a agua

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Química de Alimentos
&
Água
Luciana Moreno
Introdução 
Química de Alimentos
O que é Química de Alimentos?
A química de alimentos é um dos tópicos
principais da ciência dos alimentos, tratando da
composição e das propriedades e estrutura das
substâncias em alimentos, bem como das
transformações químicas que eles passam durante
manipulação, processamento e armazenamento.
Alimentos 
Tecidos biológicos ou derivados de
tecidos biológicos
Sistemas altamente organizados
Condições mantidas para que não
ocorra a destruição ou morte destes.
Alimentos
Submetidos a situações extremas durante os processos:
Preservar a qualidade dos alimentos ou
modificar suas propriedades
- Altas temperaturas
- desidratação
- congelamento
- alta concentração salina
- baixo pH
- reações químicas
Multidisciplinaridades
Química de
Alimentos
Química Física
Engenharia
Biologia 
Reações químicas, 
físicas e enzimáticas
Processos 
Equipamentos
Produtos vegetais e 
animais
Químico de Alimentos
O Químico de alimentos ocupa-se do material 
biológico morto ou moribundo (fisiologia pós-
colheita de plantas e pós-morte dos músculos) e 
das modificações ocorridas por ele quando 
exposto a diversas condições ambientais. 
Exemplos
 Condições adequadas para a manutenção dos processos
vitais residuais durante a comercialização de frutas frescas
e vegetais.
 Condições de incompatibilidade com os processos vitais
quando a preservação do alimento a longo prazo é
desejada.
- Propriedades químicas de alimentos derivados de tecidos
processados (farinhas, sucos de frutas e vegetais,
constituintes isolados e modificados, alimentos
manufaturados), alimentos provenientes de material
unicelular (ovos e microrganismos)
Exemplos
Estratégias para o estudo da química de 
alimentos 
A química de alimentos está caracteristicamente
relacionada à identificação dos determinantes
moleculares, das propriedades materiais e da reatividade
química de matrizes alimentares, bem como à aplicação
efetiva desse à melhora de formulações, processos e
estabilidade dos alimentos.
Um dos seus objetivos é a relação de causa efeito e
estrutura-funcionalidade entre diferentes classes de
componentes químicos.
A abordagem analítica da química de alimentos inclui quatro
componentes, a saber:
•Determinação das propriedades que são características
importantes de um alimento seguro é de elevada qualidade;
•Determinação das reações químicas e bioquímicas que
influenciam de maneira relevante em termos de perda de
qualidade e/ou salubridade do alimento;
Estratégias para o estudo da química de 
alimentos 
•Integração dos dois pontos anteriores, de modo a entender
como as reações químicas e bioquímicas-chave influenciam
na qualidade e na segurança.
•Aplicação desse conhecimento a várias situações
encontradas durante a formulação, processamento e
armazenamento de alimentos.
Estratégias para o estudo da química de 
alimentos 
Exemplos 
Enlatados
a esterilidade “comercial”, aplicada a alimentos de baixa
acidez, significa a ausência de esporos viáveis de Clostridium
botulinum.
Isso pode ser traduzido por um conjunto de condições
especificas de aquecimento para um produto específico, em
uma embalagem específica. Dados os requisitos de tratamento
térmico, pode-se selecionar condições específicas de tempo e
temperatura para que se otimize a retenção de atributos de
qualidade.
Segurança (alimento deve estar livre de qualquer substância química ou
contaminação microbiológica prejudicial no momento de seu consumo):
Exemplo 
Manteiga de amendoim
segurança operacional considerada, principalmente
como a ausência de aflatoxinas (substâncias
carcinogênicas produzidas por algumas espécies de
fungos).
A etapa da prevenção do crescimento do fungo em
questão pode ou não interferir na retenção de algum outro
atributo de qualidade; ainda assim, as condições que
resultam em produtos seguros devem ser empregadas.
Atributo Alteração
Textura Perda de solubilidade
Perda da capacidade de retenção de água
Endurecimento
Amolecimento
Sabor Desenvolvimento de rancidez (hidrolítica ou oxidativa)
sabor cozido ou caramelo
outros odores indesejados
sabores desejados
Cor Escurecimento
Branqueamento
Desenvolvimento de cores desejadas (p.ex., escurecimento em produtos cozidos)
Valor nutricional Perda, degradação ou alteração da biodisponibilidade de proteínas, lipídeos,
vitaminas, minerais e outros componentes benéficos a saúde.
Segurança Geração de substâncias tóxicas
Desenvolvimento de substâncias com efeito protetor a saúde 
Inativação de substâncias tóxicas
Tabela 1: Classificação das alterações que podem ocorrer durante
manipulação, processamento, ou armazenamento.
Tipo de reação Exemplos
Escurecimento não enzimático Produtos cozidos, secos e de umidade intermediária.
Escurecimento enzimático Frutas e vegetais cortados
Oxidação Lipídeos (odores indesejáveis), degradação de vitaminas, 
descoloração de pigmentos, proteínas (perda do valor 
nutricional)
Hidrólise Lipídeos, proteínas, carboidratos, vitaminas,pigmentos.
Interação com metais Complexação (antocianinas), perda de Mg da clorofila, catálise 
da oxidação.
Isomerização de lipídeos Isomerização cis trans, 
não conjugado conjugado
Ciclização de lipídeos Ácidos graxos monocíclicos
Oxidação e polimerização de lipídeos Formação de espuma durante a fritura
Desnaturação de proteínas Coagulação da gema do ov, inativação de enzimas
Interligação entre proteínas Perda de valor nutricional durante processamento alcalino
Síntese e degradação de polissacarídeos Pós-colheita de plantas
Alterações glicolíticas Pós-colheita do tecido vegetal, pós-morte do tecido animal
Tabela 2: Algumas das reações químicas e bioquímicas que podem levar à alteração 
da qualidade ou segurança dos alimentos. 
Alterações por Enzimas 
Ocorrem por enzimas procedentes do próprio
produto ou elaboradas por microrganismos.
Modificação Organolépticas: Cor, sabor e a
textura do produto
Enzima em contato com oxigênio atmosférico Amadurecimento 
Alterações por Agentes Químicos
Escurecimento não enzimático 
- pigmentação : reação de Maillard 
Alterações Físicas
Temperatura
Mudanças de temperatura durante
armazenamento
Precipitação da lactose (açúcar): recristalização do sorvete
Luz Solar
Exposição de alimentos a luz – mudança no sabor
A deterioração de um alimento costuma ser constituída por 
uma série de eventos primários, seguidos de eventos 
secundários (reações e interações dos componentes dos 
alimentos) que, por sua vez, tornam-se evidentes pela 
alteração de atributos de qualidade.
Evento primário Efeito secundário Atributo influenciado
Hidrólise de lipídeos Ácidos graxos livres reagem com
proteína
Textura, sabor, valor nutricional
Hidrólise de
polissacarídeos
Açúcares reagem com proteínas Textura, sabor, cor, valor
nutricional
Oxidação de lipídeos Produtos de oxidação reagem com
diversos outros constituintes
Textura, sabor, cor, valor
nutricional; pode ocorrer a
formação de substancias
tóxicas
Contusões em plantas Ruptura celular, liberação de enzimas,
disponibilidade de oxigênio
Textura, sabor,cor, valor
nutricional
Aquecimento de produtos
da horticultura
Perda de integridade de parede e
membrana celulares, liberação de
ácidos, inativação de enzimas.
Textura, sabor, cor, valor
nutricional
Aquecimento do tecido
muscular
Desnaturação e agregação de
proteínas, inativação de enzimas.
Textura, sabor, cor , valor
nutricional.
Conversão cis trans
em lipídeos
Aumento da taxa de polimerização
durantefritura
Formação excessiva de espuma
durante a fritura, diminuição do
valor nutricional e
biodisponibilidade de lipídeos,
solidificação do óleo de fritura.
Tabela 3: Exemplos de relações causa-efeito associadas a alterações em
alimentos durante manipulação,armazenamento e processamento.
Análise de situações ocorridas durante o 
armazenamento e o processamento de 
alimentos
Uma vez que já foram descritos os atributos de alimentos
seguros e de alta qualidade, as reações químicas
relevantes envolvidas na deterioração de alimentos, e a
relação entre ambos, pode-se iniciar a consideração sobre
a aplicação dessa informação a situações ocorridas durante
o armazenamento e o processamento de alimentos.
Fatores do produto Fatores ambientais
Propriedades químicas dos componentes
individuais (incluindo catalisadores), conteúdo
de oxigênio, pH, atividade de água, Tg e Wg.
Temperatura (T); tempo (t); composição da
atmosfera; tratamentos físicos, químicos ou
biológicos impostos; exposição à luz;
contaminação; dano físico
Tabela 4: Fatores relevantes que controlam a estabilidade de alimentos durante
manipulação, processamento e armazenamento.
Nota: Atividade de água = p/po, onde p é a pressão de vapor da água sobre o alimento e po é a pressão de
vapor da água pura; Tg é a temperatura de transição vítrea; Wg é o conteúdo de água do produto na Tg.
Temperatura
-Variável mais importante em função de sua grande
influência em todos os tipos de reações químicas
-Relacionada com a Energia de ativação (ΔE)
estado de ativação onde reação pode 
ocorrer
Altas temperaturas, maior energia de
ativação e maior velocidade de reação
Tempo
Durante o armazenamento de um alimento, costuma-se 
informar sobre qual período se espera que o alimento 
mantenha um nível específico de qualidade.
Tempo em relação ao total das alterações químicas e/ou 
microbiológicas 
Que ocorrem durante o tempo de
armazenamento
Modo como a combinação dessas alterações 
determinam um prazo para o armazenamento 
Durante o processamento, existe interesse em se
conhecer o tempo necessário de inativação de uma
determinada população de microrganismos ou o tempo
necessário para que uma reação ocorra, a extensão
desejada
Exemplos:
Escurecimento desejado em batata chips durante fritura
Oxidação de lipídeos
Escurecimento não enzimático
pH 
-Velocidade de reações químicas e enzimáticas:
Valores extremos
inibi crescimento de microbiano ou de
processos enzimáticos
acelerar reações catalisadas por
ácidos ou bases
Composição 
Determina quais reatantes estão disponíveis para a reação
Qualidade 
relação existente entre a composição da
matéria-prima e a composição do produto
acabado.
Exemplos
- O modo como frutas e vegetais são manipulados no pós-
colheita pode influenciar no conteúdo de açúcar, e isso, por
sua vez pode influenciar no grau de escurecimento obtido
durante desidratação ou fritura;
Exemplos
- O modo como tecidos animais são manipulados no
pós-morte exerce influência sobre a velocidade e
extensão da glicólise e sobre a degradação de ATP;
esses fatores, por sua vez, podem influenciar em
tempo de armazenamento, rigidez, capacidade de
retenção de água, sabor e cor;
- A mistura de matérias-primas pode resultar em
interações inesperadas, por exemplo, a taxa de
oxidação pode ser acelerada ou inibida dependendo
da quantidade de sal presente.
Água
Atividade de água (aw)
aw influencia fortemente na velocidade de reações
catalisadas por enzimas, na oxidação de lipídeos, no
escurecimento não enzimático, na hidrólise da
sacarose, na degradação da clorofila, na degradação
de antocianinas, entre outras.
Transição vítrea (Tg) 
A temperatura de transição vítrea (Tg) de alimentos
e o correspondente conteúdo de água (Wg) na Tg
estão relacionados às taxas de eventos de difusão
limitada nos alimentos.
propriedades físicas de alimentos congelados e
desidratados,
condições adequadas de liofilização,
alterações físicas que envolvem a cristalização, a
recristalização, a gelatinização e a retrogradação do amido,
em para reações químicas limitadas por difusão.
Composição da Atmosfera 
-umidade relativa e ao conteúdo de oxigênio
Exemplos:
a formação prematura de pequenas quantidades de ácido
deidroascórbico (a partir da oxidação do ácido ascórbico) pode
resultar em escurecimento pela reação de Maillard, durante o
armazenamento.
Embalagens com atmosfera modificada
Condições de armazenamento
Os químicos de alimentos devem ser capazes de
integrar informações sobre atributos de qualidade dos
alimentos, reações de deterioração a que os alimentos
são suscetíveis e fatores que controlam os tipos e as
velocidades dessas reações, a fim de resolverem
problemas relacionados a formulação, processamento
e estabilidade, durante o armazenamento.
Água
Como sabemos, a água e um dos constituintes mais importante
da Terra. Ingrediente essencial da vida, a água e talvez o recurso
mais precioso que a terra fornece a humanidade, e o qual deve ser
preservado
E fundamental que recursos hídricos apresentem condições
físicas, químicas e microbiológicas para sua utilização, assim
como a água, por exemplo, que deve estar disponível em
quantidade e qualidade satisfatória para atender as necessidades dos seres 
vivos em especial do homem.
Utilização da água:
- abastecimento humano, 
- abastecimento industrial, 
- irrigação,
- geração de energia elétrica,
- irrigação,
- navegação, 
- diluição de despejos,
- preservação da flora e fauna, 
aquicultura e recreação.
Água na Natureza
A água e rara no sistema solar e no universo conhecido, mas e
bastante abundante em nosso planeta.
É condição essencial para a existência da vida, pois todos os organismos 
necessitam de água para sobreviver. No entanto, sua disponibilidade e um 
dos fatores mais importantes a moldar os ecossistemas.
A água encontra-se disponível sob varias formas físicas (solida,
liquida e gasosa), cobrindo cerca de 70% da superfície do planeta.
E encontrada principalmente no estado liquido, constituindo um
recurso renovável por meio do ciclo hidrológico.
Sob o ponto de vista tecnológico e econômico, 0,5% de toda a
água encontrada no planeta representa água doce que pode ser
extraída de lagos, rios e aquíferos. Entretanto, boa parte dessa água
encontra-se em locais de difícil acesso ou encontra-se poluídas.
Assim, estima-se que cerca de 0,003% do volume total de água do
planeta seja disponível para o direto consumo humano.
Nas fases do ciclo hidrológico são observadas variações naturais
que afetam a quantidade e também a qualidade da água doce
disponível para a humanidade. Devemos levar em consideração que
importantes alterações tem ocorrido nas fases desse ciclo por causa
de intervenções humanas, intencionais ou não.
Problemas como escassez, estiagem e cheias
podem ser devido a causas naturais ou por interferência do
homem.
Água & Saúde
A água pode veicular um elevado número de enfermidades e essa 
transmissão pode se dar por diferentes mecanismos. 
O mecanismo de transmissão de doenças mais comumente lembrado e 
diretamente relacionado à QUALIDADE DA ÁGUA é o da ingestão, por 
meio do qual um individuo sadio ingere água que contenha 
componente nocivo a saúde e a presença desse componente no 
organismo humano provoca o aparecimento de doença. 
Um segundo mecanismo refere-se a quantidade insuficiente de água, gerando 
hábitos higiênicos insatisfatórios e dai doenças relacionadas a inadequada higiene 
dos utensílios de cozinha, do corpo, do ambiente domiciliar 
Um segundo mecanismo refere-se a quantidade insuficiente de água, 
gerando hábitos higiênicos insatisfatóriose dai doenças relacionadas a 
inadequada higiene dos utensílios de cozinha, do corpo, do ambiente 
domiciliar 
E importante destacar que tanto a qualidade da água 
quanto a sua quantidade e regularidade de 
fornecimento são fatores determinantes para o 
acometimento de doenças no homem. 
Doenças 
Transmitidas
Pela 
Água
Segundo a Organização Mundial 
de Saúde (OMS), 25 milhões
de pessoas no mundo morrem 
por ano devido a transmissão 
de doenças pela água, como a 
cólera e diarreias.
A Química da Água
É de conhecimento geral que a estrutura química de uma molécula de água e 
formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio: H2O
No entanto, deve ser lembrado que esses dois elementos apresentam formas 
isotópicas, a saber:
• Hidrogênio : H1 (próton), H2 (deutério), H3 (trítio)
• Oxigênio : O16, O17, O18.
Na atmosfera de nosso planeta, os átomos de oxigênio estão distribuídos na 
seguinte proporção: 10 átomos O17 : 55 átomos O18 : 26.000 átomos O16
A combinação dos diversos isótopos de hidrogênio e oxigênio
fornece uma variedade de 48 formas de água, das quais 39 são
radioativas e apenas nove são estáveis:
Esta última forma (D2O18) e conhecida como água pesada, sendo
utilizada em reatores nucleares para moderação da velocidade dos
nêutrons. A forma predominante e de maior interesse ecológico e H2O16
A água apresenta quatro orbitais híbridos sp3, que sao ocupados
por dois pares de elétrons isolados e dois pares compartilhados,
duas ligação O-H, que são covalentes polares. A estrutura
resultante e descrita como angular, o que proporciona a
substancia um caráter polar.
Quimicamente falando:
Utilização da H2O:
Homem
Meio Ambiente
Ecologia
Propriedades Químicas da Água
pH
O potencial hidrogeniônico representa a intensidade das 
condições ácidas ou alcalinas do meio liquido por meio da 
medição da presença de íons hidrogênio (H+). É calculado 
em escala antilogaritmica, abrangendo a faixa de 0 a 14:
Inferior a 7: condições ácidas 
Superior a 7: condições alcalinas 
pH= - log[H+]
O valor do pH influi na distribuição das formas livre e ionizada
de diversos compostos químicos, além de contribuir para um
maior ou menor grau de solubilidade das substâncias e de
definir o potencial de toxicidade de vários elementos.
Alterações de pH:
Origem natural: dissolução de rochas, fotossíntese.
Antropogênica: despejos domésticos e industriais. Baixos
valores de pH podem contribuir para corrosividade e
agressividade, enquanto valores elevados aumentam a
possibilidade de incrustações. Para a adequada manutenção da
vida aquática, o pH deve situar-se geralmente na faixa de 6 a 9.
Existem, no entanto, várias exceções a essa recomendação,
provocadas por influências naturais, como e o caso de rios de cores
intensas, em decorrência da presença de ácidos húmicos
provenientes da decomposição de vegetação.
Nessa situação, o pH das águas e sempre ácido (4 a 6), como pode
ser observado em alguns cursos d’agua na planície amazônica.
A acidificação das águas pode ser também um fenômeno derivado
da poluição atmosférica, mediante complexação de gases poluentes
com o vapor d’agua, provocando o predomínio de precipitações
acidas.
Acidez
A acidez, em contraposição a alcalinidade, mede a capacidade da
água em resistir as mudanças de pH causadas pelas bases. Ela
decorre, fundamentalmente, da presença de gás carbônico livre na
água.
Origem da acidez: 
Natural (CO2 absorvido da atmosfera ou resultante da 
decomposição de matéria orgânica, presença de H2S) 
Antropogênica (despejos industriais, passagem da água por 
minas abandonadas). 
Alcalinidade
A alcalinidade indica a quantidade de íons na água que reagem 
para neutralizar os íons hidrogênio. 
Constitui, portanto, uma medição da capacidade da água de
neutralizar os ácidos, servindo assim para expressar a capacidade
de tamponamento da água, isto é, sua condição de resistir a
mudanças do pH.
Potencial hidroxiniônico : 
pOH= - log[OH-]pOH
Os principais constituintes da alcalinidade são os bicarbonatos 
(HCO3-), carbonatos (CO32-) e hidróxidos (OH-). 
Outros ânions, como cloretos, nitratos e sulfatos, não contribuem 
para a alcalinidade
A distribuição entre as três formas de alcalinidade na água é 
função do seu pH:
pH > 9,4 (hidróxidos e carbonatos) 
pH entre 8,3 e 9,4 (carbonatos e bicarbonatos) 
pH entre 4,4 e 8,3 (apenas bicarbonatos) 
Verifica-se assim que, na maior parte dos ambientes aquáticos, a
alcalinidade deve-se exclusivamente a presença de bicarbonatos. Valores
elevados de alcalinidade estão associados a processos de decomposição
da matéria orgânica e a alta taxa respiratória de microrganismos, com
liberação e dissolução do gás carbônico (CO2) na agua. A
A maioria das águas naturais apresenta valores de alcalinidade na 
faixa de 30 a 500 mg/L de CaCO3
Dureza
Indica a concentração de cátions multivalentes em solução na água. 
Os cátions mais frequentemente associados a dureza são os de cálcio e
magnésio (Ca2+, Mg2+) e, em menor escala, ferro (Fe2+), manganês
(Mn2+), estrôncio (Sr2+) e alumínio (Al3+).
A dureza pode ser classificada como dureza carbonato ou dureza não 
carbonato, dependendo do ânion com o qual ela esta associada. 
DUREZA CARBONATO: corresponde a alcalinidade, estando
portanto em condições de indicar a capacidade de
tamponamento de uma amostra de água.
DUREZA NÃO CARBONATO: refere-se a associação com os 
demais ânions, a exceção do Ca e do Mg.
A origem da dureza das águas também pode ser:
Natural: dissolução de rochas calcárias (Ca e Mg)
Antropogênica: lançamento de efluentes industriais
UNIDADE II. Estudo da água.
2.1. Definição;
2.2. Propriedades físicas e mudanças de estado da água;
2.3. Estrutura da água e do gelo;
2.4. Interação água-soluto;
2.5. Miscibilidade da água;
2.6. A água nos alimentos;
- Água livre; - Água ligada; - Atividade de água (conceito, 
importância, métodos de determinação); - Isotermas.
Conceito- é a substância que se encontra em maior
quantidade no interior da célula. É considerada um solvente
universal, atuando como dispersante de inúmeros
compostos orgânicos e inorgânicos das células.
•Origem- quanto à origem, a água do organismo pode
ser:
Endógena - Aquela proveniente das reações químicas que
ocorrem no próprio organismo, com liberação de água.
Ex: água liberada durante a síntese de proteínas,
polissacarídeos, lipídios e ácidos nucléicos e, ainda, no final
da respiração celular.
Exógena - Aquela proveniente da ingestão.
Ex: água contida nos alimentos ingeridos.
Quantidade- a taxa de água de um organismo varia em função
de três fatores básicos:
atividade de tecido ou órgão,
idade do organismo e
Espécie estudada.
•Atividade : Normalmente, quanto maior a atividade
metabólica de um tecido, maior é a taxa de água que nele se
encontra.
Órgão Porcentagem de água
Encéfalo de embrião 92,0%
Músculos 83,0%
Pulmões 70,0%
Rins 60,8%
Ossos 48,2%
Dentina 12,0%
Idade: Geralmente, a taxa de água decresce com o
aumento da idade. Assim, um feto humano de três
meses tem 94% de água e um recém-nascido tem
aproximadamente 69%.
•Espécie: No homem, a água representa 65% do peso
do corpo; em certos fungos, 83% do peso é de água; já
nas medusas (águas-vivas) encontramos 98% de água.
Os organismos mais "desidratados" são as sementes e os
esporos de vegetais (10 a 20% de água). Sabemos, no
entanto, que eles estão em estado de vida latente, somente
voltando à atividade se a disponibilidade de água aumentar.
•Nota - 0 teor de água num organismo desenvolvido não pode variar muito, sob
pena de acarretar a morte. Calcula-se que nos mamíferos uma desidratação de
mais de 10% já é fatal.
Veremos maistarde que os organismos terrestres, já
que estão constantemente sujeitos a perdas de água,
desenvolveram mecanismos sofisticados que reduzem
essas perdas ao mínimo.
Propriedades- a água é muito importante sob o ponto
de vista biológico, devido às suas propriedades físico-
químicas. Dentre elas, pode-se citar:
Calor específico: muito alto, Atua no equilíbrio da
temperatura dentro da célula, impedindo mudanças
bruscas de temperatura, que afetam o metabolismo
celular.
Poder de dissolução: muito grande. É, por isso,
considerada o solvente universal. Essa propriedade é
muito importante, pois todas as reações químicas
celulares ocorrem em solução..
A água é importante meio de transporte de substâncias
dentro e fora das células.
>Tensão superficial: grande. Moléculas com cargas
aderem fortemente às moléculas de água, o que permite
a manutenção da estabilidade coloidal
Funções
•Solvente universal - Atua como dissolvente da
maioria das substâncias celulares. É o líquido em que
estão dispersas as partículas do colóide celular, que
estudaremos mais adiante. É fundamental para as
reações químicas que ocorrem no organismo.
Ex: participa das reações de hidrólise na matéria viva.
Transporta substâncias dentro ou fora da células.
•É uma via de excreção, ou seja, arrasta para fora do 
corpo as substâncias nocivas produzidas pelo indivíduo, 
assim como as que estão em excesso.
•Termorregulação: é importante fator de termorregulação 
dos seres vivos. 0 calor específico da água (ou seja, 
número de calorias necessárias para elevar a temperatura 
de 1 grama de água de 14,5'C para (15,5'C) é o valor mais 
alto entre os solventes comuns, ou seja, igual a 1. 
Quanto maior o calor específico maior a 
capacidade de absorver ou liberar calor sem mudar a 
temperatura.
Graças a isso, a água contida nos organismos 
vivos conserva, praticamente, constante a temperatura de 
tais organismos em relação ao seu ambiente. 
Devido a tal propriedade, provavelmente, os 
oceanos terem sido o meio ideal para a origem da vida e 
para a evolução das formas mais primitivas de seres 
vivos.
A água tem uma estrutura molecular simples.
Ela é composta de um átomo de oxigênio e dois
átomos de hidrogênio.
O oxigênio tem 4 pares de elétrons em torno do átomo
de oxigênio, dois deles envolvidos nas ligações covalentes
com o hidrogênio e dois pares não-compartilhados no outro
lado do átomo de oxigênio.
O átomo de oxigênio é mais "eletronegativo" que o
átomo de hidrogênio, ou seja, tem mais "afinidade" pelos
elétrons.
A água é uma molécula "polar", 
A habilidade dos íons e de certas moléculas de se 
dissolver na água é devida à polaridade. Ex.:
Várias propriedades peculiares da água são devidas 
às pontes de hidrogênio. 
Ex.:O gelo flutua as ligações hidrogênio mantêm as 
moléculas de água mais afastadas no sólido do que no 
líquido, onde há uma ligação hidrogênio a menos por 
molécula;
Elevado calor de vaporização;
Uma forte tensão superficial;
Um alto calor específico e 
Propriedades solventes quase universais. 
O efeito hidrofóbico, ou seja, a exclusão de 
compostos contendo carbono e hidrogênio (compostos 
apolares), é outra propriedade da água causada pelas 
ligações hidrogênio. 
Obs.: O efeito hidrofóbico é particularmente 
importante na formação das membranas celulares. 
• Interação entre as moléculas
• Pontes de hidrogênio
• Interações eletrostáticas
Água
• Interação com solutos
Carregados; Cristalinos ; Apolares
Propriedades
Água
• Interação com solutos
• Anfipáticos
Propriedades
Água
Ionização
• Constante de equilíbrio
Produto iônico da água
]][[
]][[
BA
DC
K eq 
DCBA 
Água
Autodissociação da água e a escala de pH.
O poder solvente da água exerce um papel
fundamental nos processos biológicos devido as suas
propriedades ácido-base.
O grau de dissociação da água em íons hidrogênio
(H+) e hidroxila (OH-) é determinante das propriedades
ácido-base nos sistemas biológicos.
O comportamento bioquímico de muitos compostos depende de 
suas propriedades ácido-básicas. 
Arrhenius.  ácido - libera H+ e base – libera - OH -
Lowry-Brönsted  base - receptor de próton – :NH3 [ (CH3)-
>(NH2)- > HO- > NH3 > HS- > F- ]
ácido - doador de próton. 
[CH4 < NH3 < H2O < NH4+ < H2S < HF < HCl ]
Lewis  ácido - aceita par de elétrons - espécies com orbitais de 
valência vazios; 
base – doador de par de elétrons – espécies com elétrons de 
valência não ligantes
pH pH
suco de limão 2,2 – 2,4 urina humana 4,8 – 8,4
vinho 2,8 – 3,8 leite de vaca 6,3 – 6,6
vinagre 3,0 saliva humana 6,5 – 7,5
suco de tomate 3,5 água potável 6,5 – 8,0
cerveja 4 – 5 sangue humano 7,3 – 7,5
queijo 4,8 – 6,4 água do mar 8,3
TAMPÕES
Uma solução tampão é formada por um ácido fraco 
e sua base conjugada ou vice-versa. 
HA + A- = Tampão  a adição de pequenas 
quantidades de H+ serão neutralizadas por A- e ou de OH-
pelo H+ do HA, mantendo o pH constante. 
[A-]/[HA] = 10 a [A-]/[HA] = 0,1 o tampão funcionará. 
Se tem concentração relativa próxima às variações 
(adição de H+ ou OH-) que o tampão poderá sofre, este não 
funcionará. Por tanto, um tampão deverá ter concentrações 
relativas do par ácido-base conjugada, pelo menos 10 vezes 
maior que as variações que poderá sofrer. 
Se a concentração do ácido (doador de prótons) for 
igual à sua base conjugada, o pH resultante do tampão será 
igual ao pKa.
Atividade de Água vs Umidade
Umidade - Valor quantitativo de água em uma 
amostra em base seca ou base úmida. Depende da 
quantidade de amostra.
Atividade de Água - Medida do estado de energia 
da água em um sistema (Qualitativo). Não depende da 
quantidade de material.
Atividade de Água fornece informação sobre:
• Crescimento microbiano; • Migração da Água
• Estabilidade Química e Bioquímica
Propriedades de ligação da água
• Efeitos coligativos ou interação de solutos
• Efeito matricial ou interação de superfície
• Efeitos capilares
A combinação destes fatores no alimento reduz a 
energia de sua água em comparação com a água pura.
Atividade de água - Limite de solubilidade para solutos comuns
Atividade de água de soluções de NaCl a 25°C
aa limite para crescimento microbiano
• Leveduras osmóticas ~ 0.60
•Levedura ~ 0.88
• Bolores ~ 0.70
• Bactéria ~ 0.91
Estabilidade química e bioquímica
• Escurecimento não enzímico
• Oxidação lipídica
• Degradação de nutrientes
• Reações enzímicas
aa influencia velocidades de reações:
Água atua como:
• solvente; • reagente
• modifica a mobilidade dos reagentes (viscosidade)
Escurecimento não enzimíco
• Reações de Maillard: complexa 
série de reações.
• Forma componentes heterocíclicos 
nitrogenados com cor
• Perda máxima de nitrogênio amino 
ocorre a aa 0.65-0.70
• Perda reduzida a alta e baixa aa
O excesso de umidade nos grãos representa um dos 
fatores que resultam na perda do produto, devido à sua 
associação a outros, como temperatura e o próprio grão, 
proporcionando substrato ideal à proliferação microbiana. 
Os macro e micro nutrientes, que compõem os 
produtos destinados à alimentação humana e animal, 
dependem da presença de água, que confere textura, 
disponibilidade orgânica, palatabilidade, estabilidade e 
maior peso. Entretanto, esta água pode ser o principal fator 
intrínseco na decomposição do produto. 
A melhor medida da concentração de água, em termos de 
propriedades físico-químicas, nos produtos, refere-se à 
medição de sua atividade (aa), ou seja, medição do teor 
de água livre no produto.A água pode ocorrer como água 
ligada e água livre, resultando em conteúdo total de água 
(umidade). Podendo-se apresentar-se intimamente ligada 
às moléculas constituintes do produto, não podendo ser 
removida ou utilizada para qualquer tipo de reação, onde 
o metabolismo dos microorganismos é paralisado, não 
havendo desenvolvimento ou reprodução; 
ou pode encontrar-se livre, estando disponível 
para as reações físicas (evaporação), químicas 
(escurecimento) e microbiológicas, tornando-se a 
principal responsável pela deterioração do produto. A 
velocidade das reações químicas, desejáveis ou não, 
depende da mobilidade e concentração dos compostos 
e enzimas envolvidos, que são conferidas pela 
quantidade de água livre. 
A determinação da atividade de água, permite a inibição da
reprodução microbiana, reações enzimáticas, oxidativas e
hidrolíticas do produto, assegurando embalagem e
condições de armazenamento adequados, valorizando o
produto, economicamente. O produto com atividade de
água estabelecida pode apresentar maior qualidade e
rendimento, melhor preservação e tempo de vida
determinado com maior rigor.
A diferença entre umidade e presença de atividade de 
água num produto pode ser evidenciada através de uma 
força motriz, presente no produto, que proporciona o 
transporte da água livre de um ponto de atividade de água 
mais intensa, para outro ponto em que a atividade de água 
seja reduzida,
O comportamento microbiano frente à aa é 
extremamente variável, sendo que as bactérias são mais 
exigentes, quanto à disponibilidade de água livre, em relação 
aos fungos e leveduras. 
Os substratos com aa inferior a 0,600 estão
assegurados quanto à contaminação microbiana.
Alimentos com alto teor de lipídeos, que apresentam
atividade de água na faixa de 0,300 a 0,400 são mais
estáveis à oxidação química e microbiana.
A partir de aa 0,650 começa a ocorrer a proliferação
de microrganismos específicos, sendo que, até aa 0,750,
somente algumas bactérias halofílicas (de desenvolvimento
em terrenos salgados), leveduras osmofílicas e fungos
xerofílicos (de desenvolvimento em ambientes secos) podem
se desenvolver.
HIGIENE E SEGURANÇA DE ALIMENTOS
FATORES INTRÍNSECOS
Relacionados com as características próprias do alimento.
São eles:
- Aa
- pH
- Potencial de oxi-redução
- Composição química
- Fatores antimicrobianos naturais
- Interações entre microrganismos
ATIVIDADE DE ÁGUA
Os microrganismos necessitam de água para sua sobrevivência.
Para metabolismo e multiplicação, os microrganismos exigem a
presença de água na forma disponível.
O parâmetro que mede a disponibilidade de água de um alimento
denomina-se atividade de água (Aa)
ATIVIDADE DE ÁGUA
Define-se Aa como sendo a relação existente entre a pressão parcial de
vapor da água contida no alimento (P) e a pressão parcial de vapor de
água pura (Po), a uma dada temperatura:
Aa = P / Po
ATIVIDADE DE ÁGUA
A adição de sais, de açúcar e de outras substâncias provoca a redução
do valor de Aa de um alimento por reduzir o valor de P.
Porém a redução é variável em função da natureza da substância
adicionada, quantidade adicionada e da temperatura.
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ATIVIDADE DE ÁGUA
Aa de um alimento pode ser reduzida através da remoção da água
(desidratação) e do congelamento.
Os valores de Aa variam de 0 a 1. Considerando que a Aa da água pura
é 1,00.
Os microrganismos têm um valor mínimo, um valor máximo e um valor
ótimo de Aa para sua multiplicação.
ATIVIDADE DE ÁGUA
Em geral, bactérias requerem Aa mais alta que os fungos.
A maioria das bactérias deteriorantes não se multiplicam em Aa
inferior a 0,91, enquanto que os fungos deteriorantes podem se
multiplicar em Aa de até 0,80.
Os valores de Aa mais baixos encontrados em literatura, em
relação a multiplicação microbiana, são de 0,75 para bactérias,
0,65 para bolores e 0,60 para leveduras.
ATIVIDADE DE ÁGUA
A qualquer temperatura, a capacidade de microrganismos
multiplicarem-se abaixa quando a Aa abaixa.
Porém quanto mais próxima da temperatura ótima de multiplicação
daquele microrganismo. Mais larga é a faixa de Aa em que o
crescimento microbiano é possível.
ATIVIDADE DE ÁGUA
Aa depende ainda de outros fatores intrínsecos:
- pH do meio
- Potencial de óxido-redução
- Presença de substâncias antimicrobianas naturais ou
intencionalmente adicionadas.
ATIVIDADE DE ÁGUA
De uma forma geral, quando esses fatores provocam um afastamento
das condições ótimas para a multiplicação de determinado
microrganismo, mais alto será o valor de Aa necessária.
Todas as reações químicas das células são dependentes de água.
Aa de alguns Alimentos
Alimentos Aa
Frutas frescas e vegetais 0,97
Aves e pescados 0,98
Carnes frescas 0,95
Ovos 0,97
Pão 0,95 a 0,96
Queijos (maioria) 0,91 a 1,00
Queijo parmesão 0,68 a 0,76
Carnes curadas 0,87 a 0,95
Bolo assado 0,90 a 0,94
Gelatina 0,82 a 0,94
Farinha de trigo 0,67 a 0,87
Mel 0,54 a 0,75
Frutas secas 0,51 a 0,89
Cereais 0,10 a 0,20
Açúcar 0,10
Aa mínima para multiplicação de microrganismos 
importantes em Alimentos
Grupos Aa
Bactérias deteriorantes 0,90
Leveduras deteriorantes 0,88
Bolores deteriorantes 0,80
Bactérias halofílicas 0,75
Bolores xerofílicos 0,65
Leveduras osmofílicas 0,61
pH aproximado de alguns alimentos
Alimento pH
Abóbora 5,0 a 5,4
Alface 6
Azeitona 3,6 a 3,8
Batata 5,3 a 5,6
Beringela 4,5
Cenoura 4,9 a 6,0
Couve 6,3
Couve-flor 5,6
Feijão 4,6 a 6,5
Milho 7,3
Nabo 5,2 a 5,5
Repolho 5,4 a 6,0
Salsa 5,7 a 6,0
Tomate 4,2 a 4,3
pH aproximado de alguns alimentos
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Alimento pH
Ameixa 2,8 a 4,6
Banana 4,5 a 4,7
Figo 4,6
Laranja (suco) 3,6 a 4,3
Lima 1,8 a 2,0
Maça 2,9 a 3,3
Melancia 5,2 a 5,6
Uva 3,4 a 4,5
Creme de Leite 6,5
Leite 6,3 a 6,5
Manteiga 6,1 a 6,4
Queijo 4,9 a 5,9
pH aproximado de alguns alimentos
Alimento pH
Carne bovina moída 5,1 a 6,2
Frango 6,2 a 6,4
Presunto 5,9 a 6,1
Atum 5,2 a 6,1
Camarão 6,8 a 7,0
Caranguejo 7
Molusco 6,5
Ostra 4,8 a 6,3
Peixe fresco 6,6 a 6,8
Salmão 6,1 a 6,3
Valores de pH para multiplicação de alguns 
microrganismos
Grupos
pH
Mínimo Ótimo Máximo
Bactérias (maioria) 4,0 6,5 a 7,5 9
Leveduras 1,5 a 3,5 7,5 a 8,5 11
Bolores 1,5 a 3,5 4,5 a 6,8 8 a 10,5
POTENCIAL DE OXI-REDUÇÃO (Eh)
Potencial de Oxi- Redução (Eh)
Alimentos Valores
Origem Vegetal 300 e 400mV +
Carnes grandes pedaços 200mV -
Carnes moídas 250mV+
Queijos 20 a 200mV -
INTERAÇÕES ENTRE MICRORGANISMOS
Um microrganismo ao se multiplicar, pode produzir metabólicos que
podem afetar a capacidade de sobrevivência e de multiplicação de
outros microrganismos.
As bactérias láticas, produtoras de ácido lático podem alterar o pH do
alimento, tornando o mais ácido.
Muitos microrganismos são capazes de produzir determinadas
substâncias com atividade bactericida, denominadas
genericamente de bacteriocinas.
INTERAÇÕES ENTRE MICRORGANISMOS
A adição de microrganismos inofensivos a um produto pode estimular
o processo competitivo existente entre os componentes da microbiota
presente. Os microrganismos patogênicos podem ficar desfavorecidos
nessa competição e serem eliminados ou terem sua população
reduzida.
Vem sendo utilizado no controle de contaminaçãode aves com
patógenos como Salmonella.
FATORES EXTRÍNSECOS
Relacionados com o ambiente em que o alimento se encontra.
Os mais importantes são:
- Umidade
- Composição química da atmosfera que envolve o alimento
- Temperatura ambiental
UMIDADE
Um alimento está em equilíbrio com o ambiente quando a umidade
relativa (UR) é igual a Aa.
Alimentos conservados em ambiente com UR superior a sua Aa
tenderão a absorver umidade do ambiente, causando um aumento em
sua Aa.
Alimentos conservados em ambiente com a UR inferior à sua Aa,
perderão água, causando diminuição na sua Aa.
COMPOSIÇÃO GASOSA DO AMBIENTE
A composição gasosa do ambiente que envolve um alimento pode
determinar os microrganismos que poderão nele predominar.
A presença de oxigênio favorecerá a multiplicação de microrganismos
aeróbios.
A ausência de oxigênio causará predominância dos anaeróbios.
Modificações são capazes de causar alterações na microbiota que
sobrevive ou que se multiplica em determinados alimentos.
TEMPERATURA AMBIENTAL
O fator ambiental mais importante que afeta a multiplicação de
microrganismo.
Os microrganismos podem multiplicar-se em uma faixa bastante ampla
de temperatura. Havendo registro de multiplicação a um mínimo de -
35ºC e um máximo de 90ºC.
Os microrganismos são divididos nos seguintes grupos:
TEMPERATURA AMBIENTAL
Microrganismos psicrófilos: temperatura de multiplicação entre
- 5ºC e 20ºC, com um ótimo entre 10ºC e 15ºC.
Microrganismos psicrotróficos: temperatura de multiplicação
entre -5ºC e 7ºC, com variação de velocidade de multiplicação.
- Europsicrotrófico: não formam colônias visíveis até o 6º-10º dia
nessa faixa de temperatura;
- Estenopsicrotrófico :formam colônias visíveis em cinco dias, em
temperatura de 0ºC a 7ºC;