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Roteiro 1 Introdução 2 Classificação geral 3 Tipos de lipídeos 4 Propriedades físicas 5 Tratamento de modificação das gorduras 6 Métodos de determinação 7 Considerações finais Lipídeos 1. Introdução Lipídeos Grupo heterogêneo de compostos encontrados em todos os organismos vivos e que de maneira geral apresentam natureza hidrofóbica e solubilidade em solventes orgânicos. Funções nos Alimentos Principal aporte energético da dieta; Veículo de vitaminas lipossolúveis; Melhoram paladar e sensação de saciedade; Função estrutural – membranas; Suscetíveis a processos de transformação estrutural – Diferentes aplicações na Indústria de Alimentos ; Importante papel tecnológico – emulsificante, texturizante, aromatizante, umectante, etc. 2. Classificação geral Segundo estrutura química - Simples: acilgliceróis, triacilgliceróis, ácidos graxos, ceras, ésteres de esteróis - Complexos: glicerofosfolipídeos, fosfolipídeos, esfingolipídeos, lipoprotídeos, cerebrosídeos, gangliosídeos - Derivados: carotenóides, esteróides, vitaminas liposolúveis, pigmentos (resultantes da hidrólise dos S e C) Segundo polaridade - Polares: glicerofosfolipídeos, fosfolipídeos, esfingolipídeos, lipoprotídeos, cerebrosídeos - Apolares: glicerídeos, ceras, carotenóides, terpenóides, esteróides Lipídeos 3. Principais lipídeos 3.1 Ácidos Graxos Lipídeos Ácidos monocarboxílicos com longa cadeia constituída de átomos de carbono e hidrogênio e um grupo terminal carboxila. Grau de insaturação * Saturados * Insaturados Nº de carbonos * Curta: 4 – 10 * Média: 12 - 14 * Longa: > 16 Necessidade na dieta * Essenciais * Não essenciais 3. Principais lipídeos 3.1 Ácidos Graxos Lipídeos Saturado Insaturado • Ligações duplas ligadas de forma não conjugada (-CH2) • Maioria na forma cis • + susceptíveis a oxidação • líquidas T ambiente • Ligações simples, cadeia reta • Nos alimentos = < 24 carbonos; + comum 12 – 24 C • Sólidos a T ambiente 3.2 Glicerídeos Lipídeos -Mono(R1), di (R1, R2) ou triglicerídeos (R1, R2, R3); -Triglicerídeos mais abundantes; - No corpo – isolante térmico de tecidos, principal forma de reserva do tecido adiposo; 3. Principais de lipídeos Lipídeos 3.3 Fosfolipídeos Ácido graxo glicerol Derivado nitrogenado •Presentes em todas células animais e vegetais; • Principais componentes das membranas biológicas; • Estrutura ⇒ AG + glicerol + ácido fosfórico (glicerol-fosfato) + derivado •nitrogenado; 3. Principais de lipídeos 3.4 Esteróides Lipídeos 3. Principais de lipídeos •Classificados de acordo c/ cadeia lateral ligada ao C 17; •Ácidos biliares, hormônios sexuais, vitamina D; •Elevado PF; •Nas gorduras animais apresenta-se esterificado com ácidos graxos; • Colesterol - Cerca de 1/2 da quantidade está nas •membranas, entre fosfolipídeos ⇒ ajuda a manter fluidez Lipídeos 3.1 Principais ácidos graxos saturados 3. Principais lipídeos + frequentes nos alimentos em geral Lipídeos 3.1 Principais ácidos graxos insaturados 3 Principais lipídeos Ácido graxo essencial Maioria das gorduras (72% azeite; 40% manteiga de cacau; 35- 40% gord. bovina) Lipídeos 3.1 Ácidos graxos insaturados 3. Principais lipídeos -Lembra forma distendida da cadeia saturada; - Formados em rações de hidrogenação e oxidação; -PF + elevado devido estrutura menos irregular que cis; - Ácido elaídico (9C), PF = 44ºC -Inclinação de 30º C na cadeia; -Predominam em fontes naturais; - PF + baixo; -Ácido oléico (9C), PF = 16ºC; 3. Gorduras trans - Ela é prejudicial à saúde por elevar os níveis de colesterol ruim, a Lipoproteína de Baixa Densidade (LDL) , e diminuir a Lipoproteína de Alta Densidade (HDL). Essas alterações nas taxas aumentam o risco de doenças como infarto e acidente vascular cerebral. - Uma pesquisa da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) mostrou que outros 23 ingredientes podem conter a gordura. Metade dos rótulos analisados na pesquisa citava gordura na lista dos ingredientes, mas só 18% informava que a quantidade era maior que zero por porção. - A Anvisa considera que uma embalagem pode conter a informação zero gordura trans se for detectado no alimento uma concentração de até 0,2 g por porção do alimento, o que pode mascarar a quantidade consumida pela população - Gordura - Gordura vegetal - Gordura de vegetal de girassol - Gordura vegetal de soja - Gordura de soja parcialmente hidrogenada - Gordura hidrogenada - Gordura hidrogenada de soja - Gordura parcialmente hidrogenada - Gordura parcialmente hidrogenada e/ou interesterificada - Gordura vegetal hidrogenada - Gordura vegetal parcialmente hidrogenada - Hidrogenada - Margarina vegetal hidrogenada - Óleo de milho hidrogenado - Óleo vegetal de algodão - Soja e palma hidrogenado - Óleo vegetal hidrogenado - Óleo vegetal líquido e hidrogenado - Óleo vegetal parcialmente hidrogenado - Creme vegetal - Composto lácteo com gordura vegetal - Margarina - Margarina vegetal - Mistura láctea para bebidas 3.1 Ácidos graxos essenciais a) Ácido linoléico: - cis9, cis12-octadecadienóico (18:2, -6) - Óleo de milho – 35-60%; óleo de soja – 45-60%, canola – 10 – 30%, girassol – 20-75%; - Ômega 6 - Ácido Araquidônico (20:4, -6) a) Ácido linolênico - cis 9, cis 12, cis 15, octadecatrienóico; - < qtd em óleo de soja e canola, 50-60% dos ác. gx óleo de linhaça; - Ômega 3; - Intermediário na produção do ácido araquidônico (TN) - Ácido eicosapentanóico – EPA (C20:5 ω3) - Ácido decosahexaenóico – DHA (Encontrados nos óleos de peixes marinhos) 3. Principais lipídeos 3. Principais lipídeos 3.1 Ácidos Graxos - Nomenclatura Lipídeos Segundo a nomenclatura delta - insaturações são indicadas a partir do carbono do grupo carboxílicos que recebe sempre o número um, sendo apenas numerado o átomo de carbono de número mais baixo, de cada par de átomos que fazem parte da ligação insaturada. 3. Principais lipídeos 3.1 Ácidos Graxos - Nomenclatura Lipídeos ÁCIDOS GRAXOS Nome sistemático Designação Saturados Láurico n-Dodecanóico 12:0 Mirístico n-Tetradecanóico 14:0 Palmítico n-Hexadecanóico 16:0 Esteárico n-Octadecanóico 18:0 Araquídico n-Eicosanóico 20:0 Linocérico n-Tetracosanóico 24:0 Insaturados Palmitoléico 9-Hexadecenóico 16:1, -9 Oléico 9-cis-Octadecenóico 18:1, -9 Linoléico 9,12-cis,cis-Octadecadienóico 18:2, -6 Linolênico 9,12,15-cis,cis,cis-Octadecatrienóico 18:3, -3 Araquidônico 5,8,11,14-cis,cis,cis,cis-Eicosatetraenóico 20:4, -6 4. Propriedades físicas 4.1 Ponto de fusão Lipídeos Símbolo numérico Fórmula Nome sistemático Nome trivial Ponto de Fusão (o C) C 4:0 CH3-(CH2)2-COOH Butanóico Butírico - 5,3 C 6:0 CH3-(CH2)4-COOH Hexanóico Capróico -3,2 C 8:0 CH3-(CH2)6-COOH Octanóico Caprílico 16,5 C 10:0 CH3-(CH2)8-COOH Decanóico Cáprico 31,6 C 12:0 CH3-(CH2)10-COOH Dodecanóico Láurico 44,8 C 14:0 CH3-(CH2)12-COOH Tetradecanóico Mirístico 54,4 C 16:0 CH3-(CH2)14-COOH Hexadecanóico Palmítico 62,9 C 18:0 CH3-(CH2)16-COOH Octadecanóico Esteárico 70,1 C 20:0 CH3-(CH2)18 -COOH Eicosanóico Araquídico 76,1 C 22:0 CH3-(CH2)20-COOH Docosanóico Behênico 80,0 C 24:0 CH3-(CH2)22-COOH Tetracosanóico Lignocérico84,2 Tabela 3 – PF de ácidos graxos saturados 4. Propriedades físicas 4.1 Ponto de fusão Lipídeos Tabela 3 – PF de ácidos graxos insaturados Símbolo numérico Nome sistemático Nome trivial Ponto de fusão (o C) C 16:1(9) 9-hexadecenóico Palmitoléico 0,5 C 18:1(9) 9-octadecenóico Oléico 13,4 C 18:1(11) 11-octadecenóico Vacênico 39,5 C 18:2(9,12) 9,12-octadecadienóico Linoléico -5,0 C 18:3(9,12,15) 9,12,15-octadecatrienóico Linolênico -11,0 C 20:4(5,8,11,14) 5,8,11,14-eicosatetraenóico Araquidônico -49,5 4. Propriedades físicas 4.1 Ponto de fusão Os pontos de fusão e ebulição dos ácidos aumenta de maneira mais ou menos uniforme com o aumento da cadeia, e são influenciados pelo comprimento da cadeia, presença de ramificações e substituintes. Porque algumas gorduras são líquidas e outras sólidas à temperatura ambiente? 4. Propriedades físicas 4.1 Ponto de fusão ? ? ? ? ? 4. Propriedades físicas 4.1 Ponto de fusão 4. Propriedades físicas 4.2 Viscosidade Deve-se a fricção interna dos lipídeos que a constituem; Varia de acordo com a características dos ác. gx; Aumenta quando aumenta o comprimento da cadeia; Diminui com o nº de insaturações Lipídeos 4.2 Calor específico • Aumenta a medida que aumenta o grau de insaturação 4.3 Densidade • Todas as gorduras expandem-se na mesma magnitude ao passar de sólidas a líquidas • Importante medida para controle de qualidade na indústria 4. Propriedades físicas 4.4 Polimorfismo Os ácidos graxos apresentam o fenômeno do polimorfismo, isto é, cristalizam em mais de uma forma, com a mesma composição química; Sólidas qd 10% estão sob a forma cristalina; Três formas: β, β’ e α α – cristais hexagonais formados em solidificação rápida; < estabilidade; < PF β’ – cristais ortorrômbios orientados em direções opostas β – cristais orientados no mesmo sentido; + estável E dai??? Daí que o conhecimento dessas estruturas exerce grande impacto na textura, propriedades sensoriais e térmicas dos alimentos. Exemplo = margarinas, produtos assados e chocolates devem ter garantia da manutenção dos cristais de gordura; Cristais Gosto e cheiro os ácidos Os ácidos carboxílicos têm sabor azedo e cheiro acre bem acentuado; Os de cadeia com quatro a sete átomos de carbono têm cheiro desagradável. O cheiro da manteiga rançosa e de alguns tipos de queijo é causado por ácidos voláteis; O ácido capróico Os ácidos de peso molecular alto, devido à sua baixa volatilidade, são praticamente inodoros. 5. Tratamento de modificação das gorduras Lipídeos Principais tratamentos: 5.1 Hidrogenação 5.2 Transesterificação 5.3 Fracionamento 5. Tratamento de modificação das gorduras Lipídeos 5.1 Hidrogenação Conversão de óleos em gorduras plásticas na indústria de alimentos; Realizada mediante forte agitação em presença de hidrogênio gasoso e catalisador; Além as saturação ocorre a isomerização do lipídeo: Cis Trans 5. Tratamento de modificação das gorduras Lipídeos 5.1 Hidrogenação Vantagens • Melhora da cor; • Menor suscetibilidade a oxidação • Mais estáveis Desvantagens • Perda de ácidos graxos essenciais; • Ácidos graxos trans interferem em determinador processos metabólicos do organismo Metabolismo dos ácidos graxos trans: • metabolizados de forma + lenta; • principal destino – Tecido adiposo •Aumento de 50% do colesterol sérico (LDL) x dieta gordura saturada; •Sobrecarga do miocárdio e vasos. 5. Tratamento de modificação das gorduras Lipídeos 5.2 Transesterificação a) Intramolecular b) Intermolecular Melhora consistência; Prepara gorduras sólidas ricas em ácido linoléico para a fabricação de margarinas; Melhora consistência sem recorrer ao processo de hidrogenação – não forma os trans; DESVANTAGEM = Pode alterar a digestibilidade do triglicerídeos, portanto, a absorção de cada um dos ácidos graxos Transesterificação intramolecular 5. Tratamento de modificação das gorduras Lipídeos 5.3 Fracionamento Permite separar uma gordura em frações de propriedades físicas diferentes; Modifica-se relação sólido/líquido da gordura; Gordura a baixa temperatura cristalização Eliminação de TG de PF + alto Aplicação Métodos de determinação Lipídeos Extração com solvente orgânico a) Extração com solvente a aquente - Soxhlet - Goldfish b) Extração com solvente a frio - Bligh-dyer c) Hidrólise ácida - Gerber d) Hidrólise alcalina - Método de Rose-Gottlieb e Monjonier Produtos sólidos Produtos Sólidos ou líquidos Leite e derivados Leite e derivados Classificação das fontes de óleos e gorduras Classificação em função do ácido graxo predominante 1. Gorduras do leite 2. Ácido láurico 3. Manteigas vegetais 4. Ácidos oléico-linoléico 5. Ácido linolênico 6. Gorduras animais 7. Óleos de peixe 8. Ácido erúcico 9. Ácido hidroxílico 10. Ácidos conjugados Classificação das fontes de óleos e gorduras Classificação em função do ácido graxo predominante 1. Gordura do leite • Derivado do leite de ruminantes; • Ácidos graxos palmítico, oléico e esteárico; • C4 e C12 e ramificados e de nº ímpar; • Colesterol; • 2. Ácido láurico • Derivados de palmeiras (coco, palmiste, babaçú); • Ricas em ác. gx saturado; • PF: 24 a 27ºC • Uso em bombons e sorvetes cobertos com chocolate (crocante) – temp. de derretimento de 30ºC – “derretem na boca”; Classificação das fontes de óleos e gorduras 3. Manteigas vegetais Derivadas se dementes de árvores tropicais (cacau); Estreita faixa de PF – sensação de frescor; Rica em ácido palmítico(24-30%), esteárico (30-36%) – PF = 62, oléico (33-39%) – PF = 13,2 4. Ácidos oléico-linoléico + abundantes; Menos que 20 % de ác. gx saturados; + ácido linoléico = Òleo de algodão (57% de), milho (52%), girassol (69%), amendoim (41%), gergelim (45%); + ácido oléico = óleo de oliva (78%), dendê ou palma (40%), arroz (42%) – menor oxidação e propriedades antioxidantes Classificação das fontes de óleos e gorduras 5. Gorduras animais Banha de porco e sebo bovino; Altas quantidades de C16 e C18; + ácido palmítico e oléico; Banha + ácido linoléico; Sebo bovino + ácido hexadecanóico; Sebo de carneiro + ácido esteárico; Colesterol, muitos triglicerídeo trisaturados = Alto PF 6. Óleos de peixe +++ ác. gx. Poliinsaturado de cdeia longa (20-24 C); Até 6 duplas lig. e ricos em vit. A e D; Muito oxidáveis; Peixes de clima frio: + ác. gx. Poliins. Ômega três; Óleo de anchova (29%), cavalinha (24%), atum (31%), sardinha (30%). Classificação das fontes de óleos e gorduras 7. Ácido erúcico Mostarda e colza; Erucamida a partir de acido erúcico para produção de biolímeros 8. Ácido hidroxílixo Òleo de mamona 85 – 90% de ácido ricinoléico (monoins.) – resistência a grande faixa de temperatura sem alterar viscosidade; Indústria têxtil, química e cosmética – certa solubilidade em solventes polares, capaz de sofrer várias reações químicas 9. Ácidos conjugados Óleo de linhaça – 50% de ácido linolênico; Óleo de oiticica – 70 – 80 % de ácido licânico (4=) Favorecem oxidação e polimerização REFERÊNCIAS BOBBIO,Florinda Orsati; BOBBIO, Paulo A. Introdução à química de alimentos. 2ª edição, Varela, São Paulo, 1992; MORETTO, E.; FETT, R.; GONZAGA, L. V.; KUSKOSKI, E. M. Introdução a Ciência dos Alimentos. Florianópolis: Ed. Da UFSC, 2002; OETTERER, M.; REGITANO-D’ARCE, M. A. B.; SPOTO, M. H. F. Fundamentos de Ciência e Tecnologia de Alimentos. 1ª edição, Manole, São Paulo, 2006. ORDÓÑEZ, J. A. Tecnologia de Alimentos – Componentes dos Alimentos e Processos, v. 1, Porto Alegre: Artmed, 2005;