,3 ml de NaOH 0,01M Fc=1,0235 Acidez? Em uma reação ácido-base o equivalente- grama de um ácido é a quantidade de matéria (mol) de H+ que é ionizada na reação. E para a base é a quantidade de matéria (mol) de OH-. Eqg NaOH = Eqg ácidos Eqg NaOH = 0,01x1,0235x0,0043 Eqg NaOH = 0,0000440105 1 Eqg ------------------------- 1000 miliEqg 0,0000440105 Eqg --------- X X = 0,0440105 miliEqg ácidos 20,52g mel ----------------- 100mL solução X ------------------------- 10 mL de solução X= 2,052g de mel 0,0440105 miliEqg ácidos ------------- 2,052g mel X --------------------------------- 1000g x = 21,45miliEqg/Kg Resp: 21,45 miliEqg ácidez/ Kg de mel PADRÃO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE AÇÚCARES Açúcar Sacarose Poder edulcorante Definição: sacarose obtida da cana de açúcar ou da beterraba C12H22O11 Peso molecular: 342g Solúvel em água Hidrolise ácida: gera glicose e frutose (açúcar invertido) Tipo de açúcar % sacarose Açúcar cristal 99,3% Açúcar refinado 98,5% Açúcar moído 98% Açúcar demerara 96% Açúcar mascavo 90% Açúcar mascavinho 93% Não pode apresentar processo fermentativo, detritos ou sujidades Produtos fermentação: Álcool Ácido CO2 Fabricação de açúcar Matéria prima • Recepção, seleção, corte Extração • Suco bruto: sacarose (18%), substancias organicas não açucaradas (1,4%) e sustancias inorganicas (0,5%) Purificação • Separação de sólidos e líquidos (água) Carbonatação e filtração • Retirada de substancias naõ açucaradas e de residuos inorganico da fração sólida • Redução de pH para auxiliar na solubilidade. Evitando a inversão do açucar evaporação • Formação do suco com 60% de sacarose cristalização • Ação do calor e centrifugação permite separação dos cristais de sacarose do melado secagem • Açucar bruto obtido úmido (0,5 e 2% de umidade), pardo devido resíduos do melado e obtem-se açucar mascavo Secagemrefinamento • Dissolução dos cristais e clarificação para promover o branqueamento tratando com ácido sulfúrico evitando inversão da sacarose Por que o controle de qualidade do açúcar é importante? Análises químicas do açúcar 1. Avaliação da cor Relacionado ao grau de pureza Processo tecnológico (refinamento) Redução dos níveis de pigmentos Adição de branqueadores para promover a oxidação de pigmentos NÃO É PERMITIDO Como determinar cor? •Determinação de branqueadores ópticos •Cor icumsa •Determinação de branqueadores ópticos •Cor Icumsa Examinar amostra sob luz ultravioleta Cor azulada indica a presença de branqueadores Uniform Methods of Sugar Analysis (Comissão Internacional para Métodos Uniformes de análise de Açúcar) Solução 50% (p/v) Determinar absorbância (420nm) com água como branco Cor icumsa = A420 nm X 1000 C (g/mL) x L (caminho óptico) Coloração devido tamanho e quantidade de partículas carbonizadas Falha de higienização já que as partículas podem ser arrastadas durante o processamento. Processo tecnológico ineficaz 2. Umidade Secagem da amostra em estufa a 100-105oC por 1 h até peso constante Sacarose é higroscópica Estocagem, local ou embalagem Classificação X contaminação microbiana 3. Resíduo Mineral Fixo Carbonização em Bico de Bunsen, 550oC RMF Fração inorgânica Redução pela purificação Se alto teor Processo tecnológico ineficaz 4. Açúcar Invertido • Processo natural de hidrólise • Baixa atividade de água => lento • Velocidade da reação Solução 15% de Açúcar •5ml Fehling A (sulfato de cobre) •5mL Fehling B (hidróxido de sódio e tartarato duplo de sódio e potássio) •20mL água Redução do Cobre Oxidação do açúcar 5. Sacarose • 2mL solução de açúcar 15% • ácido clorídrico • 20mL de água • aquecer, 100oC, 2 min • neutralizar com NaOH 10% • Transferir para balão de 100mL • Avolumar com H2O •5ml Fehling A •5mL Fehling B •20mL água AI = AI existente + AI hidrólise da sacarose Fator de conversão sacarose/AI = 0,95 Por que fazer uma hidrólise ácida??? Sacarose não tem poder redutor. Necessário inverter a sacarose em glicose e frutose. Por que neutralizar após hidrólise??? Reação de Fehling ocorre em meio alcalino 6. Polarimetria • analisa substâncias que possuem propriedade de desviar a luz polarizada devido carbono assimétrico; • analise físico-química; • usa padrão de referencia – solução de sacarose 1g/mL • [α]td da sacarose = 66,5 o • relação entre alfa tabelado e alfa obtido Solução açúcar 25% (p/v) Transferir para o tubo do polarímetro. Determinar leitura do ângulo de luz desviado Massa de sacarose (g) = [a] x V (mL)[α]td x L V= volume das solução L = comprimento do tubo do polarímetro (dm) Exercício - Fehling Padronização do reagente: Solução de 50% de açúcar refinado (p/v) na bureta 73,5mL da solução titulou 0,0515g AI Titulo da reação = quanto de AI reduz o Cu 73,5 ml ---------------------------------- 0,0515g de AI 100 ml ------------------------------------ X x = 0,0701g AI 0,0701g AI ----------------------------- 50g de açúcar X ------------------------------------------- 100g de açúcar X = 0,14% de AI 0,14% de AI Exercício - Fehling 1mL de solução 50% de açúcar Meio ácido Sob aquecimento Hidrólise ácida NaOH 10% Neutralizar 1 ml da solução para balão de 100mL Avolumar com água •5ml Fehling A •5mL Fehling B •20mL água Dado: 9,9mL 0,0515g AI ------------------- 9,9mL solução X --------------------------------- 100 ml solução X= 0,52g AI 0,52 AI ------------------- 0,5g açúcar X ----------------------------- 100g açúcar X=104 g AI Diluição 1:100 AI total= AI existente + AI hidrólise da sacarose 104g = 0,14g + AI hidrólise AI hidrólise = 104-0,14 AI hidrólise = 103,86g Fator de conversão sacarose/AI = 0,95 0,95g sacarose ------------------------ 1g AI X ------------------------------------------ 103,86g AI X= 98,67% 98,67% sacarose PADRÃO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE FARINHA DE TRIGO Glúten Resíduo obtido após a lavagem com água para eliminação do amido e de uma massa viscoelática Complexo proteico Gliadina (prolamina) Glutelina Espansão, Plasticidade ou elasticidade e estabilidade da massa Água + sais minerais hidratação Mobilidade das moléculas Agregação das moléculas por pontes de hidrogênio Fornece íons que permitem a ligação iônica e pontes dissulfeto entre proteínas O que é essencial para formação do glúten? Proteína associa à lipídios retém gás gerando aspecto poroso e elástico Centeio não forma glúten. Fabricação da farinha de trigo Grão de trigo - endosperma Eliminados: Tegumento Capa de aleurona Gérmen Trituração Amido + Proteínas Perda de vitaminas e minerais Limpeza Maturação – aumenta força do glúten Adição de bromato ou dióxido de cloro (não permitidos) Controle de qualidade Comissão Nacional de Normas e Padrões para Alimentos Portaria nº 354, de 18 de julho de 1996 Classificação A farinha de trigo é classificada de acordo com seu uso: 4.1 - Uso Doméstico: 4.1.1- Farinha de trigo integral. Obtida a partir do cereal limpo e com teor máximo de cinzas de 2,0% na base seca; 4.1.2.- Farinha de trigo Especial ou de Primeira: obtida a partir do cereal limpo, desgerminado com teor máximo de cinzas de 0.65% na base seca. 98% do produto deverá passar através de peneira com abertura de malha de 250 µm. 4.1.3. Farinha de trigo comum; obtida a partir do cereal limpo, desgerminado com teor de cinzas entre 0,66% e 1,35% na base seca. 98% do produto deverá passar através de peneira com abertura de malha de 250 µm. 4.2. Uso industrial 4.2.1. Farinha de trigo integral: obtida a partir do cereal limpo e com teor máximo de cinzas de 2.5% na base seca devendo obedecer aos requisitos específicos para cada segmento de aplicação. 4.2.2. Farinha de trigo obtida a partir do cereal limpo, desgerminado e com teor máximo de cinzas de 1.35% na base seca devendo obedecer aos requisitos específicos para cada segmento de aplicação. 98% do produto deverá passar através de peneira com abertura de malha de 250 µm. Umidade Cadinho tarado + amostra integral + estufa Peso constante Umidade higroscópica armazenamento Rancificação e redução da força do glúten RMF Cadinho tarado + amostra integral + carbonizar Glúten 20g de farinha de trigo Adicionar água da bica lentamente até obter uma massa sólida Deixar em repouso por 1h Lavar com água corrente para eliminar o amido (teste de Lugol iodo +amido = azul) Secar glúten (glúten seco) •Teor de glúten inferior a 20% resulta em massa quebradiça •Grau de hidrataçãorelacionado com estabilidade da massa Branqueadores Agentes de maturação Oxida carotenoides 20g de farinha 100mL de éter de petróleo Agitar Repouso por 24h Sobrenadante amarelo Sobrenadante incolor Acidez graxa 15g de amostra Álcool etílico Repouso por 24h Filtrar 10 mL NaOH 0,01M Acidez alta – envelhecimento da massa Aumento da umidade Contaminação bacteriana PADRÃO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE PRODUTOS À BASE DE FRUTAS Vitaminas Minerais Alimentos reguladores Compostos Bioativos -fenólicos -antocianinas Atividade antioxidanteCompostos voláteis aromas Frutas e derivados Maturação e metabolismo pós colheita E quando a fruta é colhida?? • a fonte de carbono é retirada • as reservas de substrato são consumidas • as transformações continuam • respiração continua Classificação das frutas Abacate, ameixa, banana, damasco, goiaba, maçã, mamão, manga, maracujá. Melão, pêra, pêssego Abacaxi, cacau, cereja, framboesa, groselha, laranja, limão, melancia, morango, quiabo, uva Alteração da fração de carboidratos Diminuição da fração glicídica na fruta Processo respiratório consome reserva de carboidrato Interrupção da fotossíntese não produz novas moléculas de glicose Importância no amadurecimento da fruta Monossacarídeos: • frutose • glicose Oligossacarídeos: • sacarose Poliálcoóis: • Sorbitol Polissacarídeos: • celulose • hemicelulose • pentosanas • pectinas •amido Amido hidrolisado promovendo um aumento nos teores de glicose aumento de sólidos totais = aumento do sabor doce Hemicelulose hidrolisado favorecendo amolecimento da fruta Protopectina Substância sólida e insolúvel (frutas verdes) Com amadurecimento a pectina é formada, esta é solúvel e forma gel • Hidrólise enzimática ou ácida (4,0) • Quebra rede • Libera água • Forma ácido péctico (pectina) • Diminui rigidez • Amolecimento do fruto Enzimas Hidrolases Amilases Celulase Pectinolíticas Peroxidases Ácidos orgânicos Degradação dos ácidos. Reduz adstringência. Reduz acidez do fruto Compostos bioativos clorofila (verde) - lipossolúveis carotenóides (amarelo ao laranja) - lipossolúveis antocianinas (violeta ao azul) - hidrossolúveis Amadurecimento Destruição da clorofila e aumento da síntese de carotenoides e antocianinas Controle da maturação Controle de hormônios • auxinas • giberelinas • citoquininas • ácido abscísico • etileno Inibidor natural de crescimento celular, fotossíntese e amadurecimento produzido ao longo de todas etapas de amadurecimento do fruto liberado em forma de gás aumenta respiração celular aumenta teor de pectinas => melhora textura da fruta acelera maturação Pode acelerar demais o processo de maturação levando a degradação de corantes, carboidratos, e promove o escurecimento enzimático por oxidação Controle da maturação Refrigeração • Refrigeração promove diminuição da velocidade de respiração • Redução de reações metabólicas • Evitar acúmulo de substâncias voláteis como etileno Atmosfera controlada • aplicação de gases que modificam a atmosfera • embalagens plásticas •Aumentar a vida de prateleira Decreto N° 6871, de 04 de junho de 2009 Lei n° 8918, de 14 de julho de 1994 http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2009/decreto/d6871.htm http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L8918.htm Controle da qualidade Sólidos Solúveis oBrix O controle de qualidade físico-químico dos sucos de frutas está diretamente relacionado com a qualidade e quantidade dos frutos utilizados, ao processo tecnológico e ao estado de conservação. Acidez • A relação entre sólidos solúveis e acidez está relacionado ao grau de maturação do fruto • Aumento do teor de mono e oligossacarídeos • Redução de ácidos orgânicos • Maior relação = maior o grau de maturação Densidade relativa • Pesar água • Pesar amostra • Fazer a relação e determinar a densidade relativa • Se estiver abaixo do exigido, indica que há menor quantidade de fruta e maior de água. Contrário ao que exige a legislação. Açúcares totais Solução 15% de AI •5ml Fehling A (sulfato de cobre) •5mL Fehling B (hidróxido de sódio e tartarato duplo de sódio e potássio) •20mL água Redução do Cobre Oxidação do açúcar • 2mL solução de suco 15% • ácido clorídrico • 20mL de água • aquecer, 100oC, 2 min • neutralizar com NaOH 10% • Transferir para balão de 100mL • Avolumar com H2O •5ml Fehling A •5mL Fehling B •20mL água Os açúcares devem ser relacionados à fruta, sem adição extra. Vitamina C NBS 100mg% 10mL de solução de suco Meio tamponado pH 3-3,5 4mL KI (iodeto de potássio) 3 gotas de solução de amido Vitamina C estável em pH ácido Vitamina C oxida NBS (N-bromosuccimida) Quando a vitamina C acaba, o NBS oxida o KI Iodo é liberado e se complexa com o amido Formando um composto azul = fim da reação Exercício explicativo Dados: Densidade relativa: Tara do picnômetro A: 10,253g Tara do picnômetro + água: 30,821g Tara do picnômetro B: 11,215g Tara do picnômetro + suco: 31,996g Picnômetro de 20mL Diferença Massa da água = 20,568g Massa de suco = 20,781g Vidraria com volume específico graduado e calibrado Densidade = Massa Volume Densidade água = 20,568/20 = 1,0284 Densidade suco = 20,781/20 = 1,03905 Densidade relativa = Densidade suco Densidade água D rel. = 1,03905/1,0284 = 1,0104 Densidade relativa:1,0104
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