Analises Fisico-quimicas e Microbiologicas de Alimentos - PDF do Ebook

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Análises Físico-químicas e Microbiológicas de Alimentos
NÃO PODE FALTAR
QUÍMICA DA ÁGUA
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
PRATICAR PARA APRENDER
Você já parou para pensar o quanto a água é importante no âmbito
alimentar? Imagine aquela fruta que você mais gosta: fresca e suculenta. Não é tão
fácil fazer com que ela chegue assim ao consumidor final. Em algum momento,
você pensou que a quantidade de água influencia nesses aspectos? E que a
diminuição da quantidade dessa água livre pode diminuir os riscos de contaminação
desses alimentos? Pois é! A compreensão da química dos alimentos no ramo da
microbiologia alimentar agrega um universo de possibilidades na atuação
profissional. São várias áreas, podendo o profissional atuar nas análises de
alimentos e nos controles de qualidade.
A água é a substância mais abundante da natureza e representa um
componente essencial para manutenção e sobrevivência dos seres vivos e
microrganismos. A atividade de água (Aa) é um dos parâmetros intrínsecos mais
importantes na conservação dos alimentos, tanto no aspecto biológico como nas
transformações físicas que ocorrem. Os estudos desta unidade permitem
prepará-lo para o mercado de trabalho no ramo alimentício. Dessa forma, serão
apresentadas: a estrutura da água e do gelo, propriedade solvente, umidade e
atividade de água. Você, aluno, também aprenderá os padrões de água para
consumo humano, e como identificar a importância dos conhecimentos sobre a
estrutura, função e influência da água e padrões de qualidade. Por fim, aprenderá
a aplicar o conhecimento adquirido no estudo em situações próximas da realidade
profissional. Para auxiliar no processo de conhecimento, será apresentada uma
situação hipotética que visa aproximar os conteúdos teóricos à prática. Uma
grande fábrica de produtos alimentícios do interior do seu estado teve, nesse
último ano, um aumento significativo na perda de seus produtos por deterioração
dos alimentos utilizados como matéria-prima. O preparo desses alimentos, quase
sempre, seguia rigorosos procedimentos operacionais estabelecidos pelos órgãos
regulamentadores, bem como as boas práticas de fabricação (BPF). No entanto,
após o ocorrido e a perda de toneladas de alimentos, o diretor da empresa,
preocupado com a situação, determinou que os procedimentos realizados no
período em que ocorreram as perdas fossem analisados. Para tal análise, os
profissionais biomédicos e farmacêuticos do setor foram incumbidos de realizar
testes, a fim de determinar quais fatores levaram às deteriorações. Suponha que
você é um desses profissionais designados para essas análises. Você e os demais
profissionais da equipe observaram que os alimentos prejudicados foram frutas,
laticínios e carnes utilizadas na produção de diversos subprodutos. Após essa
verificação, foi possível concluir que a maioria dos alimentos apresentavam
aumento da atividade de água (Aa). Você deverá apresentar ao seu diretor quais
fatores poderiam ter ocasionado esse aumento de Aa e, ainda, como a
deterioração poderia ter sido evitada. O que você deverá descrever nessa
apresentação? Para ajudá-lo a resolver esta situação, em cada seção desta unidade
você aprenderá sobre os principais assuntos envolvendo a química dos alimentos.
Este conteúdo fornecerá a base para entender as propriedades da água e sua
importância na microbiologia alimentar. Parabéns pelo excelente passo que você
está dando, continue assim! Ao final, terá valido muito a pena.
CONCEITO-CHAVE
ESTRUTURA DA ÁGUA E DO GELO
A água, conhecida quimicamente como H2O, é uma molécula de estrutura
dipolar formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, unidos por
ligações covalentes (Figura 1.1). O hidrogênio apresenta carga parcialmente
positiva (H+), enquanto o oxigênio apresenta carga parcialmente negativa (O-). ao
se aproximarem, as moléculas de água interagem com outras moléculas iguais,
formando pontes de hidrogênio, que são ligações facilmente rompidas e mais
fracas quando comparadas às ligações covalentes. Essa interação molecular forma
um arranjo semelhante ao tetraédrico, e na sua forma líquida, em temperatura
ambiente, a água consegue formar, em média, 3 a 4 pontes de hidrogênio com
outras moléculas de água. Além disso, a água é encontrada na natureza em três
estados: sólido, líquido e gasoso.
ASSIMILE
A diferença entre ligações covalentes e não-covalentes está relacionada à
energia de dissociação, que é a energia necessária para romper essas ligações. De
modo geral, as ligações covalentes são mais fortes se comparadas às
não-covalentes e necessitam de maior energia para serem rompidas.
Na fase sólida, um volume de água comporta menos moléculas do que esse
mesmo volume na fase líquida, assim a densidade do gelo (estado sólido da água) é
menor do que a densidade da água líquida.
No gelo, cada molécula está fixa no espaço, constituindo ligações de
hidrogênio com, no máximo, 4 outras moléculas, formando uma estrutura de
mosaico cristalino (Figura 1.2). Esse arranjo é mais “aberto” quando comparado
aos demais arranjos das moléculas de H2O líquida, isso explica o fato de o gelo ser
menos denso do que a água, com capacidade de flutuar. Para cada estado físico da
matéria a molécula de água sofre diferentes rearranjos estruturais. No estado
líquido, diferentemente do estado sólido, as ligações de hidrogênio são desfeitas e
refeitas muito rapidamente, o que garante a fluidez da água. No estado gasoso as
moléculas não estão unidas por essas ligações, sendo encontradas, portanto, de
maneira individual, conforme a Figura 1.2.
A água é considerada uma molécula polar, pois dois átomos unidos por
ligações covalentes podem atrair elétrons que participam da ligação, o polo
positivo de uma molécula atrai o polo negativo de outra, construindo ligações
eletrostáticas. A natureza polar e a capacidade de formar pontes de hidrogênio
permite que a água seja uma molécula com grande poder de interação, com a
capacidade de dissolver uma grande quantidade de substâncias no estado sólido,
líquido e gasoso, por isso a água é considerada solvente universal.
PROPRIEDADES SOLVENTES DA ÁGUA E INTERAÇÕES COM OUTRAS SUBSTÂNCIAS
Como dito anteriormente, a água possui propriedades capazes de dissolver
uma grande variedade de substâncias. Embora seja conhecida como solvente
universal, é importante ressaltar que não são todas as substâncias que a água
consegue dissolver. Por exemplo, a água é um bom solvente para substâncias com
carga elétrica positiva e negativa, principalmente substâncias chamadas
hidrofílicas, que são aquelas que se misturam facilmente em água por possuírem
afinidade com ela. Mas as substâncias que não são atraídas por moléculas de água,
conhecidas como hidrofóbicas, têm pouco efeito sobre elas. Um exemplo prático
nesse sentido seria lavar uma panela suja de óleo utilizando apenas água. Já
tentou fazer isso? Ou retirar a oleosidade do rosto apenas com água? Isso não é
possível devido às propriedades químicas da água e do óleo serem diferentes. Eles
não se misturam. Existe uma regra simples, mas muito importante, na química
conhecida como “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, substâncias químicas
de estrutura semelhante conseguem se dissolver devido às características química
comuns; entretanto as substâncias diferentes, não conseguem se misturar. Assim,
basta utilizar um sabão ou detergente (sabonete, no caso do rosto), que possuem
estrutura química semelhante ao óleo, para retirar a oleosidade da panela ou do
rosto.
Alguns conceitos sobre soluções são extremamente importantes para a
compreensão da disciplina e serão descritos a seguir:
Soluto: é a substância que se dissolve em um solvente. Normalmente está em
menor quantidade. Exemplo: Sal de cozinha.
Solvente: é a substância utilizada para dissolver o soluto. Normalmente está em
maior quantidade. Exemplo: água, álcool.
Solução: é a mistura de duas ou mais substâncias, e podem ser classificadas como
homogêneas– quando se misturam totalmente (uma fase) ou heterogêneas –
quando não se misturam (mais de uma fase).
Diluição: é a solução que teve sua concentração diminuída, adicionando-se um
solvente.
Concentração: é a razão entre a quantidade de soluto e o volume do solvente.
Ao adicionarmos uma colher de areia em um copo com água, percebemos
que ambos não se misturam e os cristais de areia se depositam ao fundo do copo -
a essa solução chamamos heterogênea, ao passo que, se misturarmos uma colher
de açúcar em um copo com água, o açúcar dilui-se totalmente no solvente. Nessa
última situação, não vemos nenhum cristal depositado - a essa solução chamamos
homogênea (Figura 1.3).
EXEMPLIFICANDO
Diluição é um conceito muito importante que fará parte da sua rotina
profissional. Será muito comum receber amostras biológicas e necessitar diluí-las.
Normalmente, em laboratório, utilizamos bastante o soro fisiológico, que é uma
solução de 0,9% de NaCl e diluímos conforme os protocolos adotados. Nesse caso, o
soro fisiológico é o solvente da solução preparada.
Outro exemplo clássico de solução homogênea é o cloreto de sódio (NaCl)
que facilmente se dissolve em água. O mosaico cristalino do sal é mantido pelas
forças de atração eletrostáticas entre os íons. As moléculas dipolares da água são
fortemente atraídas para os íons Na+ e Cl– quando o cloreto de sódio é exposto à
água (Figura 1.4). Além disso, a água também dissolve muitos compostos orgânicos
simples e neutros, como açúcares, os álcoois, os aldeídos e as cetonas e também
substâncias que incluem tanto o grupo hidrofílico como o grupo hidrofóbico,
conhecidos como compostos anfipáticos. Os arranjos micelares das moléculas
anfipáticas formam a base da membrana plasmática das células.
EFEITOS DOS SOLUTOS NA ESTRUTURA DA ÁGUA E DO GELO
Ao adicionarmos um determinado soluto não-volátil a uma solução,
observamos que essa substância pode causar algumas modificações no meio em
que se encontra. Propriedades coligativas é o nome dado às quatro propriedades
da água que estudam os efeitos promovidos pelo soluto ao ser dissolvido em uma
solução. São estas as propriedades:
- Crioscopia – diminuição do ponto de congelamento.
- Ebulioscopia – aumento do ponto de ebulição.
- Tonoscopia – diminuição da pressão de vapor.
- Osmoscopia – aumento da pressão osmótica.
Um exemplo de alteração na estrutura da água pelo soluto ocorre quando
adicionado um soluto não-volátil de 1,00 g em 1.000 g de água. À pressão de 1
atmosfera, diminui o ponto de congelamento da água (formação do gelo), de 0 ºC
para -1,86 ºC; eleva o ponto de ebulição de 100 ºC para 100,543 ºC e produz
aumento da pressão osmótica. A pressão osmótica ocorre com a passagem do
solvente de um lado para o outro, através de uma membrana semipermeável,
partindo da solução menos concentrada para a mais concentrada.
Posteriormente discutiremos outras importantes propriedades da água no
âmbito da microbiologia alimentar.
ATIVIDADE DE ÁGUA (Aa), DIFERENCIAÇÃO ENTRE UMIDADE E Aa
Fatores intrínsecos e extrínsecos são condições que afetam o crescimento
bacteriano. Nessas condições, os microrganismos crescem e se multiplicam, seja
no organismo, causando doenças, ou nos alimentos, culminando na sua
deterioração, bem como provocando infecção e/ou intoxicação alimentar.
Contudo, alguns desses fatores podem ser controlados pelo profissional
manipulador de alimentos, adotando boas práticas de fabricação (BPF) e seguindo
as normas dos órgãos regulamentadores, tornando o alimento desfavorável para o
crescimento de microrganismos, como será discutido mais adiante, na Unidade 4.
Os fatores intrínsecos estão relacionados a características físico-químicas do
próprio alimento. Dentre outras, podemos citar:
- Acidez.
- Atividade de água.
- Composição química.
- Estrutura biológica do alimento.
Os fatores extrínsecos estão relacionados ao ambiente em que esses alimentos se
encontram:
- Umidade relativa (UR).
- Composição gasosa.
- Temperatura.
Apesar de serem fatores diferentes, ainda há muita confusão no que diz
respeito às diferenças entre atividade de água e umidade. A Aa refere-se à
quantidade de água do próprio alimento, ao passo que a umidade é a quantidade
de água no ambiente em que esses alimentos se encontram. No entanto, existe
uma correlação entre a Aa de um alimento e a umidade relativa (UR) do ambiente.
Quando há baixa Aa e alta UR, os alimentos podem absorver a umidade do
ambiente:
↓ Aa + ↑ UR = susceptível à contaminação
↑ Aa + ↓ UR = susceptível à contaminação
↓ UR = Barreira contra a proliferação microbiana
↓ Aa = Barreira contra a proliferação microbiana
Alimentos susceptíveis à contaminação microbiana devem ser armazenados
em condições de baixa umidade.
O aumento da umidade não apenas piora os riscos de contaminação como
também pode causar a desidratação dos alimentos. Você já deve ter percebido
que, quando deixamos determinados alimentos expostos ao ambiente, eles
endurecem, pois perdem água para o meio. Um exemplo disso é o pão francês. De
um dia para o outro, ele perde grande quantidade de água e gradativamente vai se
tornando mais rígido. Essas alterações causadas pelo ambiente precisam ser
controladas pelo profissional, a fim de garantir que essas modificações não
ocorram no alimento.
INFLUÊNCIA DA ÁGUA EM ALIMENTOS
Como todo ser vivo, os microrganismos também precisam de água para
sobreviver e se reproduzir. A atividade de água (Aa), como já citamos, é um
parâmetro intrínseco utilizado para avaliar a quantidade de água livre (não ligada)
presente no alimento. A água livre está disponível no alimento e pode ser usada
pelos microrganismos. Quanto mais água livre, mais perecível esse alimento se
torna. Já a água ligada não se encontra disponível, pois está em ligação com as
macromoléculas presentes no alimento, assunto que veremos na Seção 2. Diferente
dos fungos, que precisam de menos água para se desenvolverem, as bactérias têm
preferência pelos alimentos com maior Aa. Para calcular a atividade de água livre
em um alimento é utilizada a seguinte fórmula:
Aa = P/P0
P: Pressão de vapor de água sobre o alimento em uma dada temperatura.
P0: Pressão de vapor da água pura na mesma temperatura.
Os valores de Aa variam de 0 a 1, sendo a atividade de água pura = 1,0.
Quanto mais próximo de 1,0, maior a chance de contaminação, ou seja, mais
perecível é o alimento.
A adição de sal (salga) ou açúcar em determinados alimentos é uma das
formas de conservação, pois aumentam a pressão osmótica e promovem a redução
da Aa. Portanto, alimentos como os doces, peixes e/ou carnes salgadas têm menor
chance de proliferação bacteriana quando comparados a outros alimentos. Outras
formas de conservação são: desidratação e congelamento, de carnes, por exemplo,
bem como o método de concentração, como, por exemplo, o leite condensado.
Microrganismos com Aa ≤ 0,60 são microbiologicamente estáveis. O Quadro 1.1
apresenta alguns alimentos e o nível de perecibilidade:
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO
Que precisamos de água para sobreviver você já sabe. Mas, você sabia que
existem padrões definidos pela organização mundial de saúde (OMS) sobre a
qualidade da água que bebemos? Esses padrões servem para analisar se a água é
adequada para consumo ou não. Vejamos a seguir alguns critérios de exigência
adotados pela OMS para a água ser considerada potável:
- Possuir aspecto transparente e límpido.
- Não possuir cheiro ou gosto.
- Não possuir microrganismos patogênicos.
- Não possuir substâncias acima do permitido que possam causar prejuízos à
saúde humana.
-
A água que chega às nossas residências passa por um tratamento prévio e,
posteriormente, é encaminhada às redes de abastecimento. Todos os parâmetros
utilizados para monitoramento da qualidade da água são avaliados:
- Cor – a alteração nesse parâmetro indica possível contaminação.
- Odor – a água não pode conter cheiro.
- Turbidez – nos valores de aceitaçãopara consumo humano, águas turvas
sugerem contaminação.
- pH – o valor limite está entre 6,5 e 8,5.
- Coliformes Totais – indicação de contaminação, provável contato com
dejetos animais.
- Coliformes Fecais – indicação de contaminação, provável contato com
dejetos animais.
- Metais – indicação de contaminação por metais pesados na água.
- Não-metais – padrões definidos para utilização de não-metais.
Você já teve a experiência de ligar a torneira e a água sair turva e com
coloração quase branca? Reparou que, aos poucos, ela vai voltando ao normal e se
tornando límpida? Isso ocorre devido à adição de cloro no processo de esterilização
da água. Esse é um importante passo na destruição de microrganismos. Nas
unidades de tratamento de água, o cloro e o ozônio são fundamentais para
controle de microrganismos patogênicos que podem causar danos à saúde. Diversas
doenças podem ser transmitidas através da água contaminada, entre elas: cólera,
esquistossomose, febre tifoide, disenteria bacteriana, amebíase, hepatite A,
ascaridíase (lombriga), rotavírus, toxoplasmose, entre outras. Por isso, sempre que
estiver em algum lugar onde a água não seja potável, lembre-se sempre de
fervê-la. Essa é uma das formas de destruir os microrganismos e evitar a
contaminação. Além disso, mantenha sempre a caderneta de vacinação em dia
para conferir imunidade duradoura contra a maioria das doenças.
REFLITA
Até hoje, milhares de pessoas morrem vítimas de doenças transmitidas
através do consumo de água contaminada. Em países onde os programas públicos
de saúde não são eficazes, a população vive à mercê dessas moléstias. O
tratamento adequado da água e a adoção de medidas higiênico-sanitárias são
essenciais para o controle dessas doenças. Já parou para pensar que, no nosso
país, ainda existem regiões onde as pessoas consomem água dos rios? Como você
imagina que seja o grau de pureza dessas águas?
Estamos chegando ao final desta seção. Espero que você tenha conseguido
assimilar todo o conteúdo. Caso tenha alguma dúvida, você pode retomar a
qualquer momento. O que acha de realizarmos alguns exercícios para melhor
fixação do conteúdo? Vamos lá?
FAÇA VALER A PENA
Questão 1
A água que chega às nossas residências passa por um tratamento prévio e,
posteriormente, é encaminhada às redes de abastecimento. Todos os parâmetros
utilizados para monitoramento da qualidade da água são avaliados cuidadosamente
com o objetivo de garantir a segurança da água consumida.
Segundo a OMS, qual das alternativas é um dos parâmetros para a água ser
considerada potável?
a. Possuir cheiro ou gosto.
b. Possuir microrganismos patogênicos.
c. Possuir substâncias.
d. Possuir aspecto transparente.
e. Possuir gosto adocicado.
Questão 2
A água é uma molécula de extrema importância para a sobrevivência humana. Sem
água, os seres vivos jamais conseguiriam realizar seus processos metabólicos,
transporte de nutrientes, regulação térmica, filtração renal, entre outros papéis
cruciais que a água cumpre no nosso organismo.
Observe as afirmativas a seguir sobre a água e julgue-as como verdadeiras (V) ou
falsas (F).
( ) A Aa é um parâmetro que se refere ao ambiente onde o alimento se encontra.
( ) A quantidade de água por si só não influencia na contaminação de alimentos.
( ) A turbidez da água pode indicar uma contaminação na amostra.
( ) Uma das formas de diminuir a Aa é adicionando açúcar nos alimentos.
Assinale a alternativa que representa a sequência correta.
a. F - F - V - F.
b. F - V - F - V.
c. F - F - V - V.
d. V - V - F - F.
e. V - F - V - F.
Questão 3
Soluções são formadas através da adição de um soluto (normalmente em menor
quantidade) a um solvente (normalmente em maior quantidade). A água é
considerada solvente universal, devido à sua propriedade de diluir uma grande
quantidade de substâncias.
Analise as afirmativas a seguir acerca das soluções:
I- Ao misturarmos água e óleo, obtemos uma fase, portanto uma solução
homogênea.
II - Ao misturarmos água e areia obtemos duas fases, portanto uma solução
heterogênea.
III - Ao misturarmos água e açúcar obtemos uma fase, portanto uma solução
homogênea.
IV - Ao misturarmos água, sal e areia, obtemos três fases, portanto uma solução
homogênea.
Assinale a alternativa correta.
a. Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
b. Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas.
c. Apenas as afirmativas II e IV estão corretas.
d. Apenas as afirmativas III e IV estão corretas.
e. Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
REFERÊNCIAS
ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed,
2017.
BIANCHI, J. C. A.; ALBRECHT, C. H.; MAIA, J. D. Universo da química. 1. ed. São
Paulo: FTD, 2005.
CHIARELLI, G. Microbiologia, higiene e segurança. s.l.: Uniasselvi, 2018.
HUBER, W.; TÁPIA, M. Água para o consumo humano e os controles exigidos.
Disponível em: https://bit.ly/33vvbKL. Acesso em: 18 jan. 2021.
LEHNINGER, A. L. Princípios de Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Sarvier, 1989.
FOCO NO MERCADO DE TRABALHO
QUÍMICA DA ÁGUA
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
SEM MEDO DE ERRAR
Vamos retomar alguns conceitos importantes para a resolução dessa situação
problema? A atividade de água é um parâmetro que mede a quantidade de água
livre presente no alimento. Esse parâmetro é medido através de um cálculo e o
valor máximo obtido é 1,0. Quanto mais próximo disso o alimento estiver, maior a
quantidade de Aa, logo, maior a possibilidade de contaminação microbiana. Na
situação em questão, para que você elabore o relatório para seu diretor, você
deverá pontuar que o aumento de atividade de água detectado pelos profissionais
nos produtos analisados pode ter sido ocasionado pelo aumento da umidade no
ambiente onde esses alimentos se encontravam. Ao checar o ambiente em que
esse alimento está inserido, você nota que o local tem alta umidade, o que
permite que o alimento retenha água, aumentando a chance de deterioração. Esse
fato também deverá ser contemplado no relatório. Para evitar esse problema, você
deverá sugerir, ao final do relatório, o uso de métodos aplicáveis para impedir o
aumento de Aa, como, por exemplo: controle de UR do ambiente, adição de sal ou
açúcar, desidratação e congelamento, que são alguns exemplos de metodologias
utilizadas, pois todas essas técnicas interferem na concentração de água do
alimento.
AVANÇANDO NA PRÁTICA
ANALISANDO A QUALIDADE DA ÁGUA
Vamos supor agora que você é o diretor e não mais o analista da mesma
indústria de alimentos da como na Situação Problema anterior. Agora, os
profissionais lhe entregaram os resultados da análise da qualidade da água. Ao
observar os dados, você percebe uma inconsistência: os padrões estabelecidos pela
OMS estão acima do recomendado: cor, odor e turbidez. Pensando nas alterações
apresentadas na água, qual seria a primeira impressão em relação aos tipos de
alterações? O que você suporia?
É importante ressaltar que um dos parâmetros alterados isoladamente
não quer dizer muita coisa, porém o conjunto de dados nos ajuda a considerar
algumas possibilidades. O cloro, utilizado para destruir os microrganismos, pode
deixar a água com aspecto alterado, no entanto o odor não é alterado. A
turbidez alterada é um indicativo de que partículas estão suspensas nessa água.
Todos esses parâmetros alterados podem indicar uma coisa: contaminação
microbiana. Contudo, outros testes devem ser realizados para a conclusão final.
NÃO PODE FALTAR
MACRONUTRIENTES DOS ALIMENTOS
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
PRATICAR PARA APRENDER
Você já pensou no quanto é importante conhecer a composição dos
alimentos? Com certeza você já deve ter feito ou então conhecido alguém que
realizou algum tipo de dieta. Antes de qualquer coisa, para conseguir obter bons
resultados é indispensável o conhecimento sobre os componentes e as calorias que
cada alimento contém, bem como sua importância do ponto de vista metabólico.
Afinal, dieta é muito maisdo que matemática com a soma de calorias.
Suponhamos que você tenha 70 kcal em uma banana e as mesmas 70 kcal em uma
barra de chocolate. Talvez passe pela sua cabeça que a troca seria interessante, já
que ambos apresentam a mesma quantidade de calorias. Porém, metabolicamente
falando, eles são completamente diferentes. A quantidade de gorduras, açúcares e
outros componentes fazem com que a banana seja a opção mais nutritiva e
saudável. Compreende porque a composição dos alimentos está presente no nosso
dia a dia e precisa ser levada a sério? Nesta seção, você será capaz de reconhecer
a importância dos elementos orgânicos presentes nos alimentos: carboidratos –
mais conhecidos como açúcares; lipídeos – óleos e gorduras; proteínas e
aminoácidos - que são sua matéria prima, e também, as reações que ocorrem nos
alimentos.
Os lipídeos são moléculas extremamente importantes que desempenham
funções essenciais no organismo, como, por exemplo: reserva energética,
composição das membranas celulares, produção de hormônios sexuais, entre
outras. Conhecer a função dos lipídios e como eles agem no organismo, assim como
as outras macromoléculas, é imprescindível para todos os profissionais de saúde
que atuam direta ou indiretamente com alimentos. Afinal, tudo o que comemos
pode refletir no bom ou mau funcionamento do organismo dos nossos pacientes. Os
estudos desta seção permitem preparar o aluno para o mercado de trabalho no
ramo alimentício ou outras áreas da saúde, como análises clínicas, por exemplo.
Por isso, serão apresentados os carboidratos, lipídeos e proteínas. Você também
aprenderá as reações que ocorrem nos alimentos e, por fim, poderá aplicar o
conhecimento adquirido em situações próximas da realidade profissional. Para
auxiliar no processo de aprendizagem, será apresentada uma situação hipotética
que visa aproximar os conteúdos teóricos da prática profissional.
O paciente H. B. F, sexo masculino, 29 anos, com IMC 40, deu entrada no
pronto socorro do hospital central com sintomas de cansaço, dores fortes de
cabeça e tontura. Após avaliação clínica, o médico solicitou alguns exames de
sangue e uma tomografia da cabeça. Após receber os resultados da tomografia que
indicavam uma placa de ateroma e alterações no perfil lipídico no sangue, o
médico prescreveu os cuidados home care e encaminhou o paciente a um
endocrinologista. Suponhamos que você seja o profissional de plantão trabalhando
no laboratório. Qual a relação de IMC alto com alteração no perfil lipídico? Qual
possível patologia foi desencadeada nesse caso? E ainda, quais os riscos em ter
uma placa de ateroma?
Para o ajudar a resolver essa situação, em cada seção desta unidade você
aprenderá sobre os macronutrientes presentes nos alimentos.
Continuemos os estudos no mundo dos macronutrientes. Vamos lá?
CONCEITO-CHAVE
Macronutrientes são nutrientes que necessitamos em grandes quantidades:
carboidratos, lipídeos e proteínas. O aumento do consumo desequilibrado de
alimentos ricos em sódio, açúcar refinado e gorduras saturadas pode contribuir
para a prevalência de doenças metabólicas, como: hipertensão arterial, diabetes
mellitus (tipo II) e obesidade, respectivamente.
EXEMPLIFICANDO
Macronutrientes são nutrientes que necessitamos em grandes quantidades:
carboidratos, lipídeos e proteínas, enquanto os micronutrientes (minerais e
vitaminas) carecemos em quantidades menores.
CARBOIDRATOS
Certamente, quando falamos em carboidrato muitas pessoas associam aos
doces e massas, certo? No entanto, veremos nesta seção que diversos outros
alimentos fazem parte desse grupo. Para começarmos, vamos entender
primeiramente o que são os carboidratos e qual a sua classificação.
Os carboidratos, conhecidos também como hidratos de carbono, amido,
açúcar ou glicídios, são as biomoléculas mais abundantes e importantes da Terra,
sendo indispensáveis para o processo de obtenção de energia. Eles são classificados
como poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, e apresentam na sua estrutura
química átomos de carbono e moléculas de água, assim como também podem
apresentar íons de fósforo, nitrogênio e enxofre. Existem basicamente três classes
de carboidratos e a classificação varia com o tamanho da cadeia de sacarídeos. A
palavra sacarídeo, em grego, significa “açúcar”, eis o porquê de muitas pessoas
associarem os carboidratos aos doces. Conheça a seguir as classes dos
carboidratos:
- Monossacarídeos: açúcares simples, unidade monomérica.
- Oligossacarídeos: são formados pela junção de 2 - 10 unidades de
monossacarídeos.
- Polissacarídeos: polímeros de açúcar com mais de 20 unidades
monoméricas.
ASSIMILE
Macromoléculas são também conhecidas como polímeros, constituídos de
muitas unidades menores, os monômeros. Por exemplo: as proteínas são polímeros
de aminoácidos, os polissacarídeos são polímeros de monossacarídeos, e assim por
diante.
Existem ainda algumas moléculas chamadas glicoconjugados que são
moléculas híbridas compostas de carboidrato e outros macronutrientes, como os
lipídios e as proteínas. Carboidrato + lipídio formam os Glicolipídeos, que
participam da comunicação intracelular e estão presentes na membrana
plasmática das células animais. Carboidrato + proteína, formam as Glicoproteínas,
que são produzidas durante as modificações pós-traducionais, como, por exemplo,
os anticorpos. Abordaremos a seguir cada uma dessas classes de carboidratos.
MONOSSACARÍDEOS
Os monossacarídeos (CnH2nOn) são açúcares simples que possuem esqueleto
de três a sete carbonos e quimicamente podem ser aldose – quando o grupo
carbonil, formado por ligações duplas entre o carbono e o oxigênio, está na
extremidade da cadeia -, ou cetose – quando o grupo carbonil está em qualquer
outra posição da cadeia (Figura 1.5). Os principais monossacarídeos são:
- Triose: C3H6O3 – Três carbonos.
- Tetrose: C4H8O4 – Quatro carbonos.
- Pentose: C5H10O5 - Cinco carbonos.
- Hexose: C6H12O6 – Seis Carbonos.
- Heptose: C7H14O7 – Sete carbonos.
Na Figura 1.5 podemos observar dois carboidratos trioses (três carbonos),
um do grupo aldose e um do grupo cetose. Os grupos carbonil estão demarcados
em verde.
Os monossacarídeos do tipo Pentose e Hexose são os mais importantes do
grupo. As pentoses, moléculas formadas por 5 carbonos (C5H10O5), correspondem
aos grupos dos ácidos nucleicos: DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido
ribonucleico); e as hexoses são moléculas formadas por 6 carbonos C6H12O6,
representadas pela molécula de glicose, frutose e galactose (Figura 1.6):
- Glicose – é a principal forma de obtenção de energia para as células;
quando degradada é convertida em moléculas de adenosina trifosfato,
conhecidas como ATP. Encontrada em cereais e hortaliças.
- Frutose – é o açúcar presente nas frutas e no mel de abelhas. A frutose é
responsável por promover o sabor adocicado das frutas.
- Galactose – é o açúcar que encontramos no leite.
OLIGOSSACARÍDEOS
Os oligossacarídeos são formados a partir de 2 até 10 unidades de
monossacarídeos unidos entre si através das ligações glicosídicas. O grupo mais
abundante dos oligossacarídeos são os dissacarídeos. Os dissacarídeos são
moléculas formadas pela junção de duas unidades de monossacarídeos. No Quadro
1.2, veremos alguns exemplos de dissacarídeos.
Você já ouviu falar em um distúrbio conhecido como intolerância à lactose?
A lactose é o açúcar encontrado no leite, formado pela junção de glicose e
galactose. Quando o organismo não consegue produzir ou produz em menor
quantidade a enzima responsável pela quebra da lactose, desenvolve-se a
intolerância. Como consequência, o indivíduo apresenta diarreia, cólicas e
distensão abdominal por não conseguir digerir a lactose.
A sacarose é um carboidrato formado por glicose e frutose, encontrado na
cana de açúcar e na beterraba, através do qual é produzido o açúcar branco
refinado. Todos os doces e produtos a partir do açúcar branco são derivados da
sacarose. A maltose é o açúcar encontrado nacevada, presente na cerveja que a
utiliza como matéria prima. A seguir, abordaremos os polissacarídeos que formam
enormes cadeias de carboidratos.
POLISSACARÍDEOS
Os polissacarídeos, também chamados glicanos, são cadeias longas de
carboidratos, formados por centenas e até milhões de moléculas de
monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. Podem ser de origem animal
(glicogênio) ou vegetal (amido, celulose e fibras). Quando os polissacarídeos são
degradados, são quebrados em diversas moléculas monoméricas de glicose. Os
alimentos que compõem esse grupo de carboidratos são: pães, batata, mandioca,
farinha, arroz, entre outros. Dizemos que esses alimentos possuem alto índice
glicêmico, uma vez que são constituídos por centenas de moléculas de glicose. O
glicogênio é o principal polissacarídeo de armazenamento energético em células
animais. Quando a necessidade do organismo é maior que a oferta de glicose no
sangue, o glicogênio é ativado e degradado, liberando uma grande quantidade de
glicose na corrente sanguínea. Alguns polissacarídeos também possuem função
estrutural, como é o caso da celulose – que reveste a parede celular das plantas - e
da quitina – presente no exoesqueleto dos artrópodes.
As fibras alimentares são polímeros de 3 ou mais monossacarídeos e não são
digeríveis, por não sofrerem ação enzimática. A função delas é auxiliar na
formação do bolo fecal. De maneira geral, as fibras são encontradas em vegetais e
farelos, banana verde, cevada, vagem, abobrinha, grãos integrais e oleaginosas,
frutas, hortaliças, leguminosas, sementes, aveia, grãos integrais, cereais integrais,
entre outros. A celulose é um exemplo de polissacarídeo que possui material
fibroso e é encontrada nas plantas, sementes e cascas de frutas.
LIPÍDIOS
Já experimentou cozinhar sem adicionar nenhum tipo de gordura?
Certamente o sabor será afetado. Os lipídios, entre outras funções, ajudam a
melhorar o sabor e a consistência dos alimentos. Eles são substâncias orgânicas
apolares e insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos. Apresentam
no esqueleto químico moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio. Os lipídios
também têm função energética e possuem 2,23 vezes mais energia quando
comparados aos carboidratos. Além da função energética, eles são importantes na
composição da membrana plasmática das células, na absorção e transporte de
vitaminas lipossolúveis, na produção de hormônios sexuais, entre outras funções.
Eles podem ser sólidos ou líquidos à temperatura ambiente, de acordo com a sua
origem:
Lipídios sólidos – gorduras – origem animal.
Lipídios líquidos – óleos – origem vegetal.
ÁCIDOS GRAXOS
Os óleos e gorduras são constituídos por moléculas de ácido graxo. Os ácidos
graxos são compostos por uma longa cadeia carbônica que pode ser classificada
como saturada ou insaturada. Ácidos graxos saturados são formados por duplas
ligações, e a molécula sofre uma curvatura. Já os ácidos graxos insaturados são
formados por ligações simples e a sua estrutura é linear.
Gorduras saturadas estão relacionadas ao aumento no nível de colesterol no
sangue e gorduras insaturadas estão relacionadas à diminuição, inclusive do
colesterol ruim. Isso ocorre devido ao processo de empacotamento que essas
cadeias sofrem. As cadeias insaturadas não sofrem esse processo devido às duplas
ligações presentes na estrutura.
GLICERÍDEOS
Os glicerídeos são moléculas lipídicas formadas pelo glicerol (molécula que
possui a função de álcool), associado a moléculas de ácidos graxos. Os glicerídeos
mais estudados são os triglicerídeos, formados por uma molécula de glicerol
associada a três moléculas de ácidos graxos. Você já ouviu falar sobre a
hipertrigliceridemia? É uma alteração metabólica que leva ao aumento dos
triglicérides sanguíneos e predispõe a doenças cardiovasculares.
REFLITA
O aumento do consumo desequilibrado de alimentos ricos em sódio, açúcar
refinado e gorduras saturadas, pode contribuir para as doenças metabólicas, como
hipertensão arterial sistêmica (HAS), diabetes mellitus tipo II e obesidade,
respectivamente. Com a correria do mundo moderno, já parou para pensar em
como anda a alimentação da população brasileira?
CERAS
As ceras são moléculas constituídas por um álcool (não glicerol) unidas por
uma ou mais moléculas de ácidos graxos. São responsáveis pela formação do
cerúmen, que conhecemos como “cera de ouvido”, que protege o conduto auditivo
da entrada de microrganismos. Também estão presentes nas plantas, impedindo a
perda excessiva de água.
ESTERÓIDES
Certamente você já ouviu falar do tal colesterol não é mesmo? Será que ele
é vilão ou mocinho? Vamos apresentar primeiro o que são os esteróides.
Esteróides são moléculas lipídicas formadas por quatro anéis de carbono.
São exemplos de esteróides:
- Colesterol.
- Hormônios sexuais, tais como: estrógeno, progesterona e testosterona.
- Hormônios das suprarrenais, tais como: aldosterona e cortisol.
O colesterol está presente nas membranas plasmáticas das células, é o
precursor dos hormônios sexuais e da glândula suprarrenal e também auxilia na
emulsificação da gordura através dos sais biliares. Ele é produzido no fígado e
transportado no sangue na forma de LDL (lipoproteína de baixa densidade),
também conhecido como “colesterol ruim”. O colesterol também serve de base
para a produção do HDL (lipoproteína de alta densidade). Essa molécula é
conhecida por limpar o sangue e transportar o colesterol presente na corrente
sanguínea até o fígado, por isso é conhecida como “colesterol bom”. Quando o LDL
está em excesso e o HDL abaixo, o LDL sofre um processo de oxidação e começa a
se depositar nas paredes dos vasos sanguíneos, causando a aterosclerose. A
obstrução do calibre do vaso sanguíneo ocasionado pela aterosclerose pode levar
ao IAM (infarto agudo do miocárdio) e ao AVC (acidente vascular cerebral). Por
isso, é muito importante que o consumo de alimentos ricos em gorduras seja
moderado, pois o colesterol é o “mocinho” quando em quantidades normais, mas
pode se tornar indesejado quando em excesso.
FOSFOLIPÍDIOS
Os fosfolipídios são moléculas formadas por uma região polar e duas
ramificações apolares. Possuem uma cabeça hidrofílica voltada para o meio
externo da célula, por isso é polar, e uma cauda hidrofóbica, que se volta para
dentro da célula, apolar. Na membrana plasmática, essa característica é conhecida
como anfipática e permite a seletividade do que entra ou sai da célula.
Tanto os carboidratos como os lipídeos são extremamente importantes para
a saúde e o metabolismo em geral, não é mesmo? Entretanto, o excesso desses
macronutrientes podem levar a problemas sérios de saúde, como o diabetes
mellitus - quando o excesso é de carboidratos - e a obesidade - quando o excesso é
de gorduras (dislipidemia) no sangue. Por isso é necessário um equilíbrio desses
nutrientes nos alimentos que consumimos.
A seguir, abordaremos outro macronutriente fundamental: as proteínas, cujo
nome significa: mais importante.
PROTEÍNAS
As proteínas são macromoléculas nas quais é expressa a informação
genética. São extremamente importantes para as células e constituem em torno de
50% ou mais do seu peso. As proteínas também são polímeros de aminoácidos
(unidades monoméricas) e na natureza encontramos 20 aminoácidos diferentes. Os
aminoácidos são formados quimicamente por um grupo amino, um grupo ácido
carboxílico, um hidrogênio e uma cadeia lateral ligada ao carbono central (Figura
1.8). Peptídeo é o nome dado a pequenas cadeias formadas por aminoácidos
diferentes e sequenciais. A união de duas moléculas de aminoácidos é realizada
através da desidratação (perda de uma molécula de água) promovida pela ligação
entre o grupo ácido carboxílico de um aminoácido e o grupo amino de outro
aminoácido. Essa ligação é chamada ligação peptídica, formando uma estrutura
dupla chamada dipeptídeo. Quando vários aminoácidos são adicionados a essa
cadeia, os chamamos polipeptídeos. E aproteína, propriamente dita, é formada
pela junção de mais de 100 unidades de aminoácidos.
SAIBA MAIS
Faremos uma analogia bastante simples sobre as proteínas para facilitar a
compreensão. Imagine-se cozinhando. Sabe aqueles livros de receitas que
usávamos antigamente, antes do advento da internet? Imagine que você está
fazendo um bolo de chocolate. Na receita você vai usar produtos diferentes: ovos,
farinha, achocolatado em pó, margarina, açúcar e fermento. Para a calda utilizará
leite condensado e achocolatado. Eis o seu bolo pronto: o livro de receitas é o
DNA, onde está contida toda a informação necessária para a produção da proteína,
que, na nossa analogia, é o bolo. Os ingredientes são os aminoácidos, parte
fundamental para a produção da proteína (bolo). O bolo pronto é a proteína em si.
Podemos adicionar uma calda nele? Sim. Lembra das modificações pós-traducionais
citadas anteriormente? Adição de carboidratos ou lipídeos associados à proteína.
Conseguiu compreender essa analogia? Toda informação necessária para a produção
das proteínas está contida no nosso DNA. Ele é transcrito em RNA e é traduzido em
proteína.
As proteínas apresentam diversas funções, desde atuar na estrutura, como
cumprir a função enzimática. O Quadro 1.4 ilustra a função de algumas das
proteínas.
As proteínas também são classificadas de acordo com a sua forma:
- Fibrosas
- Globulares
A grande maioria das proteínas são globulares e possuem funções dinâmicas
e solúveis em meio aquoso. Já as proteínas fibrosas possuem função estrutural e
são insolúveis em água. As proteínas também assumem uma conformação especial,
dividida em 4 níveis:
- Estrutura primária: formada pelo esqueleto de aminoácidos.
- Estrutura secundária: com a formação de pontes de hidrogênio, a cadeia
assume uma conformação em alfa-hélice (enrolada) ou folhas-beta
(esticada).
- Estrutura terciária: através das interações entre os aminoácidos a proteína
passa a assumir estruturas terciárias, tais como: pontes de hidrogênio,
pontes de enxofre, ligações iônicas, forças de Van der Waals e interações
hidrofóbicas.
- Estrutura quaternária: associação acima de duas cadeias polipeptídicas.
Alguns dos alimentos ricos em proteínas são: ovos, carnes, leite e queijo. A
seguir, veremos as alterações provocadas nos alimentos.
PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS E ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
Cerca de 85% dos alimentos consumidos no Brasil passam por algum tipo de
processamento industrial. Os hábitos alimentares na população brasileira mudaram
bastante e a correria do dia a dia tem levado ao aumento do consumo de alimentos
rápidos, os famosos fast foods. Imagino que você, aluno, na correria diária já
tenha vivenciado isso. Uma coxinha aqui, um biscoito recheado ali. Alimentos
práticos. Mas, você já se perguntou como é realizado o processamento deles? São
diversas etapas desde a chegada da matéria prima à indústria até o produto final
que chega ao consumidor. As proteínas também passam por processamento para
diferentes produtos industrializados. Entretanto, para que isso seja realizado, é
necessário amplo conhecimento das proteínas que se deseja utilizar. Nesse quesito,
é importante conhecer aspectos como:
Solubilidade → Estrutura química → Forças eletrostáticas → Interações
hidrofóbicas → pH → Propriedades interfaciais, entre outras.
As proteínas apresentam algumas propriedades durante o processamento dos
alimentos:
O escurecimento não enzimático é um processo que ocorre nos alimentos,
descrito inicialmente pelo bioquímico francês Louis Camille Maillard, que publicou
um estudo sobre o que ocorre durante o aquecimento dos alimentos. A reação de
Maillard (RM) ocorre quando os aminoácidos e os carboidratos reagem durante o
processamento térmico, e promovem uma sequência de reações que culminam no
escurecimento dos alimentos, dando-lhes sabor, odor característico e coloração
escura.
PESQUISE MAIS
Para saber mais sobre as reações de Maillard leia:
SHIBAO, J.; BASTOS, D. H. M. Produtos da reação de Maillard em alimentos:
implicações para a saúde. Revista de nutrição, Campinas, v. 24, 2011.
Chegamos ao final desta seção. Espero que você tenha conseguido assimilar
todo o conteúdo. Caso tenha alguma dúvida, você pode retomar a qualquer
momento. O que acha de realizarmos alguns exercícios para melhor fixação do
conteúdo? Vamos lá?
FAÇA A VALER A PENA
Questão 1
Os carboidratos, também conhecidos como hidratos de carbono, glicídios, amido
ou açúcar, são as biomoléculas mais abundantes da Terra e são indispensáveis para
o processo de obtenção de energia.
Com base em seus conhecimentos sobre os carboidratos, qual dos alimentos a
seguir pertence ao grupo dos dissacarídeos?
a. Glicose.
b. Frutose.
c. Galactose.
d. Maltose.
e. Celulose.
Questão 2
Além da função energética, os lipídios são importantes na composição da
membrana plasmática das células, absorção e transporte de vitaminas
lipossolúveis, produção de hormônios sexuais, entre outras funções. À temperatura
ambiente eles podem ser sólidos ou líquidos.
Observe as afirmativas a seguir sobre os lipídeos e julgue se verdadeiras (V) ou
falsas (F).
( ) Lipídios sólidos – gorduras – origem animal.
( ) Lipídios líquidos – gorduras – origem vegetal.
( ) Lipídios líquidos – óleos – origem vegetal.
( ) Lipídios líquidos – óleos – origem animal.
Assinale a alternativa que representa a sequência correta.
a. V - F - V - F.
b. F - V - F - V.
c. V - V - F - F.
d. F - F - V - V.
e. F - F - V - F.
Questão 3
As proteínas são macromoléculas nas quais é expressa a informação genética. São
extremamente importantes para as células e são formadas a partir da junção de
diversos aminoácidos, unidos através das ligações peptídicas. As interações entre
esses aminoácidos dão formato à estrutura da proteína.
Analise as afirmativas a seguir acerca das proteínas.
I - Para ser considerada uma proteína são necessários mais de 100 aminoácidos.
II - Cadeias menores de proteínas são chamadas polissacarídeos.
III - As pontes de hidrogênio, pontes de enxofre, ligações iônicas e forças de Van
der Waals estão presentes na estrutura terciária.
IV - Exemplos de proteínas são: ovos e leite.
Assinale a alternativa correta.
a. Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
b. Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas.
c. Apenas as afirmativas III e IV estão corretas.
d. Apenas as afirmativas I, III e IV estão corretas.
e. Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
REFERÊNCIAS
ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed,
2017.
BIANCHI, J. C. A.; ALBRECHT, C. H.; MAIA, J. D. Universo da química. 1. ed. São
Paulo: FTD, 2005.
FABI, J. P. Proteínas nos alimentos. Universidade de São Paulo. São Paulo, 2018.
LEHNINGER, A. L. Princípios de Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Sarvier, 1989.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto
Alegre: Artmed, 2014.
PINHEIRO, D. M; PORTO, K. R. A; MENEZES, M. E. S. A química dos alimentos:
carboidratos, lipídeos, proteínas, vitaminas e minerais. Maceió: UFAL, 2005.
SHIBAO, J.; BASTOS, D. H. M. Produtos da reação de Maillard em alimentos:
implicações para a saúde. Revista de nutrição, Campinas, v. 24, 2011.
FOCO NO MERCADO DE TRABALHO
MACRONUTRIENTES DOS ALIMENTOS
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
SEM MEDO DE ERRAR
Vamos retomar alguns conceitos importantes para resolução deste
problema? O índice de massa corporal é um parâmetro importante para avaliar a
quantidade de massa de um corpo, porém, nem sempre ele sozinho traz valores
fidedignos, uma vez que uma pessoa com grande quantidade de massa magra, um
atleta por exemplo, pode ter o IMC acima do limite, porém sem excesso de
gordura. Contudo, associado a outros dados, o IMC é bastante utilizado. Nesse
caso, além do IMC alto, o paciente também apresenta alterações no perfil lipídico,
que é chamado dislipidemia. Se o aumento for no colesterol, chamamos de
hipercolesterolemia, se for nostriglicérides, hipertrigliceridemia. Essas alterações
causadas pelo excesso de gorduras na corrente sanguínea predispõem a doenças
cardiovasculares, com risco acentuado para infarto agudo do miocárdio (IAM)
ocasionado por uma placa de ateroma. Se esse acúmulo de gordura ocorrer nas
veias e artérias cerebrais, o risco é de um acidente vascular cerebral (AVC).
AVANÇANDO NA PRÁTICA
MACRONUTRIENTES PARA PACIENTES COM DISLIPIDEMIAS
Você trabalha em uma fábrica que produz alimentos dietéticos para um
determinado público com distúrbios metabólicos. Avaliando a situação-problema
anterior, se você fosse produzir um alimento para pacientes com dislipidemias,
quais elementos você pensaria em reduzir ou mesmo retirar da fórmula? Pensando
em um tratamento, quais alimentos deveriam compor a dieta desse paciente? Faça
uma pesquisa e, em seguida, liste no seu caderno alguns alimentos com baixo teor
de carboidratos, lipídeos e proteínas e os alimentos que têm esses componentes
em excesso, assim será mais fácil resolver esta SP.
Pacientes com alterações metabólicas precisam ser acompanhados por
profissionais médicos e nutricionistas, a fim de não agravar o quadro. Em
princípio, um paciente que tem dislipidemia precisa consumir alimentos pobres
em gorduras saturadas, colesterol e gorduras trans, sendo essas algumas opções
na hora de criar seu subproduto alimentício. Porém, não é só a gordura: a
redução de carboidratos também é muito importante nesses casos. Se o
paciente deixa de comer gordura e aumenta o seu consumo por produtos com
alto teor de açúcares, ele acabará desenvolvendo outra doença: o diabetes
mellitus. Além disso, se o paciente diminui o consumo de carboidratos, o corpo
entende que precisa utilizar a gordura como fonte de energia, o que ajudará na
perda de peso. Por isso, é essencial que esse paciente siga uma dieta rica em
fibras e com baixas concentrações de carboidratos e lipídeos, com verduras e
legumes. O consumo de frutas deve ser controlado, na porção diária necessária,
já que também apresentam a frutose, um monossacarídeo, que pode aumentar
os níveis de carboidratos. As frituras e carnes gordas, assim como os doces,
devem ser excluídos do cardápio e as práticas de atividades físicas podem
acelerar o processo de emagrecimento.
NÃO PODE FALTAR
MICRONUTRIENTES DOS ALIMENTOS E ADITIVOS ALIMENTARES
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
PRATICAR PARA APRENDER
Caro aluno, na seção anterior aprendemos sobre os macronutrientes, suas
funções e o quanto são indispensáveis. Os micronutrientes, ou seja, os minerais e
as vitaminas, são elementos químicos igualmente importantes, no entanto
necessitamos deles em menor quantidade. Uma característica peculiar em ambos é
que não são sintetizados pelo organismo, mas necessitamos ingeri-los através da
dieta para mantermos em dia nossas funções biológicas. O que são os minerais?
Como eles agem no organismo? Essas e outras dúvidas sanaremos nesta seção.
Micronutrientes são elementos nutricionais que necessitamos em menor
quantidade para nosso metabolismo. As vitaminas, assim como os minerais, não são
sintetizadas pelo organismo, por isso necessitamos ingeri-las através da dieta, a
fim de que todas as funções orgânicas não sejam afetadas. Os estudos desta
unidade permitem preparar o aluno para o mercado de trabalho no ramo
alimentício e também laboratorial. Dessa forma, para auxiliar no processo de
conhecimento será apresentada uma situação hipotética que visa aproximar os
conteúdos teóricos da prática. Paciente M.M.D, 25 anos, sexo feminino, deu
entrada no pronto socorro local apresentando tonturas, fraqueza, perda de
apetite, falta de ar e palidez. O médico plantonista solicitou alguns exames de
sangue que revelaram: Hemograma com algumas alterações (VCM aumentado),
dosagem de vitamina B12 baixa e dosagem de ferro, ferritina e capacidade de
ligação ao ferro - normais. Suponhamos que, nesse dia, você seja o profissional de
plantão realizando os exames. Os resultados apresentados, bem como os sintomas
da paciente, o induzem a qual conclusão diagnóstica? Pensando na reposição dessas
vitaminas, quais seriam os alimentos recomendados a que essa paciente ingerisse?
Para ajudá-lo a resolver essa situação, em cada seção desta unidade você
aprenderá sobre os principais assuntos envolvendo os micronutrientes.
Esse conteúdo vai o ajudar a compreender melhor sobre as vitaminas e os
minerais. Parabéns por ter chegado até aqui. Vamos em frente!
CONCEITO-CHAVE
MINERAIS
Os minerais são substâncias inorgânicas formadas por íons. Podem ser
encontrados na água mineral, bem como em frutas, cereais, verduras, leite, entre
outros. Esses elementos podem ser separados em dois grupos de acordo com a
necessidade diária: macroelementos (quantidades grandes) e microelementos
(quantidades menores):
Macroelementos: cálcio, magnésio, sódio, potássio, fósforo, enxofre e cloro são
exemplos de macroelementos que requerem grandes quantidades diárias.
Necessitamos em torno de gramas/dia.
Microelementos: ferro, iodo, zinco e cobre, são exemplos de microelementos que,
em geral, funcionam como grupo prostético ou cofatores de enzimas, e são
requeridos em menor quantidade, em torno de miligramas ou microgramas/dia.
Os minerais são reguladores do metabolismo celular e podem agir de
maneiras diferentes. O cálcio (Ca2+), por exemplo, é um mineral que faz parte da
composição estrutural dos ossos e dentes e também está envolvido no processo de
coagulação. O ferro (Fe2+) é um componente do grupo heme da hemoglobina e faz
parte do grupo prostético das enzimas: catalase e citocromo oxidase.
ASSIMILE
O grupo prostético é um elemento não-proteico ligado à cadeia
polipeptídica. Esse grupo é importante para o funcionamento da proteína.
O iodo é importante na estrutura dos hormônios tireoidianos. O cobalto é
componente da vitamina B12, e por aí vai. O quadro a seguir mostra os principais
minerais, função e fonte onde são encontrados:
EXEMPLIFICANDO
Os minerais também são muito importantes para os atletas. É comum
durante as atividades físicas haver perda de água e eletrólitos, como sódio, cloreto
e potássio, através do suor. Dessa forma, podem aparecer inclusive algumas
cãibras. Por isso, a reposição desses elementos durante os treinos é de suma
importância.
O consumo equilibrado dos minerais, advindo de fontes como produtos
vegetais e animais, normalmente supre as necessidades diárias. No entanto, o
excesso de algum deles pode acarretar má absorção de outros, já que a
biodisponibilidade dos minerais depende da interferência de fatores diretos e
indiretos. A interferência direta está ligada ao metabolismo intestinal desse
mineral e aos fenômenos competitivos que ocorrem durante esse processo. Já a
interferência indireta ocorre justamente quando um mineral em carência interfere
no metabolismo do outro, gerando prejuízo da função desse outro elemento. Por
exemplo, o excesso de cálcio diminui a absorção de ferro, fósforo e zinco. Assim
como o excesso de ferro afeta a absorção do zinco e o excesso de zinco, afeta a
absorção do cobre. Então, cuidado! O equilíbrio desses elementos é essencial para
manter a homeostasia do organismo. Tanto os excessos quanto as ausências são
muito prejudiciais e podem levar ao acometimento de doenças, como é o caso da
anemia ferropriva, ou osteoporose, quando a deficiência é por cálcio, entre outras.
Agora que você compreendeu sobre os minerais, abordaremos as vitaminas e suas
funções.
ASSIMILE
Anemia ferropriva é o tipo de anemia causada pela deficiência de ferro.
VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS E HIDROSSOLÚVEIS
Outro composto essencial para o nosso organismo são as vitaminas. Assim
como os minerais, o corpo também não sintetiza vitaminas, por isso precisamos
ingeri-las através da dieta. As vitaminas são divididas em dois grupos: os compostos
solúveis em água – hidrossolúveis -, e aqueles solúveis em solventes orgânicos
apolares – as lipossolúveis. Certamente você já ouviufalar sobre a importância das
vitaminas, certo? A seguir, descreveremos o papel de cada uma delas no
organismo.
VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS – A, D, E, K
Vitamina A: participa no processo de adaptação da visão noturna.
Vitamina D: participa do metabolismo do cálcio e do fósforo – importante
para a formação dos ossos e dentes.
Vitamina E: retarda os efeitos do envelhecimento, antioxidante.
Vitamina K: participa dos processos de coagulação sanguínea.
VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS – VITAMINAS DO COMPLEXO B E VITAMINA C
Vitamina B1: participa do metabolismo dos carboidratos.
Vitamina B2: necessário para manter a pele e as mucosas saudáveis.
Vitamina B3: participa do metabolismo do colesterol.
Vitamina B5: participa da produção de imunoglobulinas, mantém a pele e as
mucosas saudáveis.
Vitamina B6: participa no processo de formação das hemácias.
Vitamina B9: participa da formação das hemácias.
Vitamina B12: participa da formação das hemácias.
Vitamina C: aumenta a resistência imunológica contra infecções,
antioxidante.
O quadro a seguir exemplifica as principais vitaminas, bem como a fonte em que
são encontradas e as disfunções relacionadas à carência dessas vitaminas.
EFEITO DO PROCESSAMENTO NO TEOR MINERAL E VITAMÍNICO DOS ALIMENTOS
A praticidade encontrada nos alimentos prontos para consumo tem atraído
cada vez mais pessoas a esse hábito: substituição de alimentos frescos por
industrializados. Você, aluno, certamente já vivenciou isso. O que não paramos
para pensar é que diversos processamentos estão por trás desses alimentos
impactando na nossa saúde. Embora o processamento seja fundamental para
aumentar o tempo de prateleira, ele pode reduzir significativamente o valor
nutricional dos alimentos. Alguns fatores podem influenciar a degradação das
vitaminas, como: pH, temperatura, umidade e atividade de água. Alguns
tratamentos térmicos são utilizados e visam inativar as enzimas responsáveis pela
deterioração dos alimentos, como: branqueamento, pasteurização e esterilização.
A destruição das vitaminas depende do tempo de processamento térmico a que
esse alimento é submetido. Estudos apontam que o cozimento do espinafre a 100
ºC por 3 minutos é suficiente para que haja uma perda de 33% no teor vitamínico.
No suco de abacaxi pasteurizado, os estudos mostram uma redução de 28 a 46% no
teor de vitamina C e, durante a esterilização da carne de porco, foi observada
também uma redução de 66 a 70% de vitamina B12. Esses dados são muito
importantes no que diz respeito aos efeitos do processamento na
biodisponibilidade dos alimentos. Uma alternativa que muitas empresas vêm
adotando é a suplementação de alguns subprodutos para compensar as perdas
durante as fases de processamento, como o caso de suplementar com ferro, cálcio
e vitaminas diversos produtos alimentícios, entre eles o leite integral.
PESQUISE MAIS
Para saber mais sobre perdas vitamínicas, leia:
SUCUPIRA, N. R. et al. Perdas Vitamínicas Durante o Tratamento Térmico de
Alimentos. Ceará: UNOPAR, 2012.
Boa parte dos alimentos industrializados são ricos em sódio. O cloreto de
sódio ou sal de cozinha é utilizado há bastante tempo com o objetivo de conservar
os alimentos. Entretanto, o excesso desse mineral pode levar à hipertensão arterial
sistêmica (HAS), conhecida como “pressão alta”, que eleva o risco de infartos e
derrames, devido ao fato de o sódio atrair água e promover o aumento da pressão
sanguínea. Você já ouviu a frase: “coloca sal embaixo da língua que aumenta a
pressão”? É a mais pura verdade.
Como dito anteriormente, esses processamentos a que os alimentos são
submetidos têm o objetivo de aumentar a vida de prateleira dos alimentos
eliminando os riscos de deterioração. No entanto, outros métodos de conservação
também são utilizados. A seguir, abordaremos sobre os aditivos alimentares e os
impactos para a saúde.
ADITIVOS ALIMENTARES
Segundo o Ministério da saúde (MS), aditivos alimentares são ingredientes
adicionados ao alimento com o objetivo de promover alterações químicas, físicas,
biológicas ou sensoriais, gerando mais segurança microbiológica, melhora
tecnológica ou no aspecto sensorial, maior prazo de validade, entre outras
vantagens. A agência nacional de vigilância sanitária (ANVISA) é o órgão
responsável pela aprovação dos aditivos e estabelece os limites de utilização para
cada um. Ela também estabelece os códigos INS (International Numbering System),
que é o sistema internacional de numeração de aditivos alimentares. Vamos
aprender sobre os aditivos mais utilizados e qual a função deles quando
adicionados ao alimento.
Conservantes: têm o objetivo de impedir ou retardar o crescimento de
microrganismos ou ação enzimática que vise deteriorar os alimentos.
Estabilizantes: como o próprio nome diz, visa estabilizar soluções e emulsões.
Aromatizantes: são utilizados para realçar o sabor e o aroma dos alimentos.
Acidulantes: são utilizados para acidificar o alimento, alterando o pH e
aumentando o sabor ácido (azedo).
Corantes: são aditivos que possuem o objetivo de alterar a cor do alimento.
Antioxidantes: têm o objetivo de retardar a oxidação das células, inclusive as
células microbianas, sendo adicionados para conservar o alimento.
Antiumectantes: são substâncias que reduzem a absorção da umidade pelo
alimento.
Umectantes: são substâncias que reduzem a perda de umidade do alimento.
Edulcorantes: são substâncias com capacidade de adoçar o alimento.
Saborizantes: são aditivos utilizados para dar ou melhorar o sabor dos alimentos.
Espessantes: são substâncias com capacidade de aumentar a viscosidade dos
alimentos.
Emulsificantes: são importantes para promover a mistura de substâncias que não
se misturam, como, por exemplo: água e óleo.
O Quadro 1.8 apresenta alguns exemplos dos aditivos utilizados.
REFLITA
Muitos aditivos são utilizados na indústria alimentícia. Você já se perguntou
quantos aditivos você ingere por dia com a sua dieta? Investigue. Faça uma relação
dos alimentos industrializados que você possui o hábito de consumir e pesquise os
aditivos utilizados, bem como os efeitos na saúde. Tenho certeza que você
repensará sua alimentação.
Nos últimos anos, diversos estudos mostraram as reações adversas
associadas aos aditivos que vão desde alergias e alterações comportamentais a
efeitos carcinogênicos. A maior preocupação é com a saúde infantil, já que são as
crianças as mais susceptíveis a essas reações. É muito comum que crianças que
começam a consumir alimentos diferentes apresentem algum tipo de alergia
alimentar. Vale ressaltar que os aditivos assumem um papel fundamental na
produção e conservação de alimentos, no entanto é fundamental que haja maior
preocupação quanto aos riscos toxicológicos da ingestão diária dessas substâncias.
Chegamos ao final desta seção. Espero que você tenha conseguido assimilar
todo o conteúdo. Caso tenha alguma dúvida, você pode retomar a qualquer
momento.
FAÇA VALER A PENA
Questão 1
Os minerais são substâncias inorgânicas formadas por íons. Podem ser encontrados
na água mineral, bem como em frutas, cereais, verduras, leite, entre outros. Esses
elementos podem ser agrupados em dois grupos de acordo com a necessidade
diária: macroelementos (quantidades grandes) e microelementos (quantidades
menores).
Sobre os minerais, assinale a alternativa correta.
a. O cálcio é um exemplo de macroelemento.
Os macroelementos: cálcio, magnésio, sódio, potássio, fósforo, enxofre e cloro,
são requeridos em grandes quantidades diárias. São exemplos de
microelementos: Ferro, iodo, zinco e cobre, são exemplos de microelementos
requeridos em menor quantidade.
b. O ferro é um exemplo de macroelemento.
c. O sódio é um exemplo de microelemento.
d. O zinco é um exemplo de macroelemento.
e. O sódio é uma vitamina.
Questão 2
Assim como os minerais, o corpo também não sintetiza vitaminas por isso
precisamos ingeri-las através da dieta. As vitaminas são divididas em dois grupos:
os compostos solúveisem água (hidrossolúveis) e aqueles solúveis em solventes
orgânicos apolares (lipossolúveis).
Observe as afirmativas a seguir sobre a água e julgue se verdadeiras (V) ou falsas
(F).
( ) Somente as vitaminas A, B12, C e K fazem parte das vitaminas hidrossolúveis.
( ) As vitaminas do complexo B fazem parte das hidrossolúveis.
( ) A vitamina C é lipossolúvel.
( ) As vitaminas A, E, D e K são lipossolúveis.
Assinale a sequência correta.
a. F - V - V - V.
b. F - V - F - V.
c. V - F - V - F.
d. V - V - F - F.
e. F - F - V - V.
Questão 3
Segundo o Ministério da saúde (MS), aditivos alimentares são ingredientes
adicionados aos alimentos com o objetivo de promover alterações químicas,
físicas, biológicas ou sensoriais, gerando mais segurança microbiológica, melhora
tecnológica ou no aspecto sensorial, e maior prazo de validade.
Sobre os aditivos, assinale qual alternativa refere-se a uma substância com
capacidade de adoçar o alimento.
a. Conservantes.
b. Espessantes.
c. Edulcorantes.
d. Antiumectantes.
e. Saborizantes.
REFERÊNCIAS
ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed,
2017.
ANVISA. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Aditivos alimentares. Disponível
em: https://bit.ly/33tELhn. Acesso em: 10 mai. 2021
BIANCHI, J. C. A.; ALBRECHT, C. H.; MAIA, J. D. Universo da química. 1. ed. São
Paulo: FTD, 2005.
LEHNINGER, A. L. Princípios de Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Sarvier, 1989.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto
Alegre: Artmed, 2014.
PINHEIRO, D. M; PORTO, K. R. A; MENEZES, M. E. S. A química dos alimentos:
carboidratos, lipídeos, proteínas, vitaminas e minerais. Maceió: UFAL, 2005.
POLÔNIO, M. L. T.; PERES, F. Consumo de aditivos alimentares e efeitos à saúde:
desafios para a saúde pública brasileira. Cad. Saúde Pública [online], Rio de
Janeiro, v. 25, n. 8, pp 1653-1666, 2009.
SUCUPIRA, N. R. et al. Perdas vitamínicas durante o tratamento térmico de
alimentos. Ceará, UNOPAR, 2012.
FOCO NO MERCADO DE TRABALHO
MICRONUTRIENTES DOS ALIMENTOS E ADITIVOS ALIMENTARES
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
SEM MEDO DE ERRAR
Para resolver esta situação problema (SP), é importante relembrar alguns
conceitos sobre as vitaminas. Sabemos que elas são fundamentais para o bom
funcionamento do organismo. A ausência de algumas vitaminas desencadeia
diferentes impactos na saúde. A SP proposta mostra uma paciente que apresenta
sintomas clássicos de anemia: tonturas, fraqueza, perda de apetite, falta de ar e
palidez. Quando comparamos os sintomas com os exames realizados, percebemos
que as alterações apresentadas corroboram, especialmente nas alterações do
hemograma e na deficiência de vitamina B12, validada no exame de sangue. A
anemia megaloblástica é a causa mais provável para essa SP, uma vez que a
deficiência de vitamina B12 está relacionada a esse tipo de anemia. Além da
suplementação dessa vitamina, a paciente pode repor esse déficit através de
alimentos como carnes, ovos e laticínios, que são ricos em vitamina B12.
AVANÇANDO NA PRÁTICA
ANALISANDO O TEOR DE MINERAIS DOS ALIMENTOS
Vamos supor agora que você trabalha em uma indústria de alimentos. Os
métodos de conservação usuais não têm resolvido o problema da vida de prateleira
de alguns alimentos, que tem se reduzido drasticamente. Você submete os
alimentos a uma análise do teor de minerais e descobre que, mesmo com as
concentrações altas de conservantes, eles ainda estão susceptíveis à
contaminação. Pensando em todos os aditivos utilizados na indústria de alimentos,
qual seria a outra classe que poderia ser adicionada na tentativa de exercer uma
atividade sobre os microrganismos e aumentar a conservação desses alimentos?
O ácido ascórbico (vitamina C) é um antioxidante que, entre outras
funções, pode ser utilizado para inibir o crescimento de microrganismos. Eles
podem ser adicionados aos alimentos e, juntamente com os conservantes,
aumentar o tempo de prateleira dos alimentos.
NÃO PODE FALTAR
ÁGUA EM ALIMENTOS
Raquel Allen Garcia Barbeto Siqueira
PRATICAR PARA APRENDER
Caro aluno, conforme já discutimos anteriormente, a água é extremamente
importante para os processos biológicos. Do ponto de vista dos alimentos, a água
pode estar disposta de duas maneiras: água livre e a água ligada. A água livre,
como o próprio nome diz, está disponível, ou seja, está pouco ligada aos outros
componentes do alimento, e poderá servir como meio de crescimento para
microrganismos, levando à deterioração dos alimentos. A água ligada está ligada a
outros componentes dos alimentos, por isso a chance de contaminação por meio de
reações bioquímicas é reduzida. Diante disso, é importante a análise laboratorial
da quantidade de água total do alimento (umidade) e o teor de água livre
(atividade de água). Nesta seção, apresentaremos as formas de mensurar a
química dos alimentos através das análises práticas em laboratório.
Os estudos desta unidade permitem prepará-lo para o mercado de trabalho
no ramo alimentício. Dessa forma, serão apresentadas: a determinação da umidade
em alimentos, avaliação da atividade de água, determinação de isotermas e
análise de água para abastecimento. Por fim, poderemos aplicar o conhecimento
adquirido no estudo em situações próximas da realidade profissional. Para auxiliar
no processo de conhecimento, será apresentada uma situação hipotética que visa
aproximar os conteúdos teóricos à prática. Uma fábrica de produtos alimentícios
de São Paulo recebeu a visita da vigilância sanitária para auditoria anual, como de
praxe. No entanto, dessa vez, foi diferente. Ao adentrar nos ambientes da
empresa, os fiscais notaram que o local onde o alimento era preparado e
armazenado estava com aumento de umidade. A empresa foi notificada a adequar
aos padrões sanitários em até 30 dias, ou teria que pagar uma multa e, ainda,
corria o risco de ter de encerrar suas atividades. No entanto, após o ocorrido, o
diretor da empresa, preocupado com a situação, determinou que todo o ambiente
fosse analisado. Para tal análise, os profissionais biomédicos e farmacêuticos do
setor foram incumbidos de realizar testes nos alimentos, e o chefe de manutenção
foi acionado, a fim de determinar quais os fatores que levaram ao aumento de
umidade do ambiente. Suponha que você tenha sido um desses profissionais que
fizeram essas análises. Você e os demais profissionais da equipe, notaram que o ar
condicionado estava vazando água, gotejando e deixando a parede completamente
molhada. Além disso, os testes realizados nos alimentos identificaram aumento da
atividade de água em 70% deles. Você deverá apresentar ao seu diretor quais
fatores poderiam ter ocasionado esse problema. O que você comporá em seu
relatório?
Para ajudá-lo a resolver essa situação, em cada seção desta unidade, você
aprenderá sobre os principais assuntos envolvendo a química dos alimentos.
Esse conteúdo vai o ajudar em diferentes análises alimentares. Parabéns
pelo excelente passo que você está dando, continue se esforçando e seja um
profissional diferenciado.
CONCEITO-CHAVE
DETERMINAÇÃO DE UMIDADE EM ALIMENTOS
Quando falamos em umidade, qual é a primeira coisa que lhe vem à cabeça?
Pensamos logo no nosso banheiro, ou algumas paredes que sempre retêm umidade.
Já percebeu que o excesso de umidade, em alguns casos, predispõe o crescimento
de bolores e outros microrganismos? Será que isso ocorre nos alimentos? Vamos
tratar da influência da umidade nos alimentos, a importância e os métodos de
detecção e quantificação. Vamos lá?
A umidade é um fator extrínseco relativo ao ambiente em que o alimento se
encontra. A determinação da umidade do alimento é uma das primeiras análises a
ser realizada, e a forma de obter esse valor é através do método de perda por
dessecação a 105ºC, em estufa. Para essa técnica, é necessário pesar de 2 a 10
gramas de amostra pulverizada, que pode ser realizada com pistilo e graal. Em
seguida, o preparadodeve ser deixado na estufa por 3 horas. Por fim, é retirado da
estufa, resfriado em dessecador e pesado.
ASSIMILE
Pulverizar é quando a amostra é macerada e reduzida a pó. Utilizamos esse
método para diversos materiais sólidos, como, por exemplo, os biscoitos.
EXEMPLIFICANDO
Como exemplo de produto pulverizado, podemos citar o biscoito de maisena
que, ao ser macerado e preparado para a análise, é reduzido a pó (pulverizado).
É importante repetir essas etapas de aquecimento e resfriamento até o peso
se apresentar constante, sempre anotando os resultados obtidos. Em seguida,
deve-se aplicar o valor à fórmula.
Pi = Peso inicial da amostra (g)
Pf = Peso final da amostra (g)
Esse tipo de análise é bastante prático, fácil de implantar e de baixo custo.
Dessa maneira, não exige muitos equipamentos e a análise, em si, é tranquila.
Porém, quando submetemos o alimento a esse tipo de análise, é importante que
você compreenda que podem surgir algumas variáveis.
O quadro a seguir, ilustra algumas variáveis dessa técnica que podem afetar os
resultados. Uma forma de contornar o problema é a utilização de técnicas com
temperatura mais baixa e vácuo, possibilitando resultados mais fidedignos.
Vale ressaltar que o recipiente com a amostra, também chamado cápsula,
deve ser medido antes e anotado seu peso para, posteriormente descontar, do peso
final.
DETERMINAÇÃO DA ATIVIDADE DE ÁGUA
A atividade de água (aw) é um parâmetro que avalia a quantidade de água
livre no alimento. Essa aw pode sofrer reações, especialmente quando causadas
por microrganismos, já que quanto maior a atividade de água, mais perecível e
suscetível à contaminação esse alimento está. A atividade de água pode ser
verificada com a seguinte fórmula:
aw = Atividade de água
P = Pressão de vapor da amostra
Po = Pressão de vapor de água pura
A água pura, sem nenhum tipo de soluto adicionado, possui um valor
máximo de 1,0. Sendo assim, a atividade de água dos alimentos será sempre
abaixo de 1,0, uma vez que todos os alimentos possuem solutos na composição.
Alimentos com atividade de água inferior a 0,6 são considerados
microbiologicamente seguros.
SAIBA MAIS
Para saber mais sobre os alimentos e os seus respectivos valores de atividade de
água, veja a Tabela 1.2, da Unidade 1 Seção 1 deste livro.
É importante que seja mensurada a temperatura durante a análise, pois ela
modifica a aw. Quanto maior a temperatura, maior a aw do alimento. Para
determinarmos a atividade de água, podemos utilizar um medidor, conforme a
Figura 2.2.
A aw é medida por métodos indiretos, já que não há nenhum equipamento
que consegue mensurar de forma direta. A atividade de água é medida quando a
água da amostra equilibra-se com a água na fase de vapor de uma câmara de
leitura. Dois tipos diferentes de instrumentos para essa medição estão disponíveis
no mercado: o primeiro utiliza tecnologia de ponto de orvalho por espelho
resfriado e o segundo, sensores por resistência elétrica ou capacitância.
ISOTERMAS
A quantidade de água nos alimentos varia de acordo com o equilíbrio
higroscópico desenvolvido entre as pressões de vapores de água interna ao
alimento e do ambiente em que ele se encontra. Esse equilíbrio manifesta-se
através das curvas conhecidas como isotermas ou curvas dessorção. À medida que
o alimento entra em contato com a umidade, ele pode ganhar ou perder água. As
isotermas podem ser de dois tipos:
• Isotermas de adsorção – quando o alimento ganha água.
• Isotermas de dessorção – quando o alimento perde água.
Dentre as alterações provocadas pelo teor de água, podemos incluir:
crescimento microbiano, atividade enzimática, escurecimento não-enzimático,
oxidação de lipídeos, crescimento de fungos e leveduras e alterações físicas. A
imagem a seguir ilustra o aumento dessas reações frente ao aumento de atividade
de água nos alimentos.
As isotermas são obtidas através de dois métodos:
• Medida de pressão parcial de vapor de água ou da umidade relativa de
equilíbrio da amostra.
• Medida do teor de umidade de amostra em equilíbrio com a umidade
relativa do sistema.
O primeiro método exige medidores de atividade de água, já para o segundo
é necessária apenas uma balança analítica e que haja o controle da umidade
relativa (UR) no ambiente. Esse procedimento também é conhecido como método
dos dessecadores, e consiste em quantificar gravimetricamente a variação que
ocorre no peso da amostra, após o equilíbrio com o microambiente que a envolve.
Esse microambiente poderá ser criado, utilizando-se dessecadores, ou outro
recipiente de fácil manuseio, contendo soluções saturadas de sal, ácido sulfúrico
ou glicerol. Cada solução apresenta um grau de ajuste de UR que pode ser obtido
variando as concentrações e temperaturas.
Os alimentos utilizados para análises devem ser preparados através de
coleta por amostragem. Na obtenção de isotermas de adsorção, os alimentos
deverão ser desidratados em temperaturas não muito altas, a fim de evitar
alterações. Para isotermas de dessorção típicos de alimentos perecíveis, a amostra
deverá ser hidratada antes de ser exposta às soluções saturadas. Para
quantificação das isotermas, existem algumas equações empíricas que
correlacionam os dados experimentais das isotermas de sorção de materiais
biológicos. Na tabela a seguir, encontram-se os modelos de isotermas.
ANÁLISE DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO
Outro método que analisamos é a água para abastecimento. A qualidade da
água está fortemente relacionada à segurança alimentar, por isso a água também
passa por rigorosos processos analíticos a fim de manter o padrão de qualidade. A
seguir, os parâmetros analisados:
• Análise microbiológica – a água potável não deve possuir microrganismos,
exceto a bactéria E. coli, que representa o grupo dos coliformes. No entanto, o
Ministério da Saúde estabelece que a contagem padrão não exceda 500 unidades
formadoras de colônia (UFC) por 1 ml de amostra. A presença desses
microrganismos pode indicar uma contaminação fecal, por fezes de humanos ou
animais, ou ainda, contaminação por esgoto.
• Análise físico-química – cor, turbidez, cloro, pH, odor e sabor.
A coleta do material para análise microbiológica deve ser feita por
profissional paramentado com os devidos EPIs. O recipiente em que será coletado
deverá estar identificado externamente, bem como deverá ser estéril na parte
interna. A amostra será encaminhada ao laboratório e deverá ser direcionada ao
setor de bacteriologia. Os testes de identificação serão realizados e os resultados
expressos em UFC/ml. A seguir, podemos observar um quadro com as principais
doenças transmitidas pela água contaminada.
REFLITA
Você já parou para pensar em quanto a contaminação da água pode afetar
sua saúde? E quanto à água utilizada para produção de alimentos? A contaminação
da água é um problema de saúde pública. Os métodos de descontaminação são
estratégias para levar água potável a toda a população. Qual a abrangência do
tratamento de água no Brasil?
Para as análises físico-químicas é verificado, entre outros parâmetros:
• Alcalinidade total - através da titulação com ácido sulfúrico.
• Gás carbônico livre - através da titulação com hidróxido de sódio.
• Cloretos - através da titulação com nitrato de prata.
• Dureza total – através da titulação com EDTA.
PESQUISE MAIS
Para conhecer o passo a passo de cada técnica envolvida nas análises
físico-químicas e microbiológicas dos alimentos, acesse o manual prático de análise
de água da FUNASA (Fundação Nacional de Saúde, 2006).
Chegamos ao final desta seção. Esperamos que você tenha conseguido
assimilar todo o conteúdo. Lembre-se que você pode voltar e revisá-lo a qualquer
momento.
FAÇA A VALER A PENA
Questão 1
A determinação da umidade é importante para garantirmos a segurança do
alimento. É um fator extrínseco, relacionado ao ambiente em que esse alimento se
encontra.
Para determinarmos a umidade, qual equipamento é utilizado?
a. Estufa.
Estufa é a resposta