Q.A. Questões escurecimento não enzimático.

Prévia do material em texto

Questões sobre escurecimento não enzimático
Qual a origem dos pigmentos escuros que normalmente aparecem no aquecimento de alimentos? 
A existência de mais de duas funções orgânicas da a maioria dos carboidratos opções de transformações químicas, como: 
Escurecimento não oxidativo que envolve o fenômeno de caramelização e/ou reação de Maillard.; oxidação do ácido ascórbico. 
Quais os substratos envolvidos na reação de Maillard? Quais as etapas iniciais da reação de Maillard? 
os substratos envolvidos são os carboidratos (açúcares redutores) e as proteínas.
Ataque nucleofílico do aminoácido (R-NH2) à carbonila (-CHO) do açúcar; E rearranjo de Amadori seguido de formação de deoxiosona e hidroximetilfurfural.
A reação ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos, em três etapas. 
Etapa inicial: as reações envolvidas são de condensação, enolização e rearranjo de Amadori ou Heyns. o açúcar redutor e o aminoácido passa por reação de condensação. O rearranjo de Amadori é uma reação catalisada por ácidos e bases que tem como produto inicial uma aldose e produto final, uma cetose. Já no rearranjo de Heyns acontece o inverso e também é uma reação mais lenta. 
Etapa intermediária: inicia-se a percepção de aromas, a cor torna-se amarelada, desenvolve-se o poder redutor em solução e o pH diminui, a cetose da fase inicial, pode sofrer diferentes e seguir caminhos distintos. As redutonas são componentes com características de agentes redutores, sendo portanto, facilmente oxidáveis. Pode seguir o caminho da degradação do furfural e hidroxi metil furfural. A degradação de Strecker ocorre em compostos dicarbonilicos por sua interação com aminoácidos. São formados CO2 e um aldeído, contendo um átomo de carbono a menos que o aminoácido original.
RESUMO das etapas acima: 
Açúcar redutor + amido ácido > Produtos de condensação e eliminação (Amadori, Heyns) > intermediários incolores com e sem N na molécula >> Melanoidinas com nitrogênio na molécula ; Degradação de strecker, libera CO2 e novos compostos carbonila > compostos pirazínicos. 
Etapa final: ocorre o desenvolvimento de cor, aroma e sabor, os aminoácidos definem aroma e sabor, independente do tipo de açúcar redutor
O aparecimento de hidroxi metil furfural (HMF) e redutonas após o início da reação de Maillard provoca o escurecimento do alimento? Explique.
 Não. Pois estes compostos são incolores. Mas o seguimento da reação dá origem as melanoidinas, que conferem com marrom.
Quais os efeitos da temperatura, pH, aw na velocidade de reação de Maillard? 
Por se tratar de inicialmente um ataque nucleofílico, o pH baixo faria com que prótons se adicionassem aos R-NH2, formando R-NH3 + , dificultando a reação. A Aw alta favorece a reação de Maillard, que requer água como solvente. O aumento da temperatura favorece a reação até um limiar.
Temperatura: A reação é lenta a temperaturas baixas e aumenta significativamente em temperaturas elevadas. A velocidade duplica a cada aumento de 10oC entre 40oC e 70oC.
pH: Em meio ácido, retarda a reação. A velocidade da reação é máxima a pH próximo da neutralidade, 6-7.
Atividade da água: Superior a 0,9 – diminuição da velocidade de escurecimento
Abaixo de 0,3 ou valores menores – velocidade de escurecimento tende a zero
Entre 0,6 e 0,8 – Velocidade de escurecimento aumenta
Qual o efeito da natureza dos substratos (aminoácidos e carboidratos) na velocidade da reação de Maillard? 
Quanto mais redutor é o açúcar mais reativo será em reações do tipo Maillard. Os aminoácidos tem maior reatividade quanto menores forem.
Natureza do aminoácido: Aminoácido básico > aminoácido ácido > aminoácido neutro pH afeta a velocidade de escurecimento em função do ponto isoelétrico do aminoácido.
Carboidratos: determinam a reatividade, pentoses são mais reativas que hexoses e essas mais que dissacarídeos .
Como esta reação pode ser acelerada ou inibida? 
Inibição: uso de açúcares não redutores (sacarose, frutose, etc.), menor temperatura, baixo pH. Aceleração: o inverso do enumerado acima.
Com o uso de catalisadores. 
Acelerada por ânions como citrato, fosfato e por íons metálicos como cobre bivalente em meio ácido. 
Inibição: uso de açúcares não redutores, como a sacarose, em condições que não possa ser hidrolisada; redução da atividade de água ou aumento através da diluição; remoção de açúcares redutores por enzima; adição de SO2, inibi escurecimento enzimático, mas a depender da concentração, pode provocar aparecimento de odores desagradáveis, além de destruir vitaminas do complexo B e C.
É possível o escurecimento tendo apenas açúcar como substrato? Qual seria o curso da reação neste caso? 
Sim, é possível que uma série de perdas de água por aquecimento do açúcar leve à formação de compostos similares às deoxiosonas e redutonas formadas pela reação de Maillard. A partir daí a reação seguiria seu curso normal, como a de Maillard.
Sim. Caramelização. O aquecimento provoca quebra de ligações glicosídicas, abertura do anel hemiacetálrico, formando novas ligações glicosídicas , como resultado, forma-se polímeros insaturados, os caramelos. Essa reação é facilitada por pequenas quantidades de ácidos e sais, porém sua velocidade é maior em meios alcalinos. 
Qual é o substrato importante para o escurecimento não enzimático em frutas cítricas? 
O ácido ascórbico em meio ácido pode também perder água e formar compostos mais reativos similares aos formados na reação de Maillard e caramelização.
Quais as conseqüências desejadas do escurecimento não enzimático em alimentos? 
Cor, aroma e consistência produzida pela formação dos pigmentos poliméricos e produtos voláteis com gosto característico. Isto ocorre em doces em geral, no chocolate, chá, café, guaraná (nestes tres últimos há inicialmente uma reação enzimática que inicia o processo).
Produção de flavors e cores desejáveis em muitos alimentos
Caramelo, café
Bebidas coloridas, cerveja
Maltol um importante flavor (produzido também na reação de Maillard)
Pode também levar a produção de flavors e cores indesejáveis
Sacarose > caramelano > carameleno > humina
É possível termos reações do tipo Maillard em carnes? 11.1 Quais seriam os substratos? 
Sim, pois há proteína suficiente faltando apenas o açúcar. Embora haja participação da pequena quantidade de glicogênio (presente no músculo) e de açúcares livres, a maior parte do substrato carbonílico da reação de Maillard vem da oxidação lipídica. Esta oxidação tem como produto de oxidação os aldeídos que podem participar da reação de Maillard. Isto se aplica também a vários HNT 205 – Produção e Composição de Alimentos, 2017 Diurno/Noturno Gabarito – Lista Carboidratos 6 outros alimentos ricos em óleo e proteína e pobres em carboidratos, como as emulsões do tipo maionese. 
Como ocorre a gelatinização do amido? Como afeta a estrutura e aparência do alimento? Qual a importância nutricional desta transformação? 
O aquecimento em água promove o inchaço dos grânulos de amido e sua ruptura, processo conhecido como gelatinização do amido. Observa-se no rompimento dos grãos um aumento rápido e intenso da viscosidade do meio devido ao maior número de moléculas que entram em solução nesta fase. Com o tempo a amilose que se dissolve inicialmente se estrutura na forma de um gel incluindo os demais componentes e grânulos não totalmente gelatinizados. Apesar desta solubilidade inicial e a formação de gel, a amilose geralmente forma lentamente complexos insolúveis excluindo a água, num processo denominado retrogradação. Enquanto a gelatinização facilita a digestão do amido, a retrogradação dificulta, havendo, portanto um efeito de maior digestibilidade seguido de um oposto.