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12/02/2011 1 Composição Bromatológica dos alimentos Prof. Ana Paula Cecatto Mestranda em Agronomia Bromatologia = grego Bromatos = dos alimentos Logos = ciência A Bromatologia estuda a: 2Prof. Ana Paula Cecatto Composição Química; Valor alimentício e calórico; Propriedades físicas, químicas e toxicológicas; Adulterantes, contaminante e fraudes. ALIMENTOS • são substâncias que, depois de ser ingerido pelos animais, podem ser digeridos, absorvidos e utilizados. • Ex: capim e feno = alimentos = mas nem todos os componentes são de fácil digestão. 3Prof. Ana Paula Cecatto Prof. Ana Paula Cecatto 4 EM GERAL!!!! TODA SUBSTÂNCIA QUANDO INGERIDA ALIMENTA NUTRE = NUTRIENTES Prof. Ana Paula Cecatto 5 RAÇÕES Vegetais e produtos vegetais Pequenas quantidades de alimentos de origem aninal - farinha de peixe e leite. Animais dependem das plantas e, portanto, o estudo da nutrição animal deve iniciar, obrigatoriamente, pelo estudo das plantas. Prof. Ana Paula Cecatto 6 12/02/2011 2 Prof. Ana Paula Cecatto 7 Fonte: TAIZ & ZEIGER, 2006 Prof. Ana Paula Cecatto 8 A maioria da energia retida sob a forma de energia química na própria planta está sendo utilizada pelos animais para manter a vida e a síntese dos tecidos orgânicos. Plantas ou animais contêm produtos químicos similares, que podem ser agrupados de acordo com sua composição, propriedades e funções. Prof. Ana Paula Cecatto 9 Os principais componentes dos alimentos de origem vegetal e animal são: ALIMENTO Água Matéria Seca Orgânica Inorgânica Carboidratos Lipídios Proteínas Ácidos nucléicos Ácidos orgânicos Vitaminas Minerais Fonte: MCDONALD et al., 1993 Prof. Ana Paula Cecatto 10 1 - ÁGUA A água pode ser considerado o nutriente mais importante para os animais, economicamente representa o nutriente de mais baixo custo e o maior constituinte do corpo de todos os animais. 60%80% 1- Transporte de nutrientes para os diferentes tecidos 3 - Participa de processos metabólicos celulares 80% 12 % 4 - Manutenção do equilíbrio ácido-base 2- Controle da temperatura dos tecidos – órgãos - organismo • Água de bebida – Consumo de matéria seca (energia/proteína). – Temperatura/umidade ambiente. – Condição fisiológica. • Água metabólica – C51 H97 O6 + 72,5 O2 = 51 CO2 + 49 H2O + Energia (tripalmitilglicerol) (água metabólica) – C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP = 36 ATP + 6 CO2 + 6 H2O (glicose) (água metabólica) • Água dos Alimentos 12/02/2011 3 Prof. Ana Paula Cecatto 13 Água Carboidratos Gordura Proteínas Cinzas Nabos 910 71 2 10 7 Gramíneas forrageiras 800 100 10 32 24 Grãos de Trigo 130 712 19 122 17 amendoim 60 201 449 268 22 Vaca leiteira 570 2 206 172 50 Sangue 820 1 6 164 7 Fígado 740 13 65 168 14 Músculo 720 6 43 214 15 Leite (de vaca) 876 47 36 33 8 Fonte: MCDONALD et al., 1993 Tabela: Composição de alguns produtos vegetais e animais (g/Kg). Prof. Ana Paula Cecatto 14 1 – MATÉRIA SECA Alimento Água (Umidade) Matéria Seca Matéria Orgânica Matéria inorgânica Microelementos (Fe, I, Co, Mn, Zn, Cu) Macroelementos (Na, P, Ca, Cl, K, Mg, S)Glicídios Lipídios Proteínas Vitaminas Fonte: ANDRIGUETTO et al., 1993 Prof. Ana Paula Cecatto 15 1. 1 – Glícidios ou Carboidratos Carboidratos - origem do Francês = hidratos de carbono Fórmula empírica = (CH2O)n Sintetizados pelos vegetais clorofilianos 6CO2 + 6H20 + 673 Cal C6H12O6 + 6O2 • São formados nos vegetais através da fotossíntese. A fixação do dióxido de carbono e água em presença de luz solar e clorofila – GLÍCIDES – armazenados nas sementes, raiz, frutos, caule ou folhas. C6H12O6 Glicose + sais minerais (principalmente, substâncias contendo N, P e K) que retira do solo, produz todos os demais materiais que precisa para crescer. (água + gás carbônico + luz solar = Glicose + oxigênio ) Prof. Ana Paula Cecatto 17 Classificação dos Carboidratos Fonte: MCDONALD et al., 1993 Suas funções principais nos seres vivos são: energética (oxidação de glicose) reserva alimentar (amido e glicogênio) estrutural (celulose e quitina) genética (pentoses fazem parte do DNA e RNA) Fonte primária de energia para o organismo - liberação de energia química para a formação de ATP 12/02/2011 4 Principais Hexoses Frutose: constituinte da sacarose e da inulina nos tecidos vegetais. Presente no esperma animal. Glicose: presente nos tecidos animais e vegetais, livre ou combinada (glicosamina). Galactose: constituinte da lactose do leite. Prof. Ana Paula Cecatto 20 Principais Dissacarídeos Sacarose Maltose Lactose Prof. Ana Paula Cecatto 21 Principais Polissacarídeos Amido = + Amilose Amilopectina Hidrolisa dando a seguinte sequência: Amido + H2O Dextrina Dextrina + H20 Maltose Maltose + H20 Glicose 22 Prof. Ana Paula Cecatto Celulose: É mais abundante nos vegetais fibrosos e apresenta baixa digestibilidade, salvo para os ruminantes. Para suinos e aves, alem de ser de baixa digestibilidade, pode reduzir a digestibilidade de outros nutrientes. Glicogênio: É encontrado somente nos organismos animais, onde é produzido no fígado, sendo fonte primária de glicídios para os animais. Sua hidrólise da a glicose. Prof. Ana Paula Cecatto 23 1. 2 – Lipídios Substâncias caracterizadas pela sua baixa solubilidade em água e alta solubilidade em solventes orgânicos. Suas propriedades físicas refletem a natureza hidrofóbica das suas estruturas químicas. Prof. Ana Paula Cecatto 24 Classificação dos lipídeos Fonte: CESAR, 2011. 12/02/2011 5 Prof. Ana Paula Cecatto 25 Principais óleos e gorduras Fonte: CESAR, 2011. Prof. Ana Paula Cecatto 26 FUNÇÕES Reserva de energia e combustível celular Membranas celulares (fosfolipídios e glicolipídios) Isolamento e proteção de órgãos Impermeabilizante (ceras) Isolante térmico Hormonal (esteróides) Anti-oxidante (Vitaminas A e E) Digestiva (sais biliares) Prof. Ana Paula Cecatto 27 ÁCIDOS GRAXOS São ácidos caboxílicos de cadeia longa, saturados ou insaturados que possuem número par de carbonos uma vez que são sintetizados a partir da acetil CoA. Grupo Carboxila ( Região Polar) Cadeia hidrocarbonada (Região Apolar) Saturado Insaturado Cadeia hidrocarbonada (Região Apolar) Grupo Carboxila (Região Polar) Prof. Ana Paula Cecatto 28 Reações Químicas Esterificação: 1, 2 ou 3 Ácidos Graxos + Glicerol = (Mono, Di ou Tri) Acilglicerol Saponificação: Ácido Graxo + Base = Sal (Sabão) Hidrogenação: Ácido Graxo Insaturado + H2 = Ácido Graxo Saturado Ácido Graxo + 2H2 Álcool Graxo + H2O Prof. Ana Paula Cecatto 29 Todos os ácidos graxos saturados são sintetizados no organismo a partir da acetil-CoA, entretanto os ácidos graxos poli-insaurados são exclusivos dos vegetais, como o ácido linoléico (18: 2) e o linolênico (18:3). Os lipídios com ácidos graxos em sua composição são saponificáveis, pois reagem com bases formando sabões. São as biomoléculas mais energéticas, fornecendo acetil-coA para o Ciclo de Krebs. Ex: glicerídios, ceras, fosfolipídios, esfingolipídios e glicolipídios. Prof. Ana Paula Cecatto 30 Os lipídios que não contêm ácidos graxos não são saponificáveis. As vitaminas lipossolúveis e o colesterol são os principais representantes destes lipídios que não energéticosporém desempenham funções fundamentais no metabolismo. Ex: Terpenos, Esteróides, Carotenóides. 12/02/2011 6 Prof. Ana Paula Cecatto 31 1. 3 – Proteínas • Substâncias orgânicas complexas = CHON (S, P, Fe, Cu, Zn) • Polímero de alto peso molecular • Unidade básica: aminoácidos Prof. Ana Paula Cecatto 32 O estudo dos ácidos aminados, ou seja, das proteínas, é fundamental na nutrologia animal, pois estas não podem ser sintetizadas como nos vegetais, necessitando da ingestão de aminoácidos para formar suas próprias proteínas. Prof. Ana Paula Cecatto 33 Prof. Ana Paula Cecatto 34 São polímeros de aminoácidos. Vinte tipos de aminoácidos ocorrem naturalmente nas proteínas. Diferem com o tipo, número e seqüência de aminoácidos na cadeia polimérica, conformação molecular tridimensional. Apresentam 50-55% de C, 20-23 % de O, 14-18 % de N, 6-8% de H, 0-4 % de S. Prof. Ana Paula Cecatto 35 Prof. Ana Paula Cecatto 36 Peptídios Ligação de diversos aminoácidos, permitindo classificá-los em oligopeptídios e polipeptídios Dois aminoácidos podem de unir pela combinação do radical básico de um com o radical ácido de outro. 12/02/2011 7 Prof. Ana Paula Cecatto 37 Prof. Ana Paula Cecatto 38 Estrutura das proteínas Estrutura Primária • Seqüência linear de aminoácidos • Nível estrutural mais importante, dele deriva todo o arranjo espacial da molécula • Varia em 3 aspectos: número, seqüência e natureza dos AA Prof. Ana Paula Cecatto 39 39 Prof. Ana Paula Cecatto 40 Estrutura Secundária • Disposição espacial adotada pela cadeia polipeptídica • Estrutura helicoidal (-hélice) – interações H intra-moleculares • Estrutura foliar (folhas pregueadas) – interações H inter-moleculares 40 Prof. Ana Paula Cecatto 41 Estrutura Terciária • Organização tridimensional da cadeia polipeptídica contendo ou não zonas de estrutura secundária definidas • Estabilização: Ligações dissulfeto (Cys + Cys = cistina) interações de hidrogênio Interações eletrostáticas Interações dipolares Interações hidrofóbicas Forças de Van der Waals Grupos hidrofóbicos dispostos no interior da molécula Prof. Ana Paula Cecatto 42 Estrutura Quaternária • Resultado de associações não covalentes de unidades protéicas iguais ou diferentes • Estas subunidades se mantém unidas por forças covalentes, como pontes dissulfeto, e ligações não covalentes, como pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas, etc. 12/02/2011 8 Prof. Ana Paula Cecatto 43 Classificação das Proteínas Haloproteínas (proteínas verdadeiras) Heteroproteínas Solúveis em H2O Insolúveis em H2O Protaminas Histonas Glutelinas Albuminas Prolaminas Globulinas Escleroproteínas Mucoproteínas Glicoproteínas Fosfoproteínas Lipoproteínas Cromoproteínas Nucleoproeteínas Derivados das heteroproteínas = Ácidos Nucléicos Derivados das haloproteínas = peptonas e albumoses. Prof. Ana Paula Cecatto 44 1. 3 –Vitaminas São substâncias de natureza orgânica, cujas estruturas e propriedades são, mais ou menos, facilmente destruídas pelos agentes físicos e químicos. Avitaminose = causa distúrbios – mortais Não são substituíveis umas pelas outras Sua ação é catalítica dos processos celulares Prof. Ana Paula Cecatto 45 Nos alimentos naturais encontramos as seguintes vitaminas: Prof. Ana Paula Cecatto 46 Classificação das Vitaminas Vitaminas Lipossolúveis Hidrossolúveis Vit. A Vit. D Vit. E Vit. K Vit. B Vit. C Classificação válida somente para vitaminas contidas nos alimentos naturais. Produção: As vitaminas usadas nas dietas animais são produzidas industrialmente por processos químicos ou fermentação microbiológica; Uma vez que algumas vitaminas são suscetíveis a vários fatores aos quais são expostas durante a produção, como umidade, temperatura, luz, elas podem ser produzidas estabilizadas ou protegidas, garantindo a sua atividade biológica. Prof. Ana Paula Cecatto 48 1. 4 – Minerais São sais inorgânicos (sódio, cálcio, potássio, ferro, etc.), elementos minerais, que apesar de constituir apenas uma pequena parte do corpo (4%) são indispensáveis como componentes estruturais em muitos processos vitais. Alguns integram ossos e dentes (tecidos duros) e mucosas, líquidos (tecidos moles). 12/02/2011 9 analise de cinzas 2 e 5% elementos minerais: 93,70% são representados pelo oxigênio, carbono e hidrogênio; 6,15% pelo nitrogênio, potássio, cloro, sódio, fósforo, cálcio, enxofre e magnésio; 0,15% são traços de outros mineras; Função dos minerais Papel funcional: participam na constituição das enzimas, das vitaminas, das secreções, dos hormônios e fazem o papel de transportadores. Macrominerais: Macrominerais Inicial Cresc. Term. Cálcio % 1 0,95 0,9 P disp. % 0,48 0,45 0,42 Sódio % 0,25 0,2 0,16 Potássio % 0,4 0,4 0,4 Cloro % 0,2-0,3 0,2-0,3 0,2-0,3 Prof. Ana Paula Cecatto 52 Classificação dos alimentos Animais ingerem alimentos para satisfazer suas necessidades nutricionais necessidade energética fisiologicamente - pelo volume do alimento ingerido. Prof. Ana Paula Cecatto 53 Volume dos alimentos – teor de celulose qnto > teor de celulose (ou em lignina) < a densidade do alimento e > sua limitação em nutrientes e valor energético. Exceção dos herbívoros ruminantes Prof. Ana Paula Cecatto 54 O conhecimento da composição dos alimentos permite agrupá-los de forma coerente com suas destinações às varias espécies animais, ao mesmo tempo que facilita a substituição de matérias-primas nas rações, uma vez que cada grupo de alimentos possui características nutricionais próprias. 12/02/2011 10 Prof. Ana Paula Cecatto 55 ALIMENTOS VOLUMOSOS (Não concentrados) ALIMENTOS CONCENTRADOS > 18% de fibra bruta > Teor de energia utilizável por unidade de peso Forragens Secas Forragens aquosas Fenos Palhas Cascas de sementes Silagens Pastagens Raízes e tubérculos Alimentos Básicos Suplementos protéicos Grãos de cereais 16 – 18% PB Alim. Vegetais Alim. Animais > 20% PB. Prof. Ana Paula Cecatto 56 Alimentos volumosos Herbívoros/Ruminantes Monogástricos Flora microbiana do rúmen Desdobra celulose Fornece energia Ñ possuem enzimas capazes de hidrolisar as fibras Formação do bolo fecal Prof. Ana Paula Cecatto 57 Alimentos concentrados Herbívoros/Ruminantes Monogástricos Suplemento Elevar o valor energético ou protéico dos alimentos volumosos Melhor aproveitamento Prof. Ana Paula Cecatto 58 Fatores que influenciam na composição química e física dos alimentos Tipos de solo Fertilização Variedade Condições climáticas Processamentos culturais ou industriais Prof. Ana Paula Cecatto 59 REFERÊNCIAS ANDRIGUETTO, J.M; et all. Nutrição Animal: As Bases e os Fundamentos da Nutrição Animal: Os Alimentos. Vol. I. 4 ed. São Paulo, ed. Nobel, 1988. SILVA, D. J.; QUEIROZ, A. C. Análise de alimentos: métodos químicos e biológicos. 3ª Edição. Editora UFV, 2006. 235p.
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