química dos alimentos - pigmentos

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PIGMENTOS 
Profa MSc. Denise Andrade 
FACULDADE ESTACIO DE SERGIPE 
CURSO: NUTRIÇÃO 
CONCEITOS 
• COR → percepção humana de materiais coloridos. 
 
• CORANTE → produto químico, natural ou sintético, que 
confere cor. 
 
• PIGMENTOS → substâncias naturais de células e tecidos 
de plantas e animais que conferem cor. 
COR DOS ALIMENTOS 
• Atributo sensorial que determina aceitabilidade do 
produto, relacionada a qualidade. 
 
• Resulta da presença de compostos coloridos já 
existentes no produto natural (pigmentos naturais) 
ou da adição de corantes sintéticos. 
PIGMENTOS 
 Pigmentos são instáveis e participam de diferentes 
reações durante armazenamento e processamento → 
redutores e antioxidantes, luz, O 2, metais, agentes 
T°C, Aw, pH. 
 Adição de corantes artificiais. 
CLASSIFICAÇÃO 
 De acordo com a estrutura química: 
 
Heterocíclicos com estrutura tetrapirrólica 
 Isoprenóides 
 Flavonóides 
 Betalaínas 
Taninos 
 Pigmentos quinoidais 
COMPOSTOS HETEROCÍCLICOS COM 
ESTRUTURA TETRAPIRRÓLICA 
N 
N 
N 
N 
 Denominados metaloporfirinas 
 Principais pigmentos: 
 Clorofilas 
 Hemecompostos (Hemoglobina e mioglobina) 
1 2 
3 
4 
5 6 
7 
8 
M Metaloporfirina (onde M é um metal) 
C L O ROFILA 
 Cor verde dos vegetais 
 Essencial ao processo de fotossíntese (fotorreceptor) 
 Encontra-se como suspensão coloidal nas célula de 
cloroplastos, associada com carotenóides, lipídeos e 
proteínas 
 Diferenças de cor → presença de outros pigmentos 
associados (carotenoides) 
 Frutas → maturação → degradação da clorofila e 
aumento da síntese de carotenoides 
Estrutura química 
Metila 
Proporção 
de 3:1 
 
Formila 
Derivados da Clorofila 
Derivado Estrutura 
Fitol Álcool com estrutura isoprenóide (C20H39) 
Forbina Porfirina + anel C9-C10 
Feoforbídeo Clorofila sem Mg2+ e sem fitol 
Feofitina Clorofila sem Mg2+ e com H+ 
Fitina Derivado de um feoforbídeo ou clorina contendo Mg2+ 
Clorofilina Clorofila com radical ácido propiônico em C7 resultante da 
hidrólise do éster fitílico 
Propriedades Químicas 
 As clorofilas sofrem alterações por vários fatores: 
 
 pH 
 Aquecimento 
 Presença de luz e oxigênio 
 Presença de metais bivalentes 
 Enzimas 
Efeito do pH 
Clorofila 
verde 
Clorofilida 
verde 
Feofitina 
Verde-castanho 
Feoforbídeo 
Verde-castanho 
OH- (fraco) 
pH ≤ 8,0 
H+ (fraco) 
pH= 4 - 6 
fitol 
H+ (fraco) 
pH= 4-6 
OH- (fraco) 
pH ≤ 8,0 
Mg2+ 
fitol 
Mg2+ 
H+ 
(forte) 
pH<3 
Mg2+ 
fitol 
Alteração de cor das clorofilas em função do pH 
Cocção com bicarbonato 
(degradação da pectina) 
Cocção com vinagre 
Aquecimento 
Clorofila + proteínas 
CALOR 
Clorofila desprotegida 
Desnaturação das 
proteínas 
Ação do H+ do meio Mg2+ 
Feofitina 
Presença de Luz e O2 
 Em tecidos vivos a clorofila está protegida da degradação 
pela luz (durante a fotossíntese) pelos lipídeos e 
carotenóides associados 
 Senescência, processamento → extração do pigmento do 
tecido ou danos celulares → fotodegradação 
Clorofila Catabólito 
incolor 
O 2 
Presença de Metais Bivalentes 
Mg2+ 
Cu2+ ou Zn2+ 
Mg2+ 
Cu2+ ou 
Zn2+ 
 
 
Formação de complexos estáveis de cor verde brilhante 
(mais estáveis em meios ácidos do que alcalinos) 
Enzimas (inativação – T>80ºC) 
 Degradação da clorofila que ocorre durante maturação 
Clorofila 
Clorofilase 
Clorofilidas 
Feofitina 
Feoforbídeo 
fitol fitol 
dioxigenase 
Catabólito 
incolor 
fluorescente 
Clivagem da 
porfirina 
Catabólito 
incolor não 
fluorescente 
Preservação da cor 
 Processamento → perda de cor em meio ácido 
 
 Métodos que evitam formação de cor verde castanho em 
hortaliças e frutas: 
 Adição de álcalis (bicarbonato de sódio ou tampões de fosfato 
e citrato) 
 Atmosferas modificadas ricas em CO 2 e baixa temperatura 
retardam ação enzimática (CO2 inibe produção e ação do 
etileno→ inibe degradação clorofila) 
PIGMENTOS H E M E 
 Cor vermelha da carne → presença de 2 proteínas cujo 
grupo prostético é o heme 
 
 O grupo heme é uma metaloporfirina contendo ferro, 
se complexa com oxigênio. 
 
 Hemoglobina – encontradas no sangue e hemácias 
 Mioglobina – encontradas na carne (músculo) 
Estrutura 
 Mioglobina → possui um átomo de íon ferroso (Fe2+) 
ligado a 5 átomos de N (um deles na histidina da globina) 
e a água. 
 
 Hemoglobina → formada por 4 mioglobinas ligadas. 
 
 O2 substitui H2O = oximioglobina 
Estrutura da Mioglobina 
N 
N 
N 
H3C CH2CH2COOH 
CH2CH2COOH 
CH3 
CH3 H2C=HC 
H3C 
H2C=HC 
2+ 
Fe N 
Globina 
OH2 
Globina: proteína de 
baixo peso molecular 
que envolve a molécula 
de mioglobina 
Estrutura da Hemoglobina 
Cor e características químicas 
 A cor da carne é determinada: 
 pelo estado químico da mioglobina; 
 estado de oxidação da mioglobina; 
 tipos de ligantes ao grupo heme; 
 conformação da globina presente. 
 
 O ferro do anel porfirínico pode existir de duas formas: 
 
 íon ferroso(Fe2+) – oxiemoglobina – cor vermelha 
 íon férrico(Fe3+) – metamioglobina – cor castanha 
Esquema de alteração de cor da mioglobina 
N 
N Fe2+N 
N 
Globina 
OH2 
oxidação 
redução 
N 
N Fe3+N 
N 
Globina 
OH2 
Mioglobina (vermelho púrpura) Metamioglobina (marrom 
+ O2 
- O2 
oxidação 
redução e + O2 
N 
N Fe2+N 
N 
Globina 
O2 
Oximioglobina (vermelho) 
Cor e características químicas 
 Descoloração da mioglobina: 
Crescimento 
microbiano 
H2O2 
H2S 
Coleglobina 
Sulfomioglobina 
Aquecimento Metamioglobina desnaturada 
Produtos Curados 
 Adição de nitrito e/ou nitrato na carne 
 Evita desenvolvimento de bactérias 
patogênicas do gênero Clostridium 
 Confere à carne cor rósea 
 
o O nitrito se reduz a óxido nitroso, que, por sua vez, retarda o crescimento do 
Clostridium botulinum e a consequente produção da neurotoxina 
 
o O nitrato não apresenta atividade bacteriostática. No entanto, o nitrato pode 
ser convertido à nitrito pelas bactérias da carne 
 
o O nitrito é mais tóxico que o nitrato. NO2- em altas concentrações interage 
com aminas secundárias e ternárias formando nitrosaminas (cancerígenas) 
Reações envolvidas 
bactérias 
2NaNO3 
(nitrato) 
NaNO2 
(nitrito) 
3 HNO2 
(ácido nitroso) 
2 NaNO2 + O2 
(nitrito) 
HNO2 + NaOH 
(ácido nitroso) 
2 NO + H2O + HNO3 
(óxido nitroso) 
NO + mioglobina 
Nitrosomioglobina + calor nitrosohemocromo 
(rósea) 
nitrosomioglobina 
(rosa - escuro) 
COMPOSTOS DE ESTRUTURA 
ISOPRENÓIDE 
 Pigmentos denominados de CAROTENÓIDES 
 
 Cor varia de amarelo para vermelho 
 
 Ocorrência em vegetais (animais não sintetizam) 
Estrutura 
 Estrutura básica: 8 unidades de isopreno unidas de tal 
forma que os dois grupos metílicos centrais ficam 
separados por três carbonos 
 
 CH2 
H2C 
CH3 
isopreno 
Licopeno (carotenóide) 
Classificação 
 Há + de 300 carotenoides, 2 grupos: 
 
 Carotenos (constituídos por carbono e hidrogênio) 
 
 Xantofilas (derivados obtidos por oxidação dos carotenos com formação de 
hidroxila, carboxila, metoxila e cetona). 
 
 
 
 Cor amarela = resultado de 7 ligações duplas conjugadas 
Cor alaranjada a vermelha = + de 7 ligações 
luteína 
licopeno 
zeaxantina 
β-caroteno 
Propriedades 
 Ocorrem nos alimentos naforma de misturas simples 
(animais) e misturas complexas (vegetais) 
 
 Frutas: formados durante maturação (presença de luz) 
 
 Usados como corantes em alimentos (urucum, açafrão e 
páprica) 
 Carotenóides são compostos: 
 Lipofílicos 
 Moderadamente estáveis ao calor 
 Perdem a cor por oxidação (principal causa de degradação) 
 Estáveis na faixa de pH da maioria dos alimentos (pH 3,0 – 7,0) 
 Enzimas catalisam a degradação oxidativa por mecanismos 
estes, indiretos. Enzima catalisa produção de peróxidos, e 
reagem com os carotenos 
 Propriedades antioxidantes (+ eficiente: licopeno) 
Propriedades 
! Vários estudos indicam que os carotenoides desempenham um papel 
importante na prevenção de doenças como câncer, catarata, arteriosclerose e 
retardo do processo de envelhecimento. 
Precursores da Vitamina A 
 Também conhecidos 
como pró-vitamina A 
 São carotenóides que 
contém a estrutura 
cíclica da β-ionona 
 α – caroteno possui 1 molécula de pró-vitamina A 
(retinol) 
 β – caroteno possui 2 moléculas de pró-vitamina A 
(retinol) 
H3C CH3 
CH3 
CH3 CH3 
CH3 CH3 CH3 
H3C 
H3C 
H3C CH3 
CH3 
CH3 CH3 
CH3 CH3 
H3C 
H3C CH3 
  caroteno 
 - caroteno 
FLAVONÓIDES 
 Compostos heterocíclicos com oxigênio 
 Classe de pigmentos encontrada em vegetais 
 Estrutura básica: 
Classificação 
 Antocianinas 
 
 Outros flavonoides 
ANTOCIANINAS 
 Pigmentos encontrados somente em vegetais 
 
 Presentes em frutas e flores 
 
 As cores variam do vermelho intenso ao violeta e azul 
Estrutura 
+ 
O 
+ 
O HO 
R2 
 
OH 
OH 
 São glicosídeos das antocianidinas 
 Núcleo flavilium (2-fenilbenzopirilium) 
 
R1 
OH 
Íon Flavilium Antocianidinas 
mais conhecidas e que ocorrem Antocianidinas 
naturalmente: 
Estrutura 
ANTOCIANIDINA OCORRÊNCIA 
Pelargonidina Morango, amora 
Cinidina Jaboticaba 
Peonidina Cereja, uva 
Delfinidina Berinjela 
Malvidina Uvas 
+ hidroxilas: cor acentuada para azul 
+ metoxilas: cor acentuada para o vermelho 
 Antocianinas são antocianidinas 
ligadas a açúcares e geralmente 
contém ácidos ligados aos açúcares. 
 
 Açúcares mais comuns: glicose, galactose, 
ramnose e arabinose. Acidos p-cumárico e 
caféico. 
 
 Os açúcares conferem estabilidade 
a antocianina. 
 
 O n° de antocianinas é 15-20x 
maior que o de antocianidinas (ácidos e 
carboidratos em diferentes posições). 
Estrutura 
Estabilidade de cor 
apresentam As antocianinas são pigmentos instáveis, 
maior estabilidade em condições ácidas. 
 A sua degradação pode ocorrer durante a extração do 
vegetal, processamento e estocagem de alimentos. 
 
 A degradação é influenciada pelo pH, temperatura, 
enzimas, ácido ascórbico, oxigênio, dióxido de enxofre, 
íons metálicos (Fe). 
Efeito do pH 
 O íon flavilium é muito reativo 
 
 Apresentam natureza anfótera 
 Em meios ácidos e neutros, quatro estruturas de 
antocianinas existem em equilíbrio: 
1. íon flavilium (AH+) 
2. base quinoidal (A) 
3. pseudobase carbinol (B) 
4. chalcona (C) 
pH=3,0 
Cor 
vermelha 
 pH < 6,0 
Incolor 
pH 12 - 13 
Cor amarelo 
pálida 
pH > 6,0 
Cor 
púrpura 
claro 
pH > 9,0 
Cor azul 
escuro 
pH: modifica o equilíbrio e, consequentemente, a cor 
Efeito da Temperatura 
 A estabilidade das antocianinas é muito afetada pela 
temperatura. A velocidade de degradação também 
é influenciada pelo O2, pH e estrutura do pigmento. 
 No aquecimento, o equilíbrio desloca-se para a forma 
chalcona (perda de cor). 
 Uso de altas temperaturas destrói as antocianinas. 
Comumente, a cor vermelha torna-se marrom. 
 Recomendado: tratamento HTST. 
 Processamento e estocagem: alterações mínimas. 
Efeito do Oxigênio 
 A natureza insaturada da estrutura das antocianinas 
torna-as suscetível ao oxigenio molecular. 
 
 Na presença de O2 as antocianinas escurecem. 
 
 Preservação do pigmento: substituir o O2 por atmosferas 
ricas em nitrogênio ou vácuo. 
Efeito de Enzimas 
 Enzimas: podem degradar as antocianinas 
 
 Glicosidases: hidrolisam as antocianinas em antocianidinas 
e açúcares. As antocianidinas são instáveis e facilmente 
degradáveis à compostos incolores. 
 
 Peroxidases e polifenoloxidades (oxidação a compostos 
incolores). 
Efeito do Dióxido de Enxofre 
 O dióxido de enxofre é muito usado no processamento 
de frutas, em concentrações baixas de 0,03 mg/Kg, pois 
inibe a degradação enzimática das antocianinas. 
 
 Em concentrações elevadas forma um complexo incolor 
com as antocianinas (revertida pela acidificação e 
aquecimento). 
Efeito do Ácido Ascórbico 
 As antocianinas interagem com o ácido ascórbico e se 
destroem mutuamente. 
 
 A adição de ácido ascórbico em produtos de frutas 
promove a perda de cor e redução do valor nutricional. 
Efeito de Metais 
 As antocianinas podem formar pigmentos azul-púrpura 
ou acinzentados com metais 
 
 Alterações durante estocagem ou processamento na 
presença de ferro, alumínio ou latão (cobre e zinco) 
Efeito de Copigmentação 
 A Copigmentação intermolecular das antocianinas com 
outros flavonóides, certos ácidos fenólicos, alcalóides e 
outros compostos, aumenta a intensidade de sua cor, 
resultando em tonalidades que variam de púrpura a azul. 
 Ocorre em produtos de frutas e vegetais, como sucos e 
vinhos. 
A intensidade depende de vários fatores: tipo e 
concentração de antocianinas e copigmentos 
(Quanto > mais intensa) , pH (copigmentação máxima em torno 
de 3,5) e temperatura (reduz a intensidade da cor). 
 
Outros flavonóides 
 Pigmentos conhecidos como antoxantinas. 
 São pigmentos derivados do núcleo flavonóide, 
encontrados na forma livre ou de glicosídios associados a 
açúcares e taninos. 
 Mais comuns: flavonas e flavonóis. 
 Apresentam cores claras ou amareladas e são 
encontrados em alimentos como: 
OH 
R1 OH 
O HO 
OH O 
Flavonol 
HO O 
R3 
 
OH 
O 
R1 
R2 
HO O 
OH 
Flavona 
Isoflavona 
Estrutura 
 Mais comuns: flavonas e flavonóis. 
 Estrutura básica: fenilbenzopirona 
R1 
R2 
 Outras 5 classes de compostos não possuem esqueleto 
flavonóide básico: 
 
 Flavanonas 
 Chalconas 
 Auronas 
 Isoflavonas 
 Dehidrochalconas. 
Estrutura 
Estrutura 
 Importância: relação com a cor dos vegetais amarelados e 
copigmentação com antocianinas 
 
 Propriedades antioxidantes 
 
 Mais resistentes ao calor em relação às antocianinas 
 
 Pouco sensível à luz 
amarelada quando Alguns flavonóides adquirem coloração 
aquecidos em meios fracamente alcalinos 
Propriedades 
BETALAÍNAS 
em aparência e reatividade as Assemelham-se 
antocianinas. 
da ordem Encontradas apenas em dez famílias 
Centrospermae, a qual pertence a beterraba. 
 As betalaínas são hidrossolúveis. 
Classificação 
 São classificadas como: 
 Betacianinas (pigmentos vermelhos) 
 Betaxantinas (pigmentos amarelos). 
 
 A principal betacianina é a betanina (75 a 95% do total de 
pigmentos da beterraba) 
 Os dois principais pigmentos amarelos são vulgaxantina I 
e II 
Estruturas 
HOOC COOH N 
H 
N 
+ R2 R1 
HOOC COOH N 
H 
N 
+ 
Glicose 
HO 
H 
- 
COO 
HOOC COOH N 
H 
+ 
N 
H O 
O
- 
O R 
Betalaína 
Betanina 
(pigmento da 
beterraba) 
Vulgaxantina I : R=NH2 
Vulgaxantina II: R=OH 
(pigmentos amarelos) 
Estabilidade 
 Estabilidadeda cor da betanina em solução é fortemente 
influenciada pelo pH e pelo aquecimento 
 
 Estável na faixa de pH de 4,0 a 6,0 
 
 A betanina pode ser degradada também por exposição à 
luz e oxigênio 
 
 Os corantes extraídos de beterraba são adequados para 
produtos que não sofram tratamentos térmicos severos 
como gelatinas e sorvetes e derivados de carne e soja. 
TANINOS 
 Compostos de estrutura variada 
 Definição rigorosa não existente 
 São compostos fenólicos especiais que possuem a 
e outros habilidade de se combinar com proteínas 
polímeros 
 Cor varia de amarelo a marrom-escuro 
 Classificação: 
 Taninos hidrolisáveis (ác. gálico e elágico) 
 Taninos condensados (leucoantocianidinas) 
Propriedades 
 Precipitam alcalóides, gelatina e outras proteínas (agente 
clarificante) 
 
 Com íons férricos (Fe3+) formam soluções preto-azuladas 
 
 Presentes em frutos verdes, desaparecem ao longo da 
maturação 
provoca adstringência, mas, frutos 
para a textura por conferir maior 
 Sua presença em 
também, contribui 
rigidez 
PIGMENTOS QUINOIDAIS 
 Amplamente distribuídos na natureza 
 
 Pigmentos amarelos, vermelhos e marrons 
 
 Encontrados em raízes, madeira e também em insetos 
 
 Mais importantes para uso em alimentos: cochonila e 
carmin-cochonila 
 O carmin-cochonilha (E120) é um material de cor 
vermelha extraído de corpos secos de insetos fêmeas das 
espécies Dactylopius coccus Costa ou Coccus cacti L. 
 
 O principal pigmento da cochonila é o ácido carmínico 
(20% da massa seca dos insetos) 
 
 Aplicação em diferentes produtos, como iogurtes, polpas 
e sorvetes. 
 
 Estável à luz e calor 
Cochonila 
CORANTES 
Pela legislação atual através das resoluções n. 382 e 388 da ANVISA, no Brasil 
é permitido o uso de apenas 11 (onze) corantes artificiais, sendo eles