Interações físicas e químicas dos componentes dos alimentos

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INTERAÇÕES FÍSICAS E 
QUÍMICAS DOS 
COMPONENTES DOS 
ALIMENTOS 
PROF
A
: VIVIANE LANSKY 
Universidade Federal de Pernambuco 
Curso: Nutrição (2013.2) 
Disciplina: Bioquímica dos Alimentos 
INTRODUÇÃO 
• Constituintes dos alimentos → são quimicamente 
ativos ou contém grupos que reagem 
quimicamente 
 
• A interação depende da existência de barreiras 
físicas ou condições químicas do meio 
 
• Em geral, há o desenvolvimento de características 
sensoriais e nutricionais desejáveis ou não 
INTERAÇÕES FÍSICAS 
INTERAÇÕES QUÍMICAS 
• Ocorrem em condições de processamento ou 
armazenamento → Reação de Maillard, 
caramelização, pirólise, oxidação 
 
• O VN e a segurança podem diminuir → perda de 
nutrientes ou formação de compostos 
mutagênicos e carcinogênicos 
 
• O ganho de qualidade sensorial em geral é maior 
 
PROTEÍNAS 
Desnaturação 
Hidrólise 
Racemização 
Inativação enzimática 
Funcionalidade alterada 
pH taninos 
Ptns insolúveis 
Funcionalidade alterada 
congelamento ∆ 
Desnaturação 
Gelificação 
Funcionalidade alterada 
lipídeos 
Complexo lip-ptn 
Textura alterada 
Oxidação de lip 
Resíduos de aa oxidados 
Lig cruzadas/polimerização 
Redução de VN 
Textura alterada 
Maillard 
Cor, sabor e 
aroma alterados 
Carbonilas 
Aminas 
heterocíclicas 
∆ 
Tecido animal 
(creatina) 
CARBOIDRATOS 
Vit C em 
sucos de 
frutas 
Amido 
Açúcar e H+ 
Ptn 
aa 
Subst pécticas 
Furfural e 
outros 
compostos 
Frutose 
Cores 
Sabores 
HMF 
Tecido 
amolecido 
Géis 
Enzimas 
Sacarose 
Glicose 
Amido 
gelatinizado 
Oligos 
Maillard 
Perda de VN 
Comp tóxicos 
Ca2+ e ∆ Tecido 
firme 
∆ 
∆ ∆ 
LIPÍDEOS 
pigmentos 
Proteína oxidada 
VN reduzido 
Perda de atv enzimática 
Textura alterada 
Sabores 
alterados 
Descoloração 
Lipídeo 
interesterificado 
Lipídeo 
hidrogenado 
proteínas 
AGL 
Hidroperóxidos 
Peróxidos 
Aldeídos, álcoois, 
cetonas, polímeros, 
esteróis oxidados... 
lipases, 
 ∆ 
ptn 
Complexo lip-ptn 
Textura alterada 
oxidação 
Maillard, Cores e sabores 
alterados, VN reduzido, comp 
tóxicos, textura alterada 
Vitaminas 
inativas 
sabores 
vitaminas 
proteínas 
REAÇÃO DE MAILLARD 
• Reação entre carbonilas C=O e aminas NH2 
 
 
Aminoácido 
REAÇÃO DE MAILLARD 
Precursores da reação em alimentos: 
 
• Leite → proteínas (caseína, lactoalbumina e 
lactoglobulina) e o açúcar (lactose) 
 
• Carnes e peixes → ribose, mioglobulina, miosina e 
actina, gorduras (fonte de carbonilas). Peixes 
(secagem – ranço oxidativo – peróxidos ou 
malonaldeídos – carbonila + ptns do peixe) 
 
• Alimentos com açúcar ou amido + leite (produtos de 
confeitaria) 
 
 
• Batatas fritas (16-30%) 
• Café (13-39%) 
• Produtos de pastelaria e bolachas doces (10-20%) 
• Pão e as tortas (10-30%). 
http://www.eufic.org/article/pt/artid/O-que-acontece-quando-cozinhamos-compreender-a-
formacao-de-acrilamida/ 
Doses elevadas: 
danos no tecido 
nervoso, câncer 
e afetam a 
reprodução 
INTERAÇÃO ÁGUA-PROTEÍNA 
• Propriedades funcionais hidrofílicas: 
 
Solubilidade: 
 Capacidade da ptn 
de se formar 
solução em água 
 
Hidratação: 
capacidade da ptn 
de se ligar a água 
por interações 
dipolo-dipolo 
CRA: 
capacidade da ptn 
embeber água e 
retê-la dentro da 
matriz 
Reduzem o ponto de congelamento do soro 
sanguíneo de peixes polares e ligam-se aos 
retículos de gelo retardando o crescimento dos 
cristais 
Proteínas e 
glicoproteínas 
anticongelamento 
(AFP – Antifreeze Protein 
e AFGP antifreeze 
glycoproteins) 
Por que os peixes polares não congelam? 
INTERAÇÃO PROTEÍNA-PROTEÍNA 
• Propriedades funcionais intermoleculares e 
reológicas: habilidade de formar ligações cruzadas 
entre si e outros componentes. 
 
 
Formação de 
fibras 
Gelificação 
Formação de massa 
viscoelástica 
INTERAÇÃO PROTEÍNA-LIPÍDEO 
• Propriedades funcionais de superfície ou 
interfásicas: capacidade de se unirem e formarem 
uma película entre duas fases imiscíveis. 
 
 
Emulsificação 
Formação de espuma 
INTERAÇÃO POLISSACARÍDEO-
POLISSACARÍDEO 
Gelatinização e 
Retrogradação do 
amido 
Gelificação da 
pectina 
INTERAÇÃO POLISSACARÍDEO-
LIPÍDEO 
Propriedade 
emulsificante da 
goma arábica 
Propriedade 
emulsificante de 
celulose 
microcristalina 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A COR 
• Alterações em hemeproteínas 
Fe
2+
N
N N
N
Globina
OH2
oxidação
redução
Fe
3+
N
N N
N
Globina
OH2
Mioglobina (vermelho púrpura) Metamioglobina (marrom)
+ O2
- O2
oxidação
redução e + O2
Fe
2+
N
N N
N
Globina
O2
Oximioglobina (vermelho)
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A COR 
• Interações de carotenoides 
 
• Oxidação de carotenoides – leva a 
perda de cor durante armazenamento 
e processamento 
• Ex1: oxidação da capsantina – cor 
marrom em pimentas armazenadas 
• Ex2: desnaturação do complexo ptn-
crustacianina na cocção de lagostas – 
astaxantina livre 
 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A COR 
• Interações de antocianinas 
 
• Entre antocianinas, com ácidos fenólicos, 
com alcaloides – afetam a intensidade da 
cor 
• Condensação entre antocianinas e outros 
comp fenólicos, reações com ác pirúvico 
– derivados de outras cores 
• Polimerização durante armazenamento – 
cor marrom 
• Associação com metais – cor azul-
púrpura ou azul-acinzentado em frutas 
processadas 
 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A COR 
• ENE 
 
• Polimerização dos produtos 
intermediários da reação de Maillard – 
melanoidinas – marrom 
• Reação de lipídeos oxidados com ptn 
– comp de cor amarela a marrom 
(peixes) 
 
 
 
 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A COR 
• EE 
 
• PPO + comp fenólicos = melaninas 
• Crustáceos 
• Frutas e hortaliças 
 
 
 
 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE O SABOR 
• Os compostos de flavor dos alimentos são atraídos 
por ptns, lip e polissacarídeos → redução na 
volatilidade das moléculas – estabilidade ao 
armazenamento, dependente da T e pH do alimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ex: em pães, comp de sabor estão 
aprisionados dentro das hélices de 
amilose – o aquecimento de uma 
fatia de pão libera os compostos ↑ 
a intensidade do aroma 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE O SABOR 
• Reações hidrolíticas 
• Hidrólise de ptns: ↑ aa livres durante a maturação 
da carne – sabor característico 
• Hidrólise de lip: ↑ AGCC – sabores indesejáveis 
em leite e coco 
 
• Reações oxidativas 
• Oxidação de AGI – sabores desejáveis ou 
indesejáveis 
 
 
 
 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A TEXTURA 
• Desnaturação de proteínas pelo congelamento 
• Em peixes congelados armazenados, princ. 
bacalhau: ligações cruzadas de ptns miofibrilares 
pela reação com formaldeído – endurecimento 
indesejável da carne e perda de prop funcionais 
 
 
 
 
EFEITO DAS INTERAÇÕES 
SOBRE A TEXTURA 
• Interação na massa e no pão assado 
• Interações ptn-lip-polissacarídeo e ligações entre 
ptns: textura porosa e aerada desejável 
 
 
Massa: matriz viscoelástica e hidratada de 
ptns do glúten, com grânulos de amido 
inchados, resíduos de paredes celulares 
de vários tamanhos, lipídeos polares e 
neutros, ar e gases da fermentação