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08/11/2014 1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA IFBA - CAMPUS BARREIRAS ENGENHARIA DE ALIMENTOS Reações químicas e propriedades físicas dos lipídeos Química de Alimentos I Prof.: MSc. Davi Fogaça Outubro de 2014 REAÇÕES QUÍMICAS 2 Reação de neutralização; Reação de saponificação; Reação de hidrogenação; Reação de interesterificação; Reação de halogenação; Lipólise ou rancidez hidorlítica; Rancidez oxidativa REAÇÕES QUÍMICAS 3 Reação de neutralização: Neutralização do grupamento carboxílico do ácido graxo, livre no meio, na presença de base forte (NaOH ou KOH). - A concentração de ácidos graxos livres [AGL] aumenta com o tempo indicando deterioração do produto. R – COOH + NaOH RCOO-Na+ + H2O REAÇÕES QUÍMICAS 4 Reação de neutralização: - Índice de neutralização: é o n° de miligramas de KOH ou NaOH necessários para neutralizar um gramas de ácido graxo. - Índice de acidez: é o n° de miligramas de KOH necessários para neutralizar os ácidos graxos livres presentes em uma grama de óleo ou gordura. REAÇÕES QUÍMICAS 5 Reação de saponificação: Reação de um éster com uma base para produzir um álcool e o sal alcalino de um ácido carboxílico. Fonte: http://quimicasemsegredos.com/reacao-de-Saponificacao.php REAÇÕES QUÍMICAS 6 Reação de saponificação: - Índice de saponificação: é o n° de miligramas (mg) de NaOH requerido para saponificar um grama de óleo ou gordura. - Equivalente de saponificação: é o n° de gramas (g) de gordura ou óleo saponificado por mol de KOH. “A reação de saponificação é a “desesterificação” do triacilglicerídeo, sob aquecimento e em meio alcalino.” 08/11/2014 2 REAÇÕES QUÍMICAS 7 Reação de hidrogenação: A adição de hidrogênio (H2) às duplas ligações dos ácidos graxos insaturados, livres ou combinados. Fonte: Melo Filho, A. B.; Vasconcelos, M. A. S. Química de alimentos. Recife: UFRPE, 2011. REAÇÕES QUÍMICAS 8 Reação de hidrogenação: - É de grande importância para indústria já que permite a conversão de óleos em gorduras adequadas para produção de margarinas e para aplicação em produtos de panificação. - Utilizada também para melhorar a consistência das gorduras, ou para reduzir sua sensibilidade à rancidez diminui o n° de insaturações e eleva o ponto de fusão (PF). - Formação de ácidos graxos trans. REAÇÕES QUÍMICAS 9 Reação de hidrogenação: 10 COMO PRODUZIR MARGARINAS LIVRES DE GORDURAS TRANS? REAÇÕES QUÍMICAS 11 Reação de interesterificação: Com o auxílio de catalisadores como Zn, Cd, seus compostos, ou compostos de metais alcalinos ou de metais de alcalinos terrosos, é possível mudar a composição de triglicerídeos. REAÇÕES QUÍMICAS 12 Reação de interesterificação: - Utilizado industrialmente para mudar a composição de triglicerídeos, como, por exemplo, para obtenção de gorduras hidrogenadas, com composição similar às de ocorrência natural em alimentos. 08/11/2014 3 REAÇÕES QUÍMICAS 13 Reação de halogenação: As duplas ligações presentes nos ácidos graxos insaturados reagem com halogênios (Cl, Br, I), para formar compostos de adição. REAÇÕES QUÍMICAS 14 Reação de halogenação: -Iodo (I2): menos reativo, por isso adicionado como IBr ou ICl. - Essa reação é uma reação de adição. Deve-se ter o cuidado de deixar a amostra no escuro, para que ocorra a reação de adição e não a de substituição. - Índice de iodo: n° de gramas de iodo que reage com 100 gramas de gordura indica o grau de insaturação dos ácidos graxos de uma gordura ou óleo; REAÇÕES QUÍMICAS 15 Lipólise ou rancidez hidrolítica: Hidrólise das ligações éster dos lipídeos, em consequência da ação enzimática (lipases e fosfolipases), aquecimento em meio aquoso ou ação química, ocorrendo liberação de ácidos graxos. Fonte: Melo Filho, A. B.; Vasconcelos, M. A. S. Química de alimentos. Recife: UFRPE, 2011. REAÇÕES QUÍMICAS 16 Lipólise ou rancidez hidrolítica: - Um das principais reações produzida durante a fritura dos produtos alimentícios. - Efeitos benéficos: maturação de queijos; iogurtes; pães; chocolates. - Efeitos maléficos: odor a ranço (manteiga, leite cru); aumento da acidez; alterações das propriedades funcionais; abaixamento do ponto de fumaça; favorecimento do processo de oxidação. REAÇÕES QUÍMICAS 17 Rancidez oxidativa: - Principal responsável pela deterioração de alimentos ricos em lipídeos, resultando em alterações indesejáveis de cor, sabor, aroma e consistência do alimento. - Compreende três fases: - Iniciação - Propagação - Terminação REAÇÕES QUÍMICAS 18 Rancidez oxidativa: Fonte: Ramalho, V. C; Jorge, N. Antioxidantes utilizados em óleos, gorduras e alimentos gordurosos. Quím. Nova. 29 (4). 2006. 08/11/2014 4 19 REAÇÕES QUÍMICAS 20 Rancidez oxidativa: - Índice de peróxido: medida do teor de oxigênio reativo, em termos de miliequivalentes de oxigênio por 1000 gramas de gordura. Indica o grau de oxidação da gordura. REAÇÕES QUÍMICAS 21 Rancidez oxidativa: Fatores que afetam a velocidade de oxidação - Ácidos graxos constituintes; - Ácidos graxos livres; - Concentração de O2; - Área de superfície; - Atividade de água: aw PM - > PF); - das ramificações (ác. Graxos lineares > PF que os ramificados); - do grau de insaturação de seus AGs constituintes (quanto > o grau de insaturação - o n° de C - > o PE. PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 28 Calor específico: - Variação térmica ao receber determinada quantidade de calor. - Fundamental em operações de processamento. - Cp (gordura líquida) = 2 Cp (gordura sólida). PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 29 Viscosidade e densidade: - A densidade fornece uma estimativa da razão sólido-líquido da gordura. - A viscosidade é maior quanto maior for o tamanho da cadeia de AG, diminuindo com o aumento da temperatura. - As gorduras são mais densas no estado sólido do que no estado líquido, mostram maior contração de volume durante a solidificação e maior expansão na fusão. PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 30 Polimorfismo: - Arranjos cristalinos diferentes: PF característicos de cada arranjo. - Formas mais conhecidas: α, β e β’. - Velocidade e temperatura de cristalização definem formas. - Defeito: fat bloom PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 08/11/2014 6 31 Polimorfismo: PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 32 Pontos de fumaça, faísca e combustão: medem a estabilidade térmica de um óleo ou gordura, quando aquecido em contato com o ar. - Ponto de fumaça (temperatura na qual, em aparelho adequado de laboratório, são constatadas as primeiras fumaças do material sob aquecimento). - Ponto de faísca (temperatura na qual os compostos voláteisdos produtos examinados são emitidos com tamanha velocidade que são capazes de iniciar uma ignição, mas não de suportar uma combustão). PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 33 Pontos de fumaça, faísca e combustão: -Ponto de combustão (temperatura na qual os voláteis desprendidos podem suportar uma combustão contínua). As temperaturas referentes a estes pontos são diminuídas quando esse óleo apresentar AGL, emulsificantes e resíduos de alimentos. PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS 34 Índice de refração: - Quanto maior o n° de carbonos e o grau de insaturação – maior o IR. Pode ser usado como um procedimento alternativo para controle do processo de hidrogenação. PROPRIEDADES FÍSICAS DE LIPÍDEOS ATÉ A PRÓXIMA AULA! 35