Relatório Química de alimentos caramelização

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
ENGENHARIA DE ALIMENTOS
DOMINIQUE SANTANA
ERICA SANTOS
FILIPE PATROCÍNIO 
HELLEN CAROLINA DOS SANTOS MOTA
ILANA SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caramelização em meio neutro, ácido e alcalino
 
 
 
 
 
FEIRA DE SANTANA
2018
 
Caramelização em meio neutro, ácido e
alcalino
Relatório apresentado como cumprimento acadêmico da disciplina Química de Alimentos II - (Prática) – TEC332 do curso de Engenharia de Alimentos, requerido pelo professor Ernesto Martínez da Universidade Estadual de Feira de Santana.
 
Feira de Santana
 2018
Sumário
Introdução Teórica........................................................................................... 
Objetivo .......................................................................................................... 
Materiais e Métodos.......................................................................................
Resultados e Discussões ..............................................................................
Conclusão .....................................................................................................
Referências Bibliográficas................................................................................
Introdução Teórica
Caramelização, é uma reação não enzimática que envolve a degradação de açúcar na ausência de aminoácidos, mantém-se estável em temperaturas intermediárias, mas em temperaturas altas(120°C-220°C), esses açúcares são pirolisados, resultando em diversos produtos decorrentes da degradação de coloração escura denominado caramelos.(Araújo, 1999).
Segundo Ribeiro, 2007 o mecanismo dessa reação ainda é desconhecido. Sabe-se que o aquecimento provoca quebra de ligações glicosídicas, quando elas existem como na sacarose, abertura do anel hemiacetálico, formação e novas ligações glicosídicas. Como resultado ocorre à formação de polímeros insaturados, os caramelos.
Ribeiro, 2007 afirma que a sacarose é usada para produção de aromas e corantes de caramelo, via reação de caramelização. Ela é aquecida com ácido ou sais de amônio produção de vários produtos usados em alimentos e bebidas, como por exemplo, refrigerante tipo “cola” e cervejas.
 2. Objetivo
Verificar a velocidade de formação de caramelo através da reação da sacarose em meio ácido, básico e neutro . 
 
 3. Materiais e Métodos
 3.1 Materiais
 3.2 Método
 
4. Resultados e Discussões
Araújo 1999, sugere que a reação de caramelização é essencialmente iônica, podendo ser catalisadas por ácidos ( pH2-4) ou bases (pH 9-10). A velocidade da reação é maior em meio alcalino. 
Observou-se um tempo relativamente curto de reação ao aquecermos a sacarose com o NaOH (base), tempo intermediário com o HCl (ácido) e um tempo maior, portanto um aquecimento mais intenso na reação com a água( meio neutro). Há depender do modo de preparação o caramelo que por ser um coloíde adquire cargas elétricas, ou não, o que afeta a sua solubilidade em meio ácido. A sacarose após hidrólise em meio acido sofre isomerização, essa etapa torna-se altamente instável devido a presença de ligações insaturadas. 
Observou-se que o béquer contendo apenas água e sacarose, levou maior tempo para o início do escurecimento, visto que, para este ocorrer, foi necessário a evaporação da água, pois, segundo OETTERER 2006, quando ocorre a fusão da sacarose, esta perde água e se decompõe nos anidridos de glicose e anidridos de frutose ou glicosanos e levulosanos. A velocidade da reação aumentará, de forma que esta será autocatalisada devido a formação de água formada que é responsável por este fato. 
	
Os anidridos formados se combinam com a água e produzem ácidos derivados que hidrolisam a sacarose que ainda não se fundiu por completo, produzindo glicose e frutose. Os levulosanos e glucosanos produzidos também podem se ligarem a água, fazendo com o que frutose e glicose apareçam novamente. Ocorrem desidratações e hidrólises sucessivas durante a reação, formando como produtos finais predominantes, ácidos como o acético e o fórmico, provenientes de aldeídos como o formaldeído e o hidroximetilfurfural, diacetil, carbonilas e grupos enólicos. 
Estes compostos por serem voláteis, são responsáveis pelo aroma, assim como por conferir cor, visto que, são ativos, de forma a se complexarem e formar o polímero que é um pigmento de cor escura denominada melanoidina. Ao aquecer este sistema a 200ºC a degradação da sacarose é promovida por desintegração, com formação de espuma e pigmento, em 3 estágios de formação da cor. No final, há a recombinação dos produtos de degradação e ocorre a formação do caramelo. Ao continuar o aquecimento após a formação do caramelo, haverá a carbonização ou queima.
Em meio ácido, a caramelização ocorre geralmente três etapas. A sacarose hidrolisada em frutose e glicose em meio ácido, (H+ ),na primeira etapa, o açúcar redutor proveniente da hidrólise, sofre uma isomerização a nível do C1, grupamento redutor, formando 1 isômero pela passagem de um hidrogênio do C2 ao C1 o qual é receptor de prótons, e perde o caráter aldeídico, formando o 1, 2 enol, constituindo-se em um álcool. Há uma dupla ligação insaturada entre o C1 e o C2, tornando esta etapa muito instável.
	
Na segunda etapa haverá a eliminação de 3 moléculas de água, sendo que, quando a 1º molécula é eliminada ocorre um rearranjamento ou isomerização que produz 1 isômero insaturado,que por ser altamente instável é rapidamente transformado em 1 isômero saturado mais estável. Neste momento há a saída das outras duas moléculas de água. Há contração do isômero, que permite uma ligação hemi-acetálica entre os carbonos 2 e 5, sendo o hidroximetilfurfural, HMF, que promoverá a cor.
O HMF é formado por um anel de 5 elementos, sendo eles a furanose, com grupamento aldeídico bastante reativo presente no carbono 1 o qual está ligado ao anel no C2, e um grupamento metílico hidroxilado no C6, ligado ao anel no C5. O produto obtido é o 5 hidroximetil, 2 furaldeído ou hidroximetil furfural. Encerra-se aqui a segunda etapa. A terceira etapa, se dá pela polimerização do HMF que irá produzir um polímero colorido, chamado melanoidina, tendo em vista que o HMF, antes da polimerização não é colorido. 
 
De forma ordenada, a caramelização em meio alcalino também se dá basicamente em três etapas, visto que, de acordo com OETTERER 2006, o açúcar na forma redutora, em meio alcalino, (OH- ), sofre rearranjamento ou isomerização, levando à obtenção do enol ao nível dos Carbonos 1 e 2, adquirindo caráter álcool. É instável devido a insaturação, como na caramelização em meio ácido ,ocorrendo a finalização da etapa. 
As reações se sequenciam como na caramelização em meio ácido até a formação do HMF e melanoidinas. Tanto a manose, como a frutose chegam ao 1,2 enol, caracterizando-se como uma reação reversível. Na segunda etapa, há a tendência de fragmentação do 1,2 enol em compostos constituídos por 3 átomos de carbono, formando gliceraldeído, triose- enediol, piruvaldeído e ácido lático,os quais possuem grupos muito reativos, como aldeido, álcool e ácido. Essa fragmentação também pode ser chamada como, "Degradação de Holtamand". Esses compostos são reativos, e de rápida oxidação, assim como promove o escurecimento. Na terceira etapa formam-se polímeros a partir desses compostos, que produzem as melanoidinas.
 
5. CONCLUSÃO
A partir das informações obtidas através da literatura , podemos concluir que, ao submeter um açúcar em meio ácido ou alcalino, o açúcar redutor formado através da hidrólise isomeriza e enoliza, sendo que em uma segunda etapa em meio ácido, há desidratação do isômero e a formação do HMF, já em meio alcalino ocorre a fragmentação em compostos altamente reativos. A ultima etapa é responsável pela produção de polímeros que são as melanoidinas, pigmentos que conferemcor. Diante o exposto podemos observar que se tratam reações autocatalizadas pela eliminação de água, além de aceleradas pelo calor e umidade.
6.REFERÊNCIAS
ARAÚJO, J.M. Química de alimentos-Teoria e prática. Viçosa, imprensa universitária, Universidade Federal de Viçosa, 1999.
OETTERER, Marília. Escurecimento não enzimático.2006/ Disponível em :http://www.esalq.usp.br/departamentos/lan/pdf/Quimica. Acesso em: 04 maio. 2018.
RIBEIRO, Eliana Paula. Química de alimentos. 2ª Ed. São Paulo :Edgar Blucher, 2007.