Pigmentos - Química de Alimentos UFRJ

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Pigmentos 
Química de Alimentos 
Introdução 
> Pigmentos: são substâncias naturais que conferem cor 
aos alimentos. Essas cores influenciam na qualidade e 
características sensoriais do alimento. 
- As cores estimulam o consumidor. Como os pigmentos 
são instáveis ao processamento, a mudança de cor pode 
afetar a aceitação do consumidor. 
> Pigmentos alimentares são instáveis às condições de 
processamento e armazenamento: presença de luz, 
oxigênio, metais e agentes redutores e oxidantes, 
temperatura, atividade de água e pH. Todos esses fatores 
podem transformar características de cor dos alimentos. 
> podem estar presentes em alimentos de origem vegetal 
ou animal. 
 
Compostos HEME 
> são um grupo de compostos que tem como principal 
representante a mioglobina, que é responsável por 90% 
da coloração das carnes. 
> a cor conferida pela mioglobina depende do seu estado 
de oxidação. A cor pode indicar a qualidade da carne. 
> Mioglobina: proteína globular constituída por uma 
única cadeia polipeptídica, que possui o grupamento 
heme – que é o grupamento cromóforo = confere 
coloração. 
- A sequência de aminoácidos da mioglobina permite 
identificar de qual espécie é a carne. 
> Heme: porção não proteica que confere a coloração. 
Composto formado por 4 anéis pirrólicos unidades e 
ligados a um átomo central de ferro. 
 
- Influência na cor da carne pela mioglobina: o estado de 
oxidação do ferro, a presença de ligantes ao grupamento 
heme e o estado da proteína globina conferem 
colorações diferentes à mioglobina na carne. 
 
Carne fresca = mioglobina, com vermelho púrpura. Está 
presente em alimentos cujo processamento foi a 
embalagem à vácuo, sem contato com o oxigênio, e na 
presença de anti-oxidantes, como ácido ascórbico e 
cisteína. 
Redução do ferro = gera a metamioglobina, com 
coloração marrom (indica que ocorreu alguma reação na 
carne que provocou mudança na coloração, mas significa 
que ela está ruim). Sua formação é favorecida pelo 
congelamento, elevada temperatura, adição de sal e 
crescimento bacteriano (aeróbicas). 
Oxigenação da globina = gera a oximioglobina, com 
coloração vermelho brilhante. Sua formação é favorecida 
pela exposição ao ar e atmosfera modificada. 
 
Quanto maior a pressão parcial de oxigênio no meio, 
maior é a formação de oximioglobina. 
O cozimento também influencia na coloração da 
mioglobina, tanto pela desnaturação da fração proteica 
como pela mudança no estado de oxidação do ferro. 
- Após o cozimento, a mioglobina e oximioglobina são 
convertidas à mio-hemocromogêneo, que tem uma 
coloração mais parda claro (Fe+2). 
- Após o cozimento, a metamiooglobina é convertida à 
mio-hemicromogêneo, que tem uma coloração marrom 
escuro (Fe+3). 
 
> Contaminação bacteriana: podem gerar peróxido de 
hidrogênio ou sulfeto de hidrogênio a partir da 
mioglobina, gerando compostos como coleglobina e 
sulfomioglobina, os quais tem coloração esverdeada. 
 
> Adição de nitritos e nitratos em carnes curadas 
modificam a cor das carnes. São utilizados em produtos 
derivados da carne, como 
embutidos, presunto, 
salame. Impedem a 
contaminação bacteriana, 
mas geram uma coloração 
rosa dos produtos. 
- Esses aditivos são reduzidos por bactérias, substâncias 
redutoras e pH do meio, até o óxido nítrico, que vai 
influenciar na coloração da mioglobina. 
 
 
Reação do óxido nítrico com a mioglobina. Primeiro 
ocorre a formação do composto nitrosomioglobina, que, 
pelo aquecimento e consequente desnaturação da 
globina, forma o nitrosohemocromo, que tem coloração 
rosada. 
Clorofilas 
> Clorofilas: são pigmentos absorventes de luz presentes 
em plantas verdes, algas e bactérias fotossintéticas. 
> Estrutura derivada da porfirina com magnésio central, 
acoplada a um grupamento fitol. 
 
> Principais representantes no alimento: clorofila a e 
clorofila b, que se diferenciam pelo grupamento ligado à 
cadeia da porfirina. 
> Nomenclatura dos derivados da clorofila de acordo com 
seus processamentos: 
 
> Tipos de alterações das clorofilas em alimentos: 
→ Enzimáticas: hidrólise do fitol da cadeia da clorofila 
pela ação da enzima clorofilase, modificando a 
coloração do alimento. Isso pode ocorrer 
naturalmente durante o amadurecimento dos 
alimentos. 
A produção de etileno ativa as clorofilases durante o 
amadurecimento dos frutos, o que altera a sua 
coloração, pela redução da coloração esverdeada da 
clorofila, evidenciando outros pigmentos presentes 
no alimento. 
 
 
→ Aquecimento: leva à isomerização das clorofilas por 
inversão do grupo carbometoxi em C10 (clorofilas a’ 
e b’) e deslocamento do magnésio por dois átomos 
de hidrogênio. Isso gera uma coloração verde oliva 
(mais claro). 
A estrutura sem o magnésio é chamada de feoftina. 
Dependendo do tipo de processo, a feofitina pode 
ser convertida em pirofeoftina, mas estas têm a 
mesma coloração. 
 
A coloração verde-oliva de vegetais enlatados é 
proveniente da degradação das clorofilas (esterilização 
comercial de enlatados, por processo de aquecimento). 
→ Ácidos – redução do pH. O pH afeta a degradação da 
clorofila sob aquecimento. Em meio básico a 
clorofila é muito estável. 
 
Em meio básico a clorofila forma a clorofilida, com verde 
mais vivo. Geralmente os restaurantes cozinham os 
alimentos verdes em água com bicarbonato. 
Um pH ácido forma feofitina, que tem uma coloração 
verde-castanho. 
→ Complexos metálicos: nos derivados livres de 
magnésio pode ocorrer o deslocamento de átomos 
de hidrogênio por Zn e Cu, formando complexos 
metálicos verdes estáveis em pH ácido ou alcalino. 
Assim, podem ser utilizados na indústria de 
alimentos como corantes naturais para conferir 
coloração verde. 
 
→ Alomerização 
→ Fotodegradação 
> Estratégias para preservar a coloração verde de vegetais 
durante o processamento: 
 
Carotenoides 
> Carotenoides: pigmentos amplamente distribuídos na 
natureza com função na fotossíntese e fotoproteção de 
tecidos vegetais. Coloração varia do amarelo ao 
vermelho-alaranjado. 
> Estrutura: são compostos 
lipossolúveis constituídos por 
unidades isoprenoides ligadas 
covalentemente numa molécula 
simétrica de 40C, sendo classificados como 
tetrapernoides (8 unidades isoprenoides). 
> a maioria dos carotenoides possui um grupo cíclico 
terminal. 
- Beta-caroteno: nas duas extremidades, há um grupo 
cíclico chamado de beta-ionona. Isso confere a esse 
caratenoide a possibilidade de ser convertido 2 moléculas 
de vitamina A no nosso organismo. 
 
 
Os grupamentos da cadeia cíclica terminal são o que 
diferencia um carotenoide de outro. 
- Apocarotenal: não tem anel na porção terminal e tem 
uma estrutura menor. 
> Os carotenoides tem ocorrência e distribuição variada 
nos alimentos. Cada um deles ou uma mistura deles 
confere uma coloração especifica ao alimento: 
 
> A ocorrência e distribuição desses pigmentos depende 
de fatores como exposição à luz, clima e região de cultivo, 
tipo de solo, uso de pesticidas e adubo, e estagio de 
maturação do fruto. 
> Geralmente, os alimentos ricos em clorofila também 
são ricos em carotenoides. Contudo, a coloração dos 
carotenoides é mascarada pela clorofila – mais forte. 
> Os carotenoides de ocorrência natural são encontrados, 
geralmente, na sua forma trans. 
- Podem ser caracterizados no alimento pela separação 
cromatográfica, devido às características polares e 
apolares, pela presença de grupamentos de hidroxila. 
> Os carotenoides são suscetíveis a diferentes reações 
químicas durante o processamento. Todos podem levar 
à perda de coloração e funções biológicas. 
→ Oxidação: devido ao grande número de ligações 
duplas conjugadas e pelo seu caráter lipofílico. 
→ Antioxidante: ajudam a inibir a peroxidação lipídica 
em baixas pressões de oxigênio, já que se oxidam o 
lugar deles. 
→ Isomerização: configuração natural trans pode ser 
convertida em cis por processamento térmico (trans-
beta-carotenos em cis-beta-carotenos) 
As temperaturaselevadas podem formar produtos de 
fragmentação de produtos voláteis. 
 
Antocianinas 
> Antocianinas: são pigmentos de origem vegetal, da 
classe dos flavonoides, subclasse das antocianidinas. 
 
> São responsáveis pela coloração roxa, azul, violeta, 
vermelha e laranja nas plantas. 
> São amplamente distribuídos em frutas: blueberry, 
amora, framboesa, jabuticaba, jamelão, e vegetal como 
repolho roxo. 
> Estrutura básica é o 2-fenilbenzenopirona (cátion 
flavylium), derivados das antocianidinas. Ocorrem como 
glicosídeos com diferentes graus de hidroxilação. 
 
Aglicona = sem substituintes. 
> Cada antocianina tem uma coloração diferente, e a 
mistura delas influencia na cor observada nos alimentos. 
- A copigmentação (associação com taninos, proteínas, 
polissacarideos e flavonoides) realça a coloração das 
antocianinas. 
 
Alta associação: antocianinas se complexando entre si. 
Complexação intermolecular: antocianina + outra 
molécula. 
Complexação metálico: com metais 
Copigmentação intramolecular: interações dentro da 
própria cadeia da antocianina, formando complexos mais 
estáveis aos fatores externos. 
> geralmente, a aglicona está conjugada a açúcares. 
- Açucares mais comuns: glicose, ramnose, galactose, 
arabinose, xilose, di- e tr- sacarídeos. 
 
> Antocianina acetilada: conjugação com um 
grupamento acil. Torna as antocianinas mais estáveis que 
as glicosiladas. 
> O grau de hidroxilação, conjugação com açúcares 
diferentes e outros componentes modifica a cor das 
antocianinas. 
> São pigmentos instáveis ao processamento (pH, 
temperatura e concentração de oxigênio), sendo mais 
estáveis em pH ácido. 
- Outros fatores como exposição à luz, presença de 
metais, enzimas e o tipo de açúcar presente na molécula 
também afetam diretamente a estabilidade de 
antocianinas. 
- O pH afeta diretamente a conformação estrutural e 
consequentemente a estabilidade e cor das 
antocianinas. Isso é devido à conformação de um cátion 
que ela tem. No pH ácido forma-se o cátion cianina, que 
é mais estável. 
A variação desse pH modifica a cor e estabilidade. 
 
 
Em pHs mais baixos a coloração é menos alterada devido 
à maior estabilidade. 
> o aumento da hidroxilação diminui a estabilidade e o 
aumento da metoxilação aumenta a estabilidade – 
menos reativas. 
> as antocianinas glicosiladas ou aciladas (ligadas a 
ácidos aromáticos e alifáticos) são mais estáveis. Quanto 
maior o grau de esterificação, maior a estabilidade. 
> A temperatura influencia na estrutura e estabilidade 
das antocianinas. 
- Quanto maior a temperatura, maior é a degradação das 
antocianinas. 
> A luz UV, fluorescente e o escuro influenciam na 
estabilidade das antocianinas. 
 
Influencia dessas luzes na estabilidade de antocianinas 
da batata doce. 
Betalaínas 
> São pigmentos que possuem coloração semelhante à 
das antocinainas. 
> Estão distribuídos em uma família especifica de 
vegetais, da qual a beterraba faz parte. Além de 
amaranto, pitaya vermelha e figueira da Índia. 
> Existem como sais internos nos vacúolos das células 
vegetais, para se tornarem mais solúveis. 
> Geralmente a presenta de betalaínas exclui a presença 
de antocianinas. 
> A estrutura das betalaínas é proveniente da 
condensação de uma amina primária com o ácido 
betalâmico. 
Podem ser classificadas como: 
- Bectacianinas são vermelhas 
- Betaxantinas amarelas. 
 
> Principais betalaínas presente nos vegetais: 
 
> Na beterraba vermelha, as principais betalaínas são a 
betanina e a isobetanina, e no amaranto são a 
amarantina e a isoamarantina. 
> Fatores que influenciam sua coloração: 
- Variação do pH: não há mudança de tonalidade entre 
pH 4,0 e 7,0. 
 
Em condições alcalinas e sob aquecimento em condições 
ácidas (ou seja, pH extremos), a betanina é degradada a 
ácido betalâmico e ciclodopa-5-O-glicosídeo, que não 
possuem coloração característica da betalaína. 
Essa reação é dependente da atividade de água do meio, 
porque precisa de água para hidrólise. Além de ser 
reversível. 
 
- Absorvem fortemente a luz (coloração muito intensa) 
 
 
 
 
 
 
Resumo dos Pigmentos nos Alimentos