Pigmentos Naturais

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↪ São encontrados em células e tecidos vegetais
e animais conferindo cor
↪ Os pigmentos podem ser extraídos e utilizados
como pigmentos para outras matrizes
Substâncias naturais que conferem cor ao
alimentos
↪ Corantes: qualquer produto químico, natural
ou sintético, que confere cor
↪ A cor é um importante fator na indústria de
alimentos, pois está relacionada a qualidade e
características sensoriais do alimento
↪ A importância sensorial da cor está
relacionada com:
● Aquisição (alimentos mais atraentes)
● Qualidade (grau de maturação/frescor)
● Aumentar ou diminuir o apetite
● Percepção de sabor (vermelho - morango)
↪ Fontes: vegetais, frutas, raízes, folhas e
sementes
↪ Pigmentos alimentares são instáveis às
condições de processamento e armazenamento
● Presença de luz
● Oxigênio
● Metais
● Agentes redutores e oxidantes
● Temperatura
● Atividade de água
● pH
↪ A transformação nas características de cor
dos alimentos pode acontecer em função de
alterações químicas e eletroquímicas durante
processamento e estocagem
↪ Fatores que alteram a cor:
● Solubilidade
● Resistência ao tratamento térmico
● Estabilidade na presença de luz
● pH
Compostos heme S SSSSSSSSSSSSs
↪ Pigmentos responsáveis pela coloração da
carne
● Mioglobina
↪ Conferem a 90% da coloração podendo variar
entre espécies, tecidos, idade e gênero (fato da
carne bovina ser mais vermelha)
↪ Proteína globular constituída por uma única
cadeia polipeptídica
↪ Localização: sarcoplasma
↪ Função: respiração muscular
Coloração é devido a presença do grupo Heme
↪ Heme: porfirina formada por 4 anéis pirrólicos
unidos e ligados a um átomo central de ferro
Estados de oxidação
↪ Diversos fatores determinam a cor da carne
como:
● Estado de oxidação
● Presença de ligantes ao grupamento
heme
● Estado da proteína globina
● Mioglobina → grupo Heme
Como ocorre: ácido ascórbico e cisteína além do
vácuo
● Oximioglobina → forma oxigenada da
mioglobina
Como ocorre: exposição ao ar e atmosfera
modificada
● Metamioglobina→ oxidação do ferro
Como ocorre: congelamento, aumento da
temperatura, sal e crescimento bacteriano
(aeróbios)
↪ A presença de Coleglobina e Sulfomioglobina,
que conferem a cor verdes das carnes, indicam
contaminação bacteriana de modo que não é
reversível pela adição de nitrato e nitrito
Conservantes
↪ Nitrito e nitrato sódicos são conservantes que
modificam a cor das carnes
↪ São adicionados às carnes e embutidos,
formando nitrosilmioglobina, o qual é um
pigmento vermelho e estável, resistente ao
processo de oxidação
↪ Isso se deve pois fixa o óxido nítrico
↪ Pode mascarar carnes que perderam a
validade e estão esverdeadas, adicionando
nitrato ou nitrito para formação da
nitrosilmioglobina mantendo a carne com a
aparência vermelha viva
Isto é um procedimento proibido!
● Hemoblogina: sangria
● Outros pigmentos: citocromo, flavinas,
B1,2
Clorofilas sssssssssssssssssssss s
↪ Pigmentos absorventes de luz em plantas
verdes, algas e bactérias fotossintéticas
↪ Estrutura derivada da porfirina com magnésio
e grupamento fitol
↪ Encontrados em cloroplastos de plantas
verdes (associados a carotenóides, lipídeos e
proteínas)
↪ Responsável pela cor verde obtida da
absorvição das regiões azuis e vermelhas do
espectro eletromagnético
↪ Pigmento lipossolúvel
Estabilidade e alterações da clorofila
↪ São relativamente instáveis e sensíveis à luz,
aquecimento, oxigênio e à degradação química
↪ Qualquer alteração que aconteça com o
magnésio irá alterar a cor da clorofila
● Enzimática:
↪ A produção de etileno ativa clorofilases
durante o amadurecimento de frutos
↪ A clorofilases catalisa a clivagem do fitol da
clorofila e de seus derivados livres de magnésio
(feofitinas), formando clorofilídeos e
feoforbídeos
↪ Após a colheita a atividade da enzima
diminui
● Aquecimento
○ Derivados que contêm magnésio (verde)
○ Derivados livres de magnésio (marrom-oliva)
↪ O aquecimento leva à isomerização das
clorofilas por inversão do grupo carbometoxi em
C10 (clorofilas a’ e b’)
↪ O átomo de magnésio da clorofila é facilmente
deslocado por dois átomos de hidrogênio,
resultando na formação de feofitina de cor
marrom-oliva
reação é irreversível em solução aquosa
↪ A clorofila b é mais estável ao calor que a
clorofila a que é atribuída ao efeito da retirada
eletrônica do grupo formil de C-3
● Acidez e basicidade
↪ Degradação da clorofila em tecidos vegetais
sob aquecimento é afetada pelo pH dos tecidos
↳ meios básicos (pH 9,0) sob aquecimento
estável
↳ meios ácidos (pH 3,0) instável
↪ Cocção por tempo prolongado associada com
acidez promove o amarelamento da estrutura,
devido a isomerização do anel, forçando a saída
do magnésio, o qual é deslocado por 2 átomos
de hidrogênio, havendo a formação de feofitina
a partir da clorofila, a qual apresenta tonalidade
marrom
↪ Em pH menor que 3 forma feoforbídeo direto,
a partir da clorofila verde,
↪ Em pH alcalino, há a formação da clorofilida,
a qual é verde brilhante e perdeu apenas fitol
● Complexos metálicos
↪ A coloração verde brilhante também pode ser
adquirida com a adição de metais divalentes
como Cu e Zn , os quais deslocam o Mg
↪ Complexos metálicos são mais estáveis,
mesmo em pH mais baixo
↪ Podem ser utilizados como corantes em
alimentos industrializados
● Alomerização
↪ As clorofilas oxidam quando dissolvidas em
álcool ou outros solventes, estando expostas ao
ar
↪ Está associado à absorção de oxigênio
equimolar para as clorofilas presentes
↪ Os produtos formados são de cor
verde-azulados
● Fotodegradação
↪ A clorofila é protegida da destruição pela luz
durante a fotossíntese em células envolvidas por
carotenóides e outros lipídeos
↪ A clorofila agi sensibilizando, gerando
oxigênio singlete e os carotenoides são
desativadores das espécies reativas de oxigênio,
protegendo as plantas da fotodegradação
↪ Perdida essa proteção, as clorofilas tornam-se
suscetíveis à fotodegradação do luz e oxigênio e
branqueiam irreversivelmente
↪ Acredita-se que a fotodegradação das
clorofilas resulte na abertura do anel
tetrapirrólico e na fragmentação para
compostos de menos peso molecular
Carotenóides ssssssssssss ss sss
↪ Pigmentos amplamente distribuídos na
natureza com função na fotossíntese e
fotoproteção de tecidos vegetais
↪ Coloração varia do amarelo ao
vermelho-alaranjado
↪ Na temporada de outono, durante a
senescência das plantas, a cor amarelo-laranja
dos carotenóides torna-se evidente
↪ Papel de fotoproteção: capacidade de
desativação ou inativação das espécies reativas
de oxigênio (especialmente de oxigênio
singlete), formadas pela exposição à luz e ao ar
Estrutura
↪ Compostos lipossolúveis constituídos por 8
unidades isoprenóides ligadas covalentemente
numa molécula simétrica de 40C
(tetrapernoides)
x
Ocorrência e distribuição
↪ Todos os vegetais folhosos verdes contêm
carotenóides, mas com cor mascarada pela
clorofila verde
↪ Maiores concentrações de carotenóides são
encontradas em tecido com a maior quantidade
de pigmentos de clorofila
↪ Fatores que influenciam no teor dos
carotenoides:
● Maturação: concentrações se diferem
dependendo do estágio de maturidade do
vegetal onde após a colheita continuam a
ser sintetizados
● Clima:
● Pesticidas e adubos
● tipo de solo
Quanto maior a síntese de carotenóides maior
vai ser a degradação de carotenóides
Estabilidade
● Oxidação
↪ Oxidam com facilidade, pois contêm um
grande número de ligações duplas conjugadas.
↪ Gera perda de cor dos carotenóides em
alimentos, sendo seus principais mecanismos de
degradação
↪ A estabilidade à oxidação é altamente
dependente de seu ambiente
↪ A atividade enzimática, em especial de
lipoxigenase, acelera a degradação oxidativa
dos carotenóides
● Antioxidantes
↪ Apresentam propriedades antioxidantes
↪ Proteções celular e in vitro contra o oxigênio
singlete, inibem a peroxidação lipídica
↪ Sob altas pressões parciais de oxigênio, o
β-caroteno exibe propriedades pró-oxidantes
↪ Na presença de oxigênio molecular,
fotossensibilizadores (p. ex., clorofila) e de luz, ooxigênio singlete pode ser produzido →
carotenóides desativam e protege a célula
contra danos oxidativos celulares
● Isomerização
↪ As ligações duplas conjugadas dos
carotenóides ocorrem na configuração
totalmente trans (all-trans)
↪ As reações de isomerização são induzidas com
facilidade por:
Tratamentos térmicos
Exposição a solventes orgânicos
Contato por períodos prolongados com
determinadas superfícies ativas
Tratamento com ácidos
Iluminação das soluções (em particular
na presença de iodo)
↪ Pode ocorrer a conversão da forma nativa de
trans para cis que leva a perda de funções
biologicas
Antocianinas ssssssssssss ss sss
↪ Responsáveis pela coloração roxa, azul, violeta
e laranja nas plantas
↪ São pigmentos vegetais hidrossolúveis
(flavonoides) responsáveis pelas cores atrativas
nos frutos
↪ Pertencem ao grupo dos flavonoides, devido a
sua característica de esqueleto carbônico C
↪ A variação de cor e formas depende do pH
Estrutura
↪ Estrutura básica → 2-fenil benzopirona
(cátion flavylium)
↪ Ocorrem como glicosídeos com diferentes
graus de hidroxilação
↪ Antocianidina: aglicona com agrupamento do
açúcar hidrolisado
↪ A cor das antocianinas e das antocianidinas é
resultado da excitação de uma molécula pela luz
visível → depende da mobilidade eletrônica
relativa da estrutura
↪ As ligações duplas (abundantes nas duas
moléculas) são excitadas com muita facilidade
→ essencial para a cor
↪ O tipo e o número da substituição de açúcares
e a acilação, desempenham um papel
importante sobre as características da cor
↪ Açúcares mais comuns: glicose, ramnose,
galactose, arabinose, xilose e di- e trissacarídeos
↪ As antocianidinas são menos hidrossolúveis
que antocianinas, não sendo encontradas
livremente na natureza
Estabilidade
● pH
↪ São pigmentos relativamente instáveis maior
estabilidade em condições ácidas
As características de cor dos pigmentos como
sua estabilidade são muito influenciadas pelos
substituintes na aglicona
↪ Fatores que aceleram a degradação das
antocianinas: pH, temperatura, concentração de
oxigênio
↪ Fatores que aceleram a degradação de
antocianinas de menor importância: enzimas
deteriorantes, ácido ascórbico, dióxido de
enxofre, íons metálicos e açúcares
↪ Meio ácido: mais estável e encontra-se na
forma de sais de ozônio e geralmente de
coloração vermelha
↪ Meio básico: apresentam estrutura quinoidal e
cor púrpura até chegar em azul/roxo
↪ O pH afeta diretamente a conformação
estrutural e consequentemente a estabilidade e
cor das antocianinas
↪ O aumento da hidroxilação diminui a
estabilidade, enquanto o aumento da metilação
aumenta a estabilidade
↪ Antocianinas glicosiladas ou aciladas (ligadas
à ácidos aromáticos e alifáticos) são mais
estáveis.
Quanto maior o grau de esterificação, maior a
estabilidade.
↪ As antocianidinas altamente hidroxiladas são
menos estáveis que as antocianidinas metiladas,
glicosiladas ou aciladas
● Temperatura
↪ A temperatura é capaz de afetar a estabilidade
das antocianinas deslocando o equilíbrio e
gerando produtos de degradação
↪ A degradação térmica das antocianinas
depende do tipo de antocianina envolvida e da
temperatura da degradação
● Luz
↪ Acelera a degradação das antocianinas
↪ As antocianinas substituídas no grupo
hidroxila C-5 são mais suscetíveis à
fotodegradação que as que não substituídas
● Copigmentação
↪ Condensação entre si (auto associação) e com
outros compostos orgânicos (copigmentação)
↪ São formados com proteínas, taninos, outros
flavonoides e polissacarídeos que aumentam a
cor das antocianinas, causando um efeito
batocrômico e proporcionando o aumento da
absorção da luz para um comprimento de onda
máximo.
↪ Tem efeito sobre a estabilidade da cor de
antocianinas, durante aquecimento onde
tendem a serem mais estáveis durante o
processamento e o armazenamento.
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
Betalaínas ssssssssssss ss sss
↪ Possuem coloração semelhante à das
antocianinas
↪ Contêm betacianinas (vermelho) e
betaxantinas (amarelo)
↪ Cor não é afetada pelo pH, ao contrário das
antocianinas
↪ Existem na forma de sais internos nos
vacúolos das células vegetais
↪ A presença de betalaínas em plantas exclui a
ocorrência de antocianinas e vice-versa
↪ São hidrossolúveis
↪ São opticamente ativas devido aos dois
carbonos quirais C-2 e C-15
↪ Absorvem fortemente a luz (coloração muito
intensa)
↪ Provenientes da condensação de uma amina
primária como ácido betalâmico
↪ As betacianinas são vermelhas e as
betaxantinas amarelas
Beterraba vermelha → betanina e isobetanina
Amaranto → amarantina e isoamarantina
Fatores que afetam os teores de
betalaínas
● Oxigênio
↪ Degradada em condições de excesso
↪ O oxigênio contribui para acelerar a
degradação de betalaínas
↪ A presença de antioxidantes, como ácido
ascórbico e ácido isoascórbico, melhora sua
estabilidade
↪ Uma vez que as betalaínas são suscetíveis à
oxidação, esses compostos também são
antioxidantes eficazes
↪ A degradação da betanina na presença de
oxigênio é influenciada pelo pH
● Luz
↪ Catalisa reações de oxidação
↪ A oxidação das betalaínas é acelerada pela luz
● pH:
↪ Não há mudança de tonalidade entre pH 4,0 e
7,0
↪ São degradadas em condições alcalinas
suaves e muito ácidas (com aquecimento)
↪ Em condições alcalinas e sob aquecimento em
condições ácidas, a betanina é degradada a
ácido betalâmico e ciclo dopa-5-O-glicosídeo