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BROMATOLOGIA Lipídios 1. Considerações Gerais ✓ São compostos orgânicos heterogêneos, de origem animal ou vegetal; ✓ São insolúveis em água e facilmente solúveis em solventes orgânicos, como éter e hexano; ✓São substâncias Hidrófobas; ✓São vulgarmente conhecidos como gorduras (lipos: grego → gordura); ✓Suas propriedades devem-se a natureza hidrofóbica de suas estruturas; ✓Forma uma interface entre o meio intracelular e o extracelular. 2. Funções ✓ Armazenamento de energia; ✓ Componentes de alguns sistemas enzimáticos; ✓ Têm funções hormonais (hormônios esteroidais) e vitaminas; ✓ Atuam como isolantes térmicos; ✓ Fazem parte das membranas. Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas 3.1. Lipídios simples São compostos que por hidrólise dão origem somente a ácidos graxos e álcool. São divididos em: ✓ Óleos e gorduras - ésteres de ácidos graxos e glicerol – Acilglicerois. ✓ Ceras - ésteres de ácidos graxos e mono-hidroxiálcoois. 3.2. Lipídios compostos São compostos que apresentam outros grupos na molécula, além dos ácidos graxos e alcoóis. São eles: ✓ Fosfolipídios ✓ Glicolipídios ✓ Esteróides Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas 3. Classificação: São classificados de acordo com a natureza química em 2 grandes grupos: Simples - ácidos graxos, óleos, gorduras e ceras Compostos - fosfolipídios, esteroides, glicolipídios ÁCIDO GRAXO • São ácidos carboxílicos, com cadeia carbônica longa, com mais de 12 carbonos; • A cadeia carbônica pode ser saturada ou insaturada; • Os ácidos graxos nos organismos vivos geralmente contém um número par de átomos de carbono e não são ramificados. Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas ÁCIDO GRAXO SATURADO • Não possuem duplas ligações; • São geralmente sólidos à temperatura ambiente; • Gorduras de origem animal são geralmente ricas em ácidos graxos saturados (carne bovina, porco, galinha e gema do ovo). ÁCIDO GRAXO INSATURADO • Possuem uma ou mais duplas ligações sendo mono (uma ligação dupla) ou poliinsaturados (duas ou mais ligações duplas); • São geralmente líquidos à temperatura ambiente; • Os óleos de origem vegetal são ricos em Ácidos Graxos insaturados; • Não são facilmente sintetizados pelos tecidos animais; • Devem ser ingeridos por meio dos alimentos; • São essenciais ao organismo porque servem de matéria prima para a síntese de prostaglandinas. Ácidos Graxos Saturados Monoinsaturados Poliinsaturados Cadeia curta Cadeia longa ✓ C6-C12 ✓ Babaçu ✓ Coco ✓ Palmiste ✓ Tucum ✓ Cuphea ✓ Óleos de amêndoas ✓ C14-C24 ✓ Cacau ✓ Leite ✓ Banha ✓ Sebo ✓ Dendê Ômega 9 ✓ Oliva ✓Canola ✓ Açafrão ✓Girassol Ômega 6 Ômega 3 ✓ Linoléico ✓ Milho ✓ Algodão ✓ Soja ✓ Açafrão ✓Girassol ✓ Linolênico ✓ Linhaça ✓ Óleo de pescado ✓ Atum ✓ Macarel ✓ Salmão ✓ Arengue Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas ACILGLICERÓIS (GLICERÍDEOS) São ésteres derivados de ácidos graxos de cadeia longa e glicerol(propanotriol); O glicerol é um composto simples que apresenta 3 grupos hidroxila; Quando estas OH estão esterificada com ácidos graxos serão mono, di ou triacilgliceróis (Triglicerídeos). Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas MONOGLICERÍDEOS (MONOACILGLICERÓIS) São glicerídeos que possuem apenas uma das hidroxilas esterificada com ácido graxo. DIGLICERÍDEOS (DIACILGLICEROL) São glicerídeos que possuem duas hidroxilas esterificadas com ácidos graxos. TRIACILGLICERÓIS São armazenados no citoplasma das células do tecido adiposo; encontrados no fígado e no músculo; Estão presentes nas sementes de plantas cuja função é de reserva; No reino animal, as gorduras servem como depósito energético e isolante térmico. LIPÍDIOS COMPOSTOS São constituídos por uma gordura neutra combinada a outras substâncias químicas. • Fosfolipídios: Estão presentes em todas células animais e vegetais; São os principais componentes das membranas biológicas; Apresentam na sua estrutura uma molécula do glicerol esterificado com o ácido fosfórico, que se liga a um derivado nitrogenado; • Lipoproteínas: são associações entre proteínas e lipídios encontradas na corrente sanguínea, e que têm como função transportar os lipídios no plasma e regular o seu metabolismo. • Derivados dos fosfolipídios: colina - formando a fosfatidilcolina ou Lecitina; Serina- formando a Fosfatidilserina; Etanolamina- formando a fosfatidiletanolamina; Inositol- formando o fosfatidilinositol. • Fosfatidilcolina ou lecitinas: são os mais abundantes da membrana celular e representa a maior proporção do armazenamento de colina. • Lecitina: Encontrada em gema de ovos, fígado, óleos vegetais não refinados. • Cerebrosídeos: São formados pela união de ceramidas com ose (glicose ou galactose). Um heterosídeo de glicose ou de galactose ceramida: radical aglicona. • Fosfatidilinositol: É também um constituinte de membrana. Atuam como segundos mensageiros. • Esteróides: constituem um grupo heterogêneo de lipídeos, exercendo as mais variadas funções metabólicas: hormonal, vitamínica, detergente, estrutural. Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas ÓLEOS Quando são líquidas a temperatura ambiente recebem o nome de óleos. CERAS São ésteres derivados de ácidos graxos e álcoois de cadeia longa. São misturas complexas de ácidos e álcoois com diferentes pesos moleculares São mais duras e quebradiças e por isso servem de fator de proteção nos vegetais. Ex. cera de abelha, carnaúba. Revisão para facilitar o entendimento das Análises Bromatológicas 4. ANÁLISES BROMATOLÓGICAS DE LIPÍDEOS 4. Ações químicas em Lipídios ✓ Neutralização; ✓ Hidrogenação; ✓ Interesterificação; ✓ Halogenação; ✓Saponificação ✓ Lipólise ou rancidez hidrolítica; ✓ Rancidez oxidativa. ✓ Neutralização ✓Hidrogenação ✓ Interesterificação ✓ Halogenação 1. EXTRAÇÃO COM SOLVENTE A QUENTE Está baseado em 3 ETAPAS: ➢ extração da gordura da amostra com solvente; ➢ eliminação do solvente por evaporação; ➢ quantificação da gordura por pesagem. METODOLOGIAS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS E GORDURAS 1. EXTRAÇÃO COM SOLVENTE A QUENTE São utilizados dois tipos de equipamentos: a) SOXHLET: utiliza o refluxo do solvente sendo o processo é intermitente podendo ser utilizado somente com amostras sólidas. Os dois solventes mais utilizados são o éter petróleo e o éter etílico. O éter etílico é um solvente de extração mais ampla, pois pode extrair também vitaminas esteroides, resinas e pigmentos, o que constitui um erro quando se deseja determinar somente gordura (triacilglicerídios). Soxhlet Porém estes compostos aparecem geralmente em pequenas quantidades, o que daria um erro aceitável. Por outro lado, ele é menos usado porque é mais caro, perigoso e pode acumular água durante a extração que vai dissolver materiais não lipídicos. Portanto, o éter petróleo é mais comumente utilizado. 1. EXTRAÇÃO COM SOLVENTE A QUENTE São utilizados dois tipos de equipamentos: b) GOLDFISH: o processo de extração é contínuo e mais rápido utilizado também para amostras sólidas. Tem a desvantagem do contato do solvente muito quente com a amostra, o que pode acarretar degradação da gordura. 2. EXTRAÇÃO COM MISTURA DE SOLVENTE A FRIO Utiliza a mistura de três solventes: CLOROFÓRMIO-METANOL-ÁGUA a. MÉTODO BLIGH DYER A amostra é misturada com o metanol e clorofórmio que estão numa proporção que formam uma só fase com a amostra. Adiciona-se mais clorofórmio e água promovendoa formação de duas fases distintas, uma de clorofórmio, contendo lipídios, e outra metanol mais água, contendo substâncias não lipídicas. A fase do clorofórmio com a gordura é isolada e, após a evaporação do clorofórmio, obtém-se a quantidade de gordura por pesagem. 3. EXTRAÇÃO DA GORDURA LIGADA A OUTROS COMPOSTOS POR HIDRÓLISE Em produtos como pão e leite, a gordura está ligada à proteína e carboidratos e, portanto, deve ser liberada para quantificação. Esta liberação é feita por hidrólise ácida ou alcalina. HIDRÓLISE ÁCIDA a. PROCESSO DE GERBER - Utilizado somente para leite e produtos lácteos. De acordo com o IAL os lipídios em leite também pode ser medidos em aparelhos automáticos como o Milko-tester. Existem vários tipos de butirômetros com escalas volumétricas diferentes, para medir diferentes produtos lácteos, como creme de leite e queijos, e até para alguns produtos não lácteos, como produtos processados de carne e peixe. A gordura presente no leite está em forma de emulsão de óleo e água, cercada de um filme de proteína. Este filme é rompido através do tratamento com ácido sulfúrico. Utiliza-se o álcool isoamílico para facilitar a separação da gordura e reduzir o efeito de carbonização do ácido sulfúrico sobre ela. Após a digestão, a amostra é centrifugada num tubo chamado butirômetro. A gordura separada da fase aquosa com a proteína é medida volumetricamente diretamente no butirômetro. 3. EXTRAÇÃO DA GORDURA LIGADA A OUTROS COMPOSTOS POR HIDRÓLISE Em produtos como pão e leite, a gordura está ligada à proteína e carboidratos e, portanto, deve ser liberada para quantificação. Esta liberação é feita por hidrólise ácida ou alcalina. HIDRÓLISE ÁCIDA b. PROCESSO DE BABCOCK – Processo semelhante ao de Gerber, diferenciando nas quantidades de leite e ácido sulfúrico adicionados, e na adição de água quente em vez de álcool isoamílico. Ambos os métodos não determinam os fosfolipídios, mas não há problemas com o leite integral que tem apenas 1% de fosfolipídios na gordura total. O método de Gerber é 2 a 3 vezes mais rápido que o de Babcock. HIDRÓLISE ALCALINA a. MÉTODO DE ROSE-GOTTLIEB E MOJONNIER A amostra é tratada com hidróxido de amônia e álcool para hidrolisar a ligação proteína-gordura, a gordura separada é então extraída com éter petróleo e éter etílico. O álcool precipita a proteína que é dissolvida na amônia e a gordura separada pode ser extraída com éter. A extração com éter é muito eficiente em amostras com muito açúcar como, por exemplo, leite condensado e também pode ser empregado para laticínios em geral. 4. Caracterização de Óleos e Gorduras a. ÍNDICE DE IODO (I.I.) Método utilizado para DETERMINAR O GRAU DE INSATURAÇÃO de um óleo ou gordura e para controlar alguns processamentos. Esse índice é baseado no fato de que o iodo e outros halogênios (F, Cl e Br) se adicionam numa dupla ligação da cadeia insaturada dos ácidos graxos. MAIOR I.I. Óleos (líq.) Mais insaturado Maior rancidez por oxidação MENOR I.I. Gorduras (sól.) Menos insaturado Menor rancidez por oxidação 4. Caracterização de Óleos e Gorduras a. ÍNDICE DE IODO (I.I.) O resultado do índice de iodo de um óleo ou gordura é definido como as gramas de iodo que são adicionadas em 100 g de amostra. É expresso em termos de iodo, independente de a reação ter sido com iodo ou outro halogênio. As gorduras menos insaturadas com baixo índice de iodo, são sólidas a temperatura ambiente, ou, inversamente, óleos que são mais insaturados, com maior índice de iodo, são líquidos. Outro ponto interessante e que quanto maior a insaturação e, consequentemente, maior o índice de iodo, maior será também a possibilidade de rancidez por oxidação. Basicamente, a determinação do iodo se dá por titulação com o tiossulfato de sódio (Na2S2O3), usando amido como indicador. Existem dois métodos de determinação do índice de iodo: WIJS e o HANUS. O método de Wijs é o mais utilizado porque é mais exato, mas em compensação o reagente de Hanus é mais estável. b. ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO (I.S.) É definido como o número de miligramas de HIDRÓXIDO DE POTÁSSIO necessário para neutralizar os ácidos graxos resultantes da hidrolise completa de 1 g de amostra. Consiste em aquecer a amostra em banho-maria com solução alcoólica de hidróxido de potássio em refluxo, por 1 hora. Se junta fenolftaleína e titula-se o excesso de soda com o ácido clorídrico padronizado. Durante a saponificação é formado sabão. O índice de saponificação é uma indicação da quantidade relativa de ácidos graxos de alto e baixo peso molecular e não serve para identificar o óleo, pois muitos possuem índices muito semelhantes (188 – 196), entretanto, pode indicar adulteração destes compostos. O índice de saponificação é inversamente proporcional ao peso molecular dos ácidos graxos. MAIOR I.S. Ésteres de baixo peso molecular Requerem mais álcalis (KOH) para saponificação MENOR I.S. Ésteres de alto peso molecular Requerem menos álcalis (KOH) para saponificação 5. CARACTERIZAÇÃO DA RANCIDEZ DE ÓLEOS E GORDURAS 5. CARACTERIZAÇÃO DA RANCIDEZ DE ÓLEOS E GORDURAS a. HIDROLÍTICA (I.A. – índice de acidez) A decomposição das gorduras constitui um dos mais importantes problemas técnicos nas indústrias de alimentos Pode ocorrer de duas formas: rancidez hidrolítica (hidrólise da ligação éster por lipase e umidade) e rancidez oxidativa (autoxidação dos acilgliceróis com ácidos graxos insaturados por oxigênio atmosférico). Através da lipase é acelerada por luz e calor, com formação de ácidos graxos livres que causam sabores e odores desagradáveis, principalmente em gorduras como manteiga, que possui grande quantidade de ácidos graxos de baixo peso molecular. Em gorduras com ácidos graxos não voláteis, o sabor-odor característico não aparece juntamente com a deterioração. O procedimento para se determinar a rancidez hidrolítica está baseado na dissolução da gordura em um solvente misto e neutralizado, seguida da titulação com uma solução de NaOH, na presença de fenolftaleína como indicador. 5. CARACTERIZAÇÃO DA RANCIDEZ DE ÓLEOS E GORDURAS a. HIDROLÍTICA (I.A. – índice de acidez) Inibição da rancidez hidrolítica b. OXIDATIVA (I.P. – índice de peróxido) A rancidez oxidativa por sua vez tem como consequência à destruição das vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais, além da formação de subprodutos com sabor-odor forte e desagradável. Vários testes têm sido desenvolvidos para indicar a rancidez oxidativa em gorduras e entre eles cita-se: ÍNDICE DE PERÓXIDO (I.P.): Dissolve-se um peso de gordura em uma solução de ácido acético- clorofórmio, adicionando-se iodeto de potássio e titulando o iodo liberado com solução padrão de tiossulfato de sódio, usando amido como indicador. O resultado é expresso como equivalente de peróxido por 100 g de amostra. ÍNDICE DE TBA: A amostra é dissolvida em solvente orgânico como: benzeno, clorofórmio ou tetracloreto de carbono e a extração do material reativo com uma solução de ácido-acético, ácido tiobarbitúrico e água. O extrato aquoso, com aquecimento, desenvolverá uma coloração vermelha se a gordura estiver oxidada podendo a cor ser medida no espectrofotômetro em absorbância. b. Rancidez oxidativa b. Rancidez oxidativa – aplicação prática O flavor da carne é altamente influenciado pelo nível de oxidação dos lipídeos presentes na carne. O nível de oxidação na carne é influenciado pelo teor de gordura, principalmente pelo teor de ácidos graxos poliinsaturados, e pela presença de elementos pró-oxidantes, tais como o ferro presente nos pigmentosda carne. A oxidação das gorduras presentes na carne promove a formação de compostos voláteis, os quais são responsáveis por odores anormais, levando à rejeição das carnes, além de produção de compostos tóxicos ou mutagênicos. Além disso, a oxidação das gorduras leva a formação de radicais livres, os quais promovem a oxidação de outras biomoléculas, tais como a molécula de mioglobina, responsável pela cor da carne. b. Rancidez oxidativa – aplicação prática A cor da carne é influenciada pela quantidade e estado físico da mioglobina. A oximioglobina é o pigmento responsável pela cor vermelho intenso observada em carnes bovinas. A oxidação do pigmento oximioglobina à metamioglobina, pigmento marrom, leva a rejeição do produto, uma vez que o consumidor associa a carne escura como sendo proveniente de animais velhos ou exposta à venda por muito tempo. Fonte: Cotrim, W. da Si. Antioxidantes naturais e seus efeitos sobre a cor e nível oxidativo de carne bovina. Revista da ABCZ, nº60, p. 52-55, 2011. b. Rancidez oxidativa – aplicação prática A cor das carnes frescas é marcantemente determinada pela quantidade relativa das três formas de mioglobina, mioglobina em seu estado reduzido ou desoximioglobina (Mb) de cor vermelha púrpura, mioglobina oxigenada ou oximioglobina (O²Mb) de cor vermelha brilhante e mioglobina oxidada ou metamioglobina (MetMb) de cor marrom. As reações entre as três formas de mioglobina são reversíveis e estão em estado de equilíbrio dinâmico, com conversão constante entre estas formas de composição química.
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