aditivos alimentos2

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Seminários 
Núcleo de Estudos 
Texto do livro Introduction to food additives, de T. D. Luckey. Cleveland, Ohio, Chemical Rubber, 1968.
A mistura pronta ou o bolo que compramos na confeitaria (EUA) provavelmente, contém mais de 15 espécies de aditivos intencionais e não-intencionais todos declarados como seguros quando usados convenientemente.
Eis como é feito o bolo:
 As sementes de trigo são tratadas com fungicidas a base de mercúrio para evitar parasitas.
 As plantas já crescidas recebem uma dose de inseticida como malation ou paration.
 Durante a colheita os grãos de trigo são tratados com um fumegante (tetracloreto de carbono, ou bissulfeto de carbono) e um protetor como o metoxicloro.
 A farinha que é amarelada, recebe um alvejante como o cloro ou o cloreto de nitrosila.
 O amido também recebe um alvejante, em geral o permanganato de potássio.
 A manteiga ou banha utilizada contém um antioxidante como o BHT, butil-hidroxitolueno.
 Para melhorar a textura e auxiliar no crescimento do bolo são acrescentados um emulsificante (lecitina) e um espessante (mono e digliceridios de ácidos alifáticos).
 Nos bolos comerciais a clara de ovo recebe outros emulsificantes ou agentes ativos de superfície (hipotensores) como ácido cólico e citrato de trietila.
Eis como é feito o bolo
 O fermento em pó utilizado no bolo contém agentes antiumectantes como silicato de cálcio e uma enzima para iniciar o processo.
 Bolos comerciais também utilizam flavorizantes naturais e sintéticos para o aperfeiçoamento natural do sabor;
 Para tornar o bolo mais bonito pode-se utilizar um corante na massa e/ou na cobertura;
 Finalmente, para evitar bolor, um bolo comercial deve conter um ou mais conservantes: propionato de sódio, proprionato de cálcio ou sorbato de sódio.
 Isto ocorre nos Estados Unidos onde a fiscalização é rigorosa, a ética profissional é observada e o interesse da coletividade é respeitado, o que não acontece em outros países menos desenvolvidos em que a fiscalização é pouco atuante, a manufatura de alimentos é de baixo padrão técnico, a higiene é precária e a ganância desenfreada. 
Projeto temático
Química Geral
ADITIVOS EM ALIMENTOS
 energia,
 carboidratos (glucídios),
 proteínas (protídios),
 óleos e gorduras (lipídios),
 vitaminas,
 sais minerais,
 água e fibras.
Massa corporal ideal: calculada pelo IMC
Atividade física
Exercício
Calorias gastas/hora por kg de massa corporal
IMC =
 abaixo de 20 (abaixo do normal);
 entre 20 e 25 (normal);
 entre 25,1 e 30 (sobrepeso);
 entre 30,1 e 39,9 (obesidade);
 acima de 40 (obesidade mórbida)
Pedalar (16 km/h)
5,7
Caminhada (ritmo médio)
5,3
Corrida (10 km/h)
9,3
Natação (crawl lento)
7,7
Dança
5,7
Futebol
8,2
Tênis
6,4
Musculação	
4,2
(massa em kg)
(altura em m)2
IMC =
65
1,7 x 1,7
= 22,49
 São a fonte de energia mais facilmente aproveitável pelo organismo.
 Fornecem 4,02 kcal/g (independentemente da fonte).
 A glicose mantém a integridade funcional do tecido nervoso e em geral é a única fonte de energia do cérebro.
 carboidratos ou glucídios
Conceitos de equilìbrio – Exercício da UFSCar-SP
Carboidratos
integrais x refinados
Consumo de
carboidratos
refinados
Aumento
na produção
de insulina
Aumento de
açúcar no sangue
FOME
Compulsão alimentar
Obesidade
Índice glicêmico
Indica a velocidade com que o carboidrato ingerido eleva a taxa de açúcar no sangue.
IG da glicose = 100
Amendoim = 15
Feijão-preto = 38
Macarrão = 45
Purê de batata = 70
 Desempenham um papel estrutural.
 São responsáveis pelo desenvolvimento da estrutura do organismo (músculos, sangue, tecidos, pele, hormônios, nervos, anticorpos, enzimas).
 São formadas pela união de a-aminoácidos.
 Como fonte de energia se assemelham aos carboidratos pois fornecem 5,2 kcal/g, porém a um custo maior para o organismo no que diz respeito a quantidade de energia necessária para o metabolismo.
 proteínas ou protídios
 São altamente energéticos, fornecem 8,98 kcal/g, e pouco solúveis, por isso constituem a maior forma de armazenamento de energia do organismo.
 O tecido adiposo (gorduroso) ajuda a manter os órgãos e nervos no lugar e preserva o calor do corpo.
 Auxiliam no transporte e na absorção de vitaminas lipossolúveis (A, D e E).
 lipídios
Conceitos de bioquímica – Exercício da Unicamp
Qualquer outra substância incorporada ao alimento que não faça parte de uma das classes discutidas anteriormente é considerada um ADITIVO.
EDULCORANTE
ACIDULANTE
CORANTE
ESPESSANTE
ANTI-
OXIDANTE
UMECTANTE
CONSERVANTE
FASE OLEOSA
Aditivos não-intencionais
Resíduos de animais ou insetos
Antibióticos e outros agentes usados para prevenção e controle de doenças
Hormônios (substâncias promotoras de crescimento)
Organismos parasitas.
Resíduos de pesticidas (inseticidas, fungicidas, herbicidas etc.)
Produtos químicos de fontes externas (inclusive vapores e solventes)
Substâncias migrantes dos materiais de embalagem.
Compostos radioativos (U238, Rn222, Pb210)
Podem ser acrescentados (in)voluntariamente durante a produção, o processamento, a embalagem ou a estocagem.
Aditivos intencionais
Conservantes
Antioxidantes
Seqüestrantes
Aromatizantes ou flavorizantes 
Corantes
Edulcorantes
Umectantes
Antiumectantes
Acidulantes
Espessantes
Estabilizantes
São acrescentados voluntariamente durante o processamento.
Aditivos para alimentos
São substâncias não nutritivas incorporadas intencionalmente aos alimentos, em geral em pequena quantidade, para melhorar o aspecto, o sabor, a consistência ou a conservação.
A inocuidade é relacionada com um determinado coeficiente de segurança calculado com base no conhecimento do coeficiente máximo de ingestão que não produz reação desfavorável em animais de experimentação.
Aditivo alimentar intencional
A inocuidade de um aditivo intencional não é testada em humanos antes de ser lançada no mercado.
A letra E antes do número do aditivo indica que ele já está há tempo suficiente no mercado para ser considerado seguro para humanos.
NOEL e IDA
NOEL: No Observed Effect Level — Nível Sem Efeito Observado
É a maior concentração da substância, encontrada por observação e/ou experimentação, que não causa alterações fisiopatológicas nos organismos tratados.
IDA: Ingestão diária aceitável (calculado a partir de NOEL)
A análise toxicológica de um único aditivo alimentar leva de 4 a 5 anos para ser concluída, utiliza aproximadamente 650 animais de laboratório (ratos, camundongos, coelhos, cães) e seu custo pode chegar a 1 milhão de dólares.
A análise toxicológica determina o coeficiente de segurança do aditivo: NOEL
Estudos para estabelecer o NOEL:
Toxicidade crônica
Exposição através de dietas contendo diferentes níveis do produto:
24 meses para ratos;
18 meses para camundongos;
5 anos para cães.
Histopatologia (estudo microscópico dos tecidos vivos que apresentaram lesões para estabelecer como se originaram.)
Oncogenicidade (capacidade de causar um tumor).
Níveis que não causam efeito.
Toxicidade sub-crônica
Exposição através de dietas contendo diferentes níveis do produto.
Período de tempo nunca inferior a 1/10 da vida do animal.
90 dias para ratos e camundongos.
1 ano para cães. 
Exames de sangue e urina.
Histopatologia.
Conclusão: Níveis que náo causam efeito.
Estudos para estabelecer o NOEL:
Mutagenicidade
Danos genéticos e mutações, toxicidade celular.
Estudo “In Vitro”: células microbianas e de mamíferos.
Estudo “In Vivo”: animais.
Níveis que não causam efeito.
Teratogênese/reprodução
Avaliação do potencial teratogênico (defeitos de nascimento e efeitos fetotóxicos (sobre o desenvolvimento do feto).
Avaliação do potencial de efeitos sobre a reprodução (fertilidade, acasalamento, abortos etc.) através de, no mínimo, duas gerações.
Níveis
que não causam efeito.
Avaliação do risco
NOEL
(mg/kg de massa corpórea/dia)
Crônico (ratos)				15
Crônico (camundongos)			25
Crônico (cães)				32,5
Teratogênese (coelhos)			50
Teratogênese (ratos)				28,5
Reprodução (ratos)				30
IDA =
15
100
IDA =
Menor NOEL
Fator de segurança
IDA = 0,15 mg/kg
Fator de segurança 100: considera o ser humano 10 vezes mais sensível que os outros animais (fator interespecífico) e também que, entre os seres humanos, há aqueles que são 10 vezes mais sensíveis que os seus semelhantes (fator intraespecífico). 10 x 10 = 100.
Segundo o Ministério da Saúde, os aditivos alimentares não devem ser encarados como agentes causadores de doenças. Seu uso é regulamentado, por meio da Anvisa, em alimentos específicos, na menos quantidade possível, para alcançar o efeito desejado.
Em 9 de agosto de 2002 a Anvisa proibiu o uso em todo o território nacional do aditivo INS 425 – Goma Konjak. Esse adtivo utilizado em sobremesas, balas e doces gelificados foi apontado como o responsável por casos de asfixia de crianças no Canadá, EUA e Taiwan, pois ficou constatado que na forma de gel a goma Konjak não se dissolve na saliva humana.
após 1 semana
Memória visual:
após 3 meses
– 100% de acerto.
– 50% de acerto.
após 1 semana
Memória gustativa:
após 3 meses
– 80% de acerto.
– 80% de acerto.
{
{
 corantes
Naturais
Vegetal
Animal
Cochonilha
(fêmeas do Coccus cacti)
Ácido carmínico
Urucú
(sementes)
Bixina
b-caroteno
clorofila
Sintéticos
Tartrazine (1916)
Fast Green (1927)
Brilhant Blue (1929)
Sem similar na natureza
Corantes naturais de origem mineral (pigmentos) são mais utilizados em preparações cosméticas e farmacêuticas.
 os corantes podem ser
Caramelo
Artificiais
1906: dos 90 utilizados apenas 7 foram autorizados.
Dimetilaminoazobenzol (amarelo para manteiga): câncer de fígado em ratos.
Tartrazina (amarelo para confeitos): fortes reações alérgicas.
Aspectos toxicológicos
A síntese da anilina por Perkin em 1856 deu margem à fabricação de inúmeros corantes sintéticos, mais bonitos, mais baratos e de maior aceitabilidade por parte do consumidor o que ocasionou a rejeição do mercado aos corantes naturais.
Os corantes naturais foram usados nos alimentos durante muito tempo sem que ninguém considerasse que pudessem ser tóxicos.
Um estudo mais profundo desses corantes tem mostrado uma grande dificuldade na identificação das substâncias químicas que eles contêm, e, portanto, do quanto o seu consumo livre e irrestrito é inseguro.
No final do século XIX, mais de 90 corantes sintéticos eram utilizados em alimentos.
Corante para tecidos
Corante para confeitos
Tartrazina
 Usada em balas, sorvetes, chicletes, gelatinas, massas de tomate e xaropes infantis.
 É o corante mais reativo de todos. Pessoas sensíveis podem ter urticária, rinite ou asma.
 Apresenta INS: E 102 mas, por lei, seu nome deve vir escrito por extenso nas embalagens.
 corantes
O salmão selvagem é naturalmente rosa-alaranjado devido à sua alimentação à base de camarão e krill
Apenas 5% de todo o salmão vendido nos EUA e praticamente 0% do que é vendido no Brasil é do tipo selvagem
 Corantes de salmão
O salmão comercializado é criado em fazendas subaquáticas e apresenta cor que varia do cinza ao bege-claro, passando no máximo por um rosa pálido
Para ficar no mesmo tom que o salmão selvagem ele recebe uma ração com aditivos derivados do petróleo.
O salmão criado em fazendas:
É dez vezes mais barato que o salmão selvagem mas é vendido pelo mesmo preço
É menos saboroso
Possui o dobro de gordura total (e o dobro de gordura saturada)
A análise de algumas amostras indicou quantidades de antibióticos e pesticidas acima do permitido por lei
Astaxantina
Cantaxantina
São substâncias acrescentadas com a finalidade de modificar, intensificar ou mascarar o aroma e o sabor do alimento.
Há cerca de 5000 sabores identificados na natureza e existem @ 2000 sabores disponíveis no mercado, reproduzíveis em laboratório.
 aromatizantes ou flavorizantes
Sabor ou “flavor”
Gosto
(língua)
Aroma
(nariz)
Aroma
Parte
Volátil
 os aromatizantes ou flavorizantes
 podem ser
 Naturais: obtidos diretamente da fonte original. 
 Exemplo: essência de baunilha extraída das sementes 	 da orquídea vanilla planifolia
 Artificiais: obtidos artificialmente a partir de uma ou mais substâncias encontradas na natureza.
 Exemplo: vanilina (essência de baunilha), obtida a partir da oxidação do eugenol extraído do cravo-da-índia. Trata-se de uma substância natural obtida artificialmente.
 Sintéticos: obtidas em laboratório, sem similar na natureza.
 Exemplo: aroma fantasia tutti-fruti, sabor coca-cola etc.
Ricos toxicológicos
Aromas naturais x Aromas artificiais
O senso comum imagina que as coisas naturais são melhores do que as artificiais, na realidade nem sempre é assim.
Há substâncias artificiais que não causam nenhum dano à saúde, e há substâncias naturais que são perigosíssimas (o que em geral é uma questão de dosagem).
Exemplo:
A noz-moscada, uma especiaria muito usada na culinária em pequenas porções, se ingerida inteira pode até matar, porque possui muita miristicina, uma substância tóxica.
Reações de formação de aromas artificiais
Reações de formação de aromas artificiais
Aroma natural de fumaça
Aroma natural de fumaça
Aroma natural de fumaça
Quantidade máxima
Substância
Usos mais comuns
60 mg/kg
15 mg/kg
90 mg/kg a 120 mg/kg
Biscoitos, balas, sopas
Molhos, condimentos
Carnes e derivados, queijos, pescados
 aromatizantes
Podem causar alergia; retardam o crescimento e produzem câncer em animais de laboratório
 Riscos à saúde
OBTENÇÃO DE FUMAÇA LÍQUIDA
Secagem e queima da serragem de madeira em fornos especiais.
A fumaça é capturada em torres de condensação.
A fumaça líquida condensada é bombeada para um tanque de decantação.
Precipitam o alcatrão, o benzopireno e outros policíclicos.
Só permanecem dissolvidos os compostos responsáveis pelo aroma de fumaça (?).
Os demais aromatizantes não possuem restrição de uso prevista em lei.
A FAO/OMS estabeleceu o IDA para glutamato monossódico, NaC5H6NO4 (reforçador de sabor), em 120 mg/kg de massa corporal para adultos (exceção feita a crianças menores de um ano).
A ingestão diária excessiva (@ 500 mg/kg) causou em ratos:
 Necrose neurais agudas em algumas regiões do cérebro;
 Interrupção do desenvolvimento do esqueleto;
 Obesidade e
 Esterilidade em fêmeas.
São substâncias orgânicas artificiais, não açucaradas, que dão sabor doce aos alimentos. Podem, ou não, ser metabolizados pelo organismo.
 edulcorantes
 Metabolismo dos edulcorantes
A b-D-tagatose é obtida a partir do soro de leite.
A produção ainda é pequena e seu custo muito elevado porque deve ser utilizado na mesma quantidade que o açúcar comum
Para viabilizar seu uso a substância está sendo vendida para o consumidor misturada com sucralose ou com sacarina.
b-D-frutose
b-D-tagatose
Bioquímica – Exercício da Fuvest
O aspartame, adoçante artificial, é um éster de um dipeptídeo.
Esse adoçante sofre hidrólise, no estômago, originando aminoácidos e uma terceira substância.
 Escreva as fórmulas estruturais dos aminoácidos formados nessa hidrólise.
b) Qual é a terceira substância formada nessa hidrólise? Explique de qual grupo funcional se origina essa substância.
a)
b)
O neotame apresenta um grupo éster que, ao sofrer hidrólise no organismo, também libera metanol
Da mesma forma que no aspartame, o metanol liberado pode sofrer oxidação liberando metanal.
São substâncias que impedem ou retardam as alterações provocadas por microrganismos ou enzimas. São inibidores de reação.
 conservantes
Ácido benzóico: alergias, distúrbios gastrintestinais
p-hidroxibenzoato de n-propila: dermatite;
redução de atividade motora
p-hidróxibenzoato de metila: dermatite; redução de atividade motora
Dióxido de enxofre: redução do nível de vitaminas B1 nos alimentos; aumenta a freqüência de mutações genéticas em animais de laboratório
Nitratos (de Na ou K): carcinógenos
Nitritos (de Na ou K): carcinógenos
 Riscos à saúde
salsicha
salsicha
São substâncias que sofrem oxidação mais facilmente do que aquelas que constituem o alimento ou a bebida, principalmente os óleos e as gorduras, os carboidratos e as enzimas (presentes em frutas e verduras). 
 antioxidantes
Óleos e gorduras
Ranço
Sabor e odor desagradáveis
Carboidratos
Mudança de cor, perda de sabor e aroma
Frutas e
verduras
Escurecimento e perda das propriedades nutritivas
Observação:
BHA – 3-t-butil-4-hidróxi-1-metóxibenzeno e BHT – 3,5-di-t-butil-4-metil-1-hidróxibenzeno
Ácido fosfórico: aumento da ocorrência de cálculos renais
Ácido nordihidroguaiarético: interfere nas enzimas do metabolismo das gorduras
BHA e BHT: ação tóxica sobre o fígado, interfere na reprodução de cobaias de laboratório
Fosfolipídeos: acréscimo do colesterol sangüíneo
Galato de propila: reações alérgicas, interfere na reprodução de animais de laboratório
 Riscos à saúde
Os antioxidantes são considerados menos nocivos ao organismo humano do que os produtos da oxidação dos alimentos, principalmente de óleos e gorduras.
Esses produtos podem causar arteriosclerose da aorta e destruição de vitaminas A e E do organismo que passam a exercer a função antioxidante.
Conceito de forças intermoleculares – Exercício da FUVEST
Uma das propriedades que determina maior ou menor concentração de uma vitamina na urina é a sua solubilidade em água.
Qual dessas vitaminas é mais facilmente eliminada na urina? Justifique.
Dê uma justificativa para o ponto de fusão da vitamina C ser superior ao da vitamina A.
A vitamina C é mais facilmente eliminada pela urina porque apresenta um número maior de grupos – OH na sua molécula, o que favorece a formação de várias pontes de hidrogênio com a água, facilitando a sua solubilidade neste solvente. A vitamina C é hidrossolúvel.
	A vitamina A é predominantemente apolar e, portanto, é lipossolúvel, o que dificulta sua eliminação do organismo.
b)	Pontes de hidrogênio são interações intermoleculares fortes. A presença de maior número de grupos – OH na vitamina C favorece o aparecimento de uma quantidade maior de pontes de hidrogênio entre as moléculas dessa substância justificando o seu maior ponto de fusão.
Conceito de óxido-redução – Exercício da Unicamp
Ali na geladeira há um pacote de lingüiças. Você sabia que elas contêm nitrito de sódio, uma substância tóxica? Bastam 4 gramas para matar uma pessoa; além disso é conhecido carcinógeno. Esse sal é adicionado em pequenas quantidades para evitar a proliferação da bactéria Clostridium Botulinum, que produz uma toxina muito poderosa: 2 x 10-6 mg da mesma são fatais para uma pessoa, veja só que perigo! Bem, vamos deixar agora os cálculos de lado. Pelo que está aqui no livro, uma das maneiras de identificar a presença do ânion nitrito é adicionar; numa solução, íons ferro II e um pouco de ácido. Nessa reação forma-se NO, além de ferro III e água.
Escreva as semi-reações de óxido-redução que se referem à reação descrita, que ocorre em solução aquosa.
	- E mais – complementa Chuá. – O monóxido de nitrogênio, NO, formado combina-se com ferro II, que deve estar em excesso, para formar uma espécie marrom escuro. Isto identifica o nitrito. Considere que a composição dessa espécie obedece à relação 1 : 1 e apresenta carga bipositiva.
b)	Escreva a fórmula molecular dessa espécie.
Óxido-redução – Mercúrio Pulsante
1 H2O2(aq) + 2 H3O1+ + 2 elétrons ® 4 H2O(l)
1 Fe(s) ® 1 Fe3+ + 3 elétrons
1 Cu(s) + 2 FeCl3(aq) ® 1 CuCl2(aq) + 2 FeCl2(aq)
A oxidação de gorduras e carboidratos é catalisada pela presença de íons metálicos.
Seqüestrantes são substância que apresentam a propriedade de prender e inativar um íon metálico ajudando a proteger o alimento da oxidação.
 sequestrantes
O EDTA é um núcleo quelato – nome derivado de quelas, que significa garras de caranguejo.
Na fórmula a seguir, o íon cobre II é “seqüestrado” pelo EDTA por meio de duas ligações iônicas deslocalizadas entre o Cu2+ e os 4 átomos de oxigênio e os 2 átomos de nitrogênio que o circundam. 
 mecanismo de ação
Conceito de constante de equilíbrio – Exercício da Unicamp
Íons como Cu2+, Fe3+ e Fe2+, presentes em certos alimentos, como por exemplo maionese, podem causar a sua deterioração através da formação de peróxidos. Para evitar este problema, em alguns alimentos industrializados pode ser adicionada uma substância que complexa (reage com) estes íons, impedindo a sua ação. Esta substância, genericamente conhecida como “EDTA”, é adicionada na forma de seu sal de sódio e cálcio.
A reação que ocorre entre os íons “indesejáveis” e o “EDTA” adicionado pode ser representada pela equação:
CaEDTA2+ + Men+ ® MeEDTAn – 4 + Ca2+
Os valores dos logaritmos das constantes de equilíbrio para as reações de complexação desses íons com EDTA são:
Men+		log Keq
Fe2+		14,4
Cu2+		18,8
Fe3+		25,1
Qual dos íons Men+ será removido com mais eficiência? Justifique.
b)	Escreva a equação química que representa a reação entre CaEDTA2- e o íon escolhido no item a da questão.
A reação com o íon Fe3+ apresenta o maior valor de constante de equilíbrio, portanto é a que está mais deslocada no sentido de formação de produtos, ou seja, de formação do complexo. O íon Fe3+ é removido com mais eficiência.
b)	CaEDTA2+ + Fe3+ ® FeEDTA3 – 4 = -1 + Ca2+
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