Aula 4 Transformacoes quimicas 1

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24/07/2016
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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, 
CIÊNCIA E TECNOLOGIA
RIO GRANDE DO NORTE
Disciplina: Química e Bioquímica de Alimentos – Componentes
Secundários e Transformações
Transformações químicas (Carboidratos e 
reações de lipídeos)
Prof ª. MSc. Dayana do Nascimento Ferreira
Currais Novos, Julho de 2016.
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
RANCIDEZ LIPÍDICA
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Durante o transporte e processamento de frutas e
hortaliças, frequentemente ocorrem rupturas nos
tecidos celulares, causando escurecimento.
Por que e como este processo ocorre?
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Tudo inicia com a oxidação enzimática de
compostos fenólicos (provocadas pelas
polifenoloxidade – PPOS)
 Formação da quinona, que rapidamente se
condensa, formando pigmentos escuros e
insolúveis (melanoidinas);
Melanoidinas
SUBSTRATOS FENÓLICOS: MONO DI E POLIFENÓIS
PPO
PPO
OXIDAÇÃO
ENZIMÁTICA
POLIMEROS 
COLORIDOS
Fenois
incolores
Orto fenois
incolores
Orto quinonas
coloridas
O2
REAÇÃO DE ESCURECIMENTO ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
 Principais enzimas responsáveis pelo escurecimento
enzimático em produtos de origem Vegetal:
 Peroxidase
 Polifenoloxidase
A ação destas enzimas resultam na formação de
pigmentos escuros, acompanhados de mudança na
aparência e nas propriedades sensoriais do produto.
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ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Desejável:
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 Escurecimento não enzimático – fenômeno de
caramelização e/ou interação de proteínas ou aminas
com carboidratos.
Estão associadas com o aquecimento e o
armazenamento dos alimentos.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 Podem ser de três tipos:
1. Caramelização
2. Oxidação de ácido ascósbico
3. Reação de Maillard
Caramelização
•Não requer 
oxigênio
•Não requer 
NH2
•pH ótimo de 
3,0 a 9,0
•Produto final: 
Caramelo 
Oxidação do 
ácido ascórbico
•Requer 
oxigênio
•Não requer 
NH2
•pH ótimo 
3,0<pH<5,0
•Produto final: 
Melanoidinas
Reação de 
Mailard
•Não requer 
oxigênio
•Requer NH2
•pH ótimo > 
7,0
•Produto final: 
Melanoidinas
SERAVALLI, 2007 
CARAMELIZAÇÃO
 1858 – M. A. Gelis (químico francês) - primeiro
estudo publicado sobre a cor do caramelo
 O trabalho de Gelis indicou que a caramelização da
sacarose contêm três produtos principais:
- caramelana (C12H18O9) um produto da desidratação
- e dois polímeros, caramelen (C36H50O25) e caramelin
(C96H102O51).
Diferentes tonalidades do caramelo em função da temperatura 
CARAMELIZAÇÃO
 Durante o aquecimento de carboidratos (açúcares e
xaropes de açucares) na ausência de compostos
nitrogenados, ocorre uma série de reações que resultam
do seu escurecimento.
 Envolve a degradação de açúcares (temperaturas
maiores que 120ºC).
 Resulta em produtos de degradação de alto peso
moleculares e escuros, denominado caramelos.
 O caramelo é um corante marrom, também é um agente
flavorizante preparado através da pirólise do açucar.
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ALIMENTOS QUE CONTEM CORANTE DE CARAMELO O QUE ACONTECE SE DEIXARMOS ESTE COPO
DE SUCO DE LARANJA FORA DA GELADEIRA?
OXIDAÇÃO DO ÁCIDO ASCÓRBICO
 Vitamina C – Sensível ao ar, calor e luz
 A reação é acelerada por íons metálicos (Cu++ e Fe++) e
catalizadores.
 A contaminação com íons metálicos (cobre e ferro)
durante o processamento resulta no aumento da
oxidação do ácido ascórbico para deidrácido ascórbico.
Ácido ascórbico + pH ácido + T 
Furfural
Melanoidinas
Polimerização
OXIDAÇÃO DO ÁCIDO ASCÓRBICO REAÇÃO DE MAILLARD
 1912 - Louis-Camille Maillard (médico e químico
francês) - primeiro a descrever e explicar de maneira
detalhada a reação que leva o seu nome.
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REAÇÃO DE MAILLARD
 É extremamente desejável em alguns alimentos, pois
confere sabor, aroma e cor característicos a esses
alimentos.
 café
 cacau
 carne cozida
 pão
 bolos
 Indesejável em outros:
 leite em pó
 Ovos e derivados desidratados
REAÇÃO DE MAILLARD
 A reação ocorre entre açúcares redutores e
aminoácidos com produção de melanoidinas,
polímeros insaturados, cuja cor varia de marrom claro
até preto.
 A reação de Maillard compreende três fases: Inicial,
Intermediária e Final.
 Compostos formados caracterizam o alimento: aroma; 
sabor; cor.
 Industrialmente: produção de corantes e saborizantes
alimentares
FASE INICIAL
Açucares 
redutores
aminoácidos
Produtos 
ainda 
incolores e 
sem sabor e 
aroma
FASE INICIAL
 As reações envolvidas são: condensação, enolização,
rearranjo de Amadori ou de Heyns.
1. Reação de condensação – união de duas moléculas com
perda de uma molécula de H2O.
2. Rearranjo de Amadori – catalizada por ácidos e bases
(produto inicial uma aldose e final uma cetose).
3. Rearranjo de Heyns – o produto inicial é uma cetose e
o final é uma aldose amina (ocorre de forma mais
lenta).
FASE INTERMEDIÁRIA
 Inicia-se a percepção de aromas.
 A cor torna-se amarelada.
FASE FINAL
 Desenvolvimento de cor, aroma e sabor.
 Diferentes sabores e aromas são produzidos nessa
reação, em função de diferentes aminoácidos (definem o
sabor e aroma).
FATORES QUE AFETAM A REAÇÃO DE MAILLARD
1. Temperatura – preferencialmente t maiores que
70ºC. A reação aumenta de 2 a 3 vezes para cada
aumento de 10ºC.
2. pH – a velocidade da reação é máxima próximo da
neutralidade
3. Tipo de açúcar – a presença de açúcar redutor é
essencial
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FATORES QUE AFETAM A REAÇÃO DE MAILLARD
4. Atividade de água – Ocorre um maior
escurecimento em valores de atividade em aw
intermediários (0,5 a 0,8).
5. Catalizadores – a velocidade da reação é
acelerada por ânions como citrato, fosfato e por íons
metálicos como cobre bivalente em meio ácido.
ASPECTOS ORGANOLÉPTICOS E NUTRICIONAIS
 Aroma, sabor e cor
 Tradições específicas de culturas como, por exemplo,
derivados de soja;
 Desejável: fritura, assados, grelhados, doces; café e
chocolate; refrigerante cola;cerveja escura;balas,
toffees,caramelos
Influência positiva 
 Compostos formados caracterizam o alimento:
aroma; sabor; cor;
 Industrialmente: produção de corantes e
saborizantes alimentares.
DESVANTAGENS
 Perda de aW e valor nutricional;
 Perda da qualidade da proteína (consumo durante a
reação);
 Melanoidinas: efeitos antinutricionais (complexação
com micronutrientes, destruição de vitaminas, inibição
de enzimas).
QUIZ
 1 - Quais são os tipos de escurecimento não enzimático?
 2 - Ao preparar um pudim de leite, é necessário fazer
uma calda, para isso, normalmente é utilizado açúcar.
Explique como ocorre a conversão do açúcar em calda e
que tipo de escurecimento é este ?
 3 - Qual a diferença entre o escurecimento ocorrido pela
caramelização e a reação de Maillard?
 4 - Quantas e quais são as fases da reação de Maillard?
 5 - Quais os fatotes que afetam a reação de Maillard?
QUIZ
 6 - Explique como ocorre o processo o escurecimento
enzimático?
 7 - Quais as principais enzimas responsáveis pelo
escurecimento enzimático em produtos de origem
Vegetal? A ação destas enzimas resultam em que?
 8 - Cite 5 exemplos de alimentos que contem corante
de caramelo:
 9 - Cite 2 vantagens do escurecimento por Maillard:
 10 - Cite 2 desvantagens do escurecimento por
Maillard:
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REAÇÕES DE RANCIFICAÇÃO
 Conjunto de reações de degradação dos lipídios
que afetam profundamente as qualidades
organolépticas resultando em sabores e odores
anômalos, conhecidos como ranço.
 Tipos de rancificação:
– Oxidativa (autoxidação),
– Hidroliticaa) química (ácida ou básica)
b) Lipolítica (lipase)
 Desvantagem
– Diminuição do valor nutritivo (ácidos graxos
essenciais)
– Perda de atividade vitamínica
– Perda de cor (carotenóides)
– Efeitos tóxicos
– Diminuição das qualidades organolépticas
 Vantagem
– Na maturação de queijos azuis
– Produção de odores e sabores característicos em
queijos
– Camembert, Roquefort
VANTAGENS E DESVANTAGENS
RANCIDEZ LIPÍDICA (OXIDATIVA)
 A rancidez oxidativa é a principal responsável pela
deterioração de alimentos ricos em lipídeos, por que
resulta em alterações indesejáveis de:
 Cor
 Sabor
 Aroma
 Consistência do alimento
FATORES QUE INFLUENCIAM NA
OXIDAÇÃO LIPÍDICA
 Quantidade de O2 presente.
 Oxidação não ocorre na ausência de O2
Composição da gordura
 Grau de insaturação
 Tipo de ácido graxo insaturado
RANCIFICAÇÃO OXIDADATIVA
 Não ocorre normalmente em ácidos graxos
saturados (ligações simples precisam de alta
energia de ativação)
 Etapas:
– INICIAÇÃO
– PROPAGAÇÃO
– TERMINAÇÃO
Características:
– Baixo consumo de oxigênio,
– Formação de peroxidos
– Catalizada por altas temperaturas, luz e metais
(Cu, Fe, Ni, Co, Mn);
– Aroma e sabor dos alimentos inalterados.
INICIAÇÃO
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Características:
o Radicais livres combinam-se com o oxigênio,
propagando a reação de oxidação (reação em
cadeia).
o Formação e decomposição de peróxidos
o Grande consumo de O2
o Início de alterações de aroma e sabor.
PROPAGAÇÃO
Características:
• Diminuição do consumo de oxigênio;
• Desaparecimento de certa quantidade de radicais livres;
• Redução da concentração de peróxidos;
• Alterações de aroma, sabor, cor e consistência
TERMINAÇÃO
TERMINAÇÃO
Características:
– Grande variedades de substâncias são formadas:
– aldeídos,
– alcoóis,
– ácidos de baixo peso molecular,
– Oxiácidos,
– Cetoácidos,
– Cetonas
– Outros compostos encontrados nas gorduras
rancificadas
TERMINAÇÃO
Características:
Odor característico e desagradável do ranço:
Associado à aldeídos de baixo peso molecular.
A viscosidade aumenta devido à formação de
polímeros de alto peso molecular.
O aparecimento da cor é devido à formação de
polímeros insaturados.
ATIVIDADE
 1 – O que é rancificação?
 2 - Quais as alterações provocadas nos alimentos pela
oxidação lipídica?
 3 - Cite 1 vantagens e 2 desvantagens da oxidação
lipídica em alimentos:
 4 - Quais os fatores que influenciam na oxidação
lipídica?
 5 - Quais as etapas da oxidação lipídica?
 6 – Na fase de terminação da oxidação lipídica, grande
variedades de substâncias são formadas, cite 5 delas:
 7 - As características de odor, viscosidade e cor são
relacionadas a quais substâncias na etapa de terminação
da reação de oxidação lipídica?
Dúvidas:
dayana.nascimento@ifrn.edu.br