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ESTUDO DIRIGIDO - QUÍMICA DE ALIMENTOS
Qual a diferença entre umidade e atividade de água?
O teor de umidade mede a quantidade total de água presente em um alimento, comumente expresso em % do peso total. É importante para analisar a qualidade e estabilidade do alimento, sendo capaz de detectar fraudes como adição de água como adulterante. A atividade da água mede o quanto de água do alimento está disponível para reagir com microrganismos ou em reações enzimáticas. Portanto, este último parâmetro está relacionado com a conservação dos alimentos.
Em relação a conservação de alimentos, o que é mais importante a umidade ou atividade de água? Por que?
Para conservação de alimentos a atividade de água é mais importante, visto que quanto maior a atividade da água, mais provável e rápido será o surgimento e crescimento de bactérias e leveduras, por exemplo.
Em relação à umidade relativa de equilíbrio e atividade de água, explique:
Por que ao armazenar uma maçã mal acondicionada na geladeira após alguns dias ela murcha?
A velocidade das reações químicas que ocorrem durante o armazenamento de alimentos está intimamente relacionada com a atividade da água. A maçã murcha, pois devido ao mal acondicionamento na geladeira a fruta perde água para o meio.
Por que um pacote de biscoito cream cracker perde a crocância após deixa-lo aberto por algum tempo?
Após o biscoito ser exposto e ter contato com o ar ele absorve a umidade existente no meio, fazendo com que perca a crocância. As partículas de água suspensas no ar provocam amolecimento do alimento, pois aumento sua umidade.
Quais os valores mínimos de atividade da água para crescimento de:
Bactérias = 0,91
Fungos = 0,80
Leveduras = 0,88
Cite e descreva algumas propriedades dos açúcares.
Há diversos tipos de açúcares, também chamados de carboidratos, alguns deles são: glicose, frutose, sacarose e lactose. Suas propriedades incluem fonte de energia, agindo como combustível para reações como contração muscular. Servem como “preservantes” das proteínas, visto que o organismo tende a mobilizar primeiro as reservas de carboidrato antes de mobilizar as proteínas. Combustível do SNC, pois a glicose é primariamente o carboidrato mobilizado para o funcionamento dos neurônios. Além disso, na indústria de alimentos alguns carboidratos são empregados como gelificantes, espessantes e estabilizantes.
Defina e dê exemplos de açúcar redutor.
Açúcar redutor é aquele que possui um grupamento carbonílico e cetônico livres, sendo estes capazes de se oxidarem em soluções alcalinas, na presença de agentes oxidantes. Os principais exemplos de açúcares redutores são glicose e frutose.
O que é açúcar invertido?
O açúcar invertido é o açúcar decomposto gerado a partir da hidrólise da sacarose em presença de um ácido, separando a glicose e a frutose. Apresenta uma forma de xarope e é extremamente doce.
Qual o polissacarídeo de reserva vegetal e o de reserva animal?
O polissacarídeo da reserva vegetal é o amido e da reserva animal é o glicogênio. 
O que difere o processo de geleificação do amido e da pectina?
O amido pode ser dividido em duas categorias, amilose e amilopectina, sendo que as cadeias destas são ramificadas e da amilose retas. Além disto, a amilose forma géis firmes após o resfriamento e tem grande tendência a precipitar, enquanto que a amilopectina apresenta gelificacão lenta ou inexistente, precipitação lenta, e textura gomosa e coesiva. Já as pectinas podem ser de dois tipos de acordo com o teor de metoxilas ATM e BTM, sendo que a primeira forma géis mais estáveis e em pH menor, já a BTM forma géis frágeis, necessitando a adição de cálcio. O amido pode ser dividido em duas categorias, amilose e amilopectina, sendo que as cadeias destas são ramificadas e da amilose retas. Além disto, a amilose forma géis firmes após o resfriamento e tem grande tendência a precipitar, enquanto que a amilopectina apresenta gelificacão lenta ou inexistente, precipitação lenta, e textura gomosa e coesiva.
É possível a elaboração de geleias de frutas sem adição de açúcar? Explique.
Os elementos básicos para a elaboração de uma geléia são: fruta, pectina, ácido, açúcar e água. A adição de açúcar afeta o equilíbrio pectina/água, desestabilizando conglomerados de pectina e formando uma rede de fibras, que compõe o gel, cuja estrutura é capaz de suportar líquidos.
Descreva suscintamente sobre homopolissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos mais importantes?
Os homopolissacarídeos são unidades formados por apenas um tipo de carboidrato, possuem função de reserva. Também servem como armazenamento do polissacarídeo usado como combustível pela célula, exemplos: amido e glicogênio. Os oligossacarídeos são carboidratos formados pela união de dois a seis monossacarídeos, sendo solúveis e não digeríveis, exemplos: sacarose e maltose. Os polissacarídeos são compostos macromoleculares, carboidratos formados pela junção de muitos monossacarídeos. Os principais representantes são o amido, glicogênio e celulose.
Quais as reações envolvidas no escurecimento não enzimático?
O escurecimento não-enzimático se dá por reações que envolvem carboidratos ou compostos relacionados aos carboidratos. Resultam numa descoloração causada por carbonilas, formando o pigmento chamado melanoidina. As reações envolvidas são a de Maillard, a caramelização e a oxidação de ácido ascórbico.
Cite exemplos de produtos alimentícios em que o escurecimento não- enzimáticos é desejável e situações em que não é desejável.
O escurecimento enzimático é desejado em panificação, como na fabricação de pães e bolos, na preparação de carnes assadas e na produção de cervejas escuras. Porém, não é desejado em produtos como leite em pó e suco de frutas.
Descreva resumidamente o que é reação de Maillard.
A reação de Maillard envolve um açúcar redutos e os grupamentos amina dos aminoácidos, peptídeos e proteínas, resultando na formação de um pigmento escruro. Pode ser dividida em 3 fases: inicial, onde há formação de produtos incolores e inodoras; intermediária, onde é perceptível aroma e o produto adquire cor amarelada e a fase final, onde o produto possui cor escura, aroma e sabor. É a principal causa de escurecimento durante aquecimento e armazenamento prologado de alimentos.
Que procedimentos de controles poderiam ser realizados para evitar a reação de Maillard?
A reação pode ser evitada através da criação de condição adversas: alterando o teor de água ou pH do meio, diminuir a temperatura ou remover uma das substancias reativas. Outro procedimento amplamente utilizado é a aplicação do sulfito, capaz de controlar a reação, além de ser conservante e antioxidante. 
Descreva resumidamente o processo de caramelização.
A reação de caramelização envolve a degradação do açúcar na ausência de aminoácidos ou proteínas, ocorrem em temperaturas acima de 120°C e geram produtos chamados caramelos. Pode ser divida em 4 fases: desidratação do açúcar redutor, onde as ligações glicosídicas são rompidas; introdução de uma ligação duplas; formação de intermediários de baixo peso molecular e a hidrolisação dos polissacarídeos em monossacarídeos. 
É possível produzir caramelo com açúcar não redutor? Explique.
Sim, embora os monossacarídeos sejam os principais substratos para a reação de caramelização, os oligossacarídeos e polissacarídeos podem ser usados. Isto é explicado, pois carboidratos com estruturas maiores serão primeiro hidrolisados a monossacarídeos, festa forma, a reação ocorrerá de igual forma.
Descreva alguns aspectos físicos de óleos e gorduras.
Ambos são triacilgliceróis, mas os óleos são líquidos em temperatura ambiente, quanta que as gorduras são semissólidas ou plásticas em temperatura ambiente. Os óleos possuem de 1 a 4 insaturações na cadeia carbônica, enquanto a gordura possui cadeia carbônica saturada. 
Quais os métodos utilizados na indústria que permitem a conversão de óleos em gorduras?
Os métodos empregados são hidrogenação e interesterificação. O primeiro consiste na adição de hidrogênio àsduplas ligações dos ácidos graxos insaturados dos óleos e gorduras naturais, fazendo com que o ponto de fusão aumente. Já a interesterificação é o processo onde os ácidos graxos dos triacilgliceróis são trocados de lugar, permitindo diferentes consistências em diferentes temperaturas.
Explique o processo de lipólise e oxidação de lipídeos.
A lipólise é uma reação que ocorre com a hidrólise das ligações éster dos lipídeos, em consequência de enzimas (lipase ou fosfolipases) ou por aquecimento da gordura na presença de água. O resultado final é a liberação de ácidos graxos livres mais suscetíveis à oxidação. A oxidação de lipídeos ocorre principalmente pelo oxigênio do ar, pois o centro de insaturação dos ácidos graxos são facilmente oxidados. Esta oxidação forma compostos dependentes da natureza dos agentes oxidantes e das condições da reação.
Quais os tipos de oxidação que podem levar à rancidez dos óleos e gorduras?
Os tipos de oxidação que podem produzir o ranço são: autoxidação e fotoxidação (via não enzimática) e pela ação de lipoxigenases (via enzimática).
Descreva, resumidamente o processo de autoxidação.
A autoxidação é uma das principais causas de deterioração dos alimentos, onde o substrato principal para que a reação ocorra são as insaturações, o que leva consequentemente, a formação sabores e odores desagradáveis, o ranço. Na rancidez provocada pela autoxidação há formação de peróxidos e hidroperóxidos, que por uma série de reações paralelas geram compostos como aldeídos, cetonas e álcoois, sendo estes responsáveis pelas características de produtos rancificados.
Defina proteínas e cite os aminoácidos que podem ser encontrados numa cadeia proteica.
Proteínas são compostos nitrogenados orgânicos complexos, presentes em todas as células vivas, formados fundamentalmente por C, H, O e N. São macromoléculas formadas por unidades menores, os aminoácidos, unidos por ligação peptídica. Os aminoácidos que podem ser encontrados numa cadeia proteica são, por exemplo, alanina, glicina, arginina e ácido glutâmico.
De acordo com as funções, quais os tipos de proteínas?
Os tipos de proteínas, classificadas à luz de suas funções são: estruturais (colágeno e queratina), enzimáticas (lipase), hormonal (insulina), de defesa (imunoglobulinas), nutritiva (para obtenção de AA), coagulante (fibrinogênio) e transporte (hemoglobina).
Descreva resumidamente sobre desnaturação proteica.
A desnaturação é a alteração estrutural da proteína sem ruptura das ligações peptídicas, pode ocorrer por temperatura, radiação UV, solventes orgânicos e adição de ácidos ou bases. As consequências incluem a diminuição da solubilidade, perda de atividade biológica, alterações organolépticas e mudança na capacidade de ligação com a água.
Qual a importância das propriedades funcionais das proteínas para a tecnologia de alimentos?
A propriedade hidrofílica possibilita influencias na solubilidade através da densidade e distribuição de cargas elétricas. A hidratação e captação da água influenciam na textura, suculência e maciez através da solubilidade e viscosidade. A propriedade interfásica possibilita a emulsão, formação e estabilidade da espuma. 
Cite pelo menos 3 propriedades funcionais das proteínas e descreva sobre cada uma delas.
Capacidade de Retenção de Água: é uma função resultante da interação da proteína com a água. Responsável pelas características de solubilidade, viscosidade, absorção de água ou Swelling. Força de Gel: é uma função resultante da interação proteína-proteína responsável pela formação de rede tridimensional proteica que dá estrutura ao produto. Capacidade de Emulsificação da Gordura: é uma função das propriedades de superfície da molécula de proteína – dá as características de emulsificação/combinação/ imobilização da gordura.
Quais as características das propriedades de hidratação das proteínas?
As características são captar água espontaneamente, a afinidade da proteína ou alimento proteico com a água influencia na textura, viscosidade, geleificação e emulsificação. 
Quais os fatores que podem afetar a solubilidade das proteínas?
Os fatores são: desnaturação, alguns agentes físicos, químicos e biológicos, processos de obtenção ou isolamento, tipo de extração, temperatura, pH, força iônica e condições de secagem e estocagem. 
Defina o termo emulsão e explique por que as proteínas são consideradas bons agentes emulsificantes.
Emulsão é um sistema disperso de duas fases, onde há dois líquidos pouco solúveis ou insolúveis entre si. Em geral, as proteínas são consideradas bons agentes emulsificantes, pois possuem numa mesma molécula regiões hidrofílicas e hidrofóbicas. Sendo assim, reduzem a tensão superficial e interagem na interface da emulsão.
Cite algumas proteínas alimentícias que apresentam propriedades geleificantes.
As proteínas alimentares que apresentam melhores propriedades geleificantes são a actina e miosina, influenciam na textura das carnes reestruturadas e ajuda a estabilizar a emulsão das salsichas. As micelas da proteína caseína são utilizadas para preparação de coalhadas, elaboração de queijos e leites.
Quando e como ocorre o escurecimento enzimático?
O escurecimento que normalmente ocorre em frutas e hortaliças durante o processamento ou quando sofre qualquer distúrbio, como descascamentos, cortes e amassamento é devido à ação das polifenoloxidases (PPO). Essas enzimas reagem com seus substratos, os compostos fenólicos, na presença de oxigênio. O produto inicial da oxidação é a quinona, que por sua vez, se condensa gerando pigmentos escuros chamados melanina.
Onde a enzima PPO pode ser encontrada?
A enzima polifenoloxidase (PPO) está presente em mamíferos e crustáceos como lagosta, camarão e caranguejo. Pode ser encontrada em concentrações maiores em vegetais como a batata, os cogumelos, o pêssego, a maça e o café.
Descreva com suas palavras o mecanismo de ação das polifenoloxidases.
A PPO e os seus substratos estão em compartimentos celulares diferentes, quando o alimento é submetido a traumas, como o esmagamento, estes compartimentos são destruídos. Desta forma, as enzimas entram em contato com os compostos fenólicos e os oxida. A ação da PPO resulta na formação de pigmentos escuros.
Existem maneiras de se retardar o escurecimento nos alimentos?
Existem maneiras de evitar o escurecimento enzimático, que de um modo geral, limitam-se à remoção de oxigênio ou inibição da enzima pelo emprego de temperatura ou de agentes químicos. 
Cite os métodos de controle de escurecimento enzimático e descreva cada um deles.
Os métodos incluem a mudança de temperatura (frio ou calor), onde no frio a enzima PPO tem sua ação reduzida, mas não paralisada, formando ainda assim compostos escuros. Já o emprego do calor inativa a PPO, são utilizadas altas temperaturas levando à desnaturação proteica. A aplicação de sulfito inibe a ação da PPO por mecanismo ainda não elucidado, sabendo-se apenas que age sobre a enzima ou intermediários formados na reação. Pode-se também usar ácidos como cítrico e fosfórico, estes agem diminuindo o pH do meio reacional. Como a PPO tem sua atividade inibida em pH inferior a 3, mas enzima fica inativada. Outra forma de evitar o escurecimento é remover ou diminuir o oxigênio, isto pode ser feito fechando hermeticamente os recipientes.
Dê exemplos onde o escurecimento enzimático é desejável.
O escurecimento enzimático pode ser desejável em alguns produtos, como por exemplo, no café, cacau, ameixa seca e chá preto.