CHO E ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO E NÃO ENZIMÁTICO

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CARBOIDRATOS E REAÇÕES DE 
ESCURECIMENTO
Profa. Ma. Mayara Feitosa
Teresina, 2018
• São carboidratos que apresentam mais de 20 moléculas de
monossacarídeos.
• Pela sua modificação estrutural o seu comportamento
químico é diferenciado.
• As moléculas dos polissacarídeos são lineares ou
ramificadas.
• A interação da água com os polissacarídeos nos alimentos
tem importância nas suas características estruturais.
• Pela capacidade de interação com a água os polissacarídeos
formam géis ou soluções com alto grau de viscosidade -
utilizados como geleificantes e espessantes.
POLISSACARÍDEOS 
ou GLICANOS
(GONÇALVES, 2010; DAMODARAN et al., 2010)
• Fonte de reserva mais importante das plantas, fornecendo
70-80% das calorias do consumo humano no mundo;
• Existem vários tipos de amidos, derivados do milho, arroz,
batata, mandioca, trigo etc.
• A maioria é constituída por uma mistura de dois
polissacarídeos: amilose (cadeia linear) e amilopectina
(cadeia ramificada) – variam com a espécie e o grau de
maturação.
AMIDO
O amido distingue-se entre os polissacarídeos,
por ocorrer na natureza, em partículas
características denominadas grânulos.
(RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• São constituídos de amilose e/ou
amilopectina apresentando regiões
cristalinas e não cristalinas em camadas
alternadas (glicose);
• Os grânulos de amido são insolúveis em
água fria, ou seja, hidratam-se muito
pouco em água fria, e ficam dispersos na
água, formando uma suspensão de baixa
viscosidade que pode ser facilmente
misturada.
GRÂNULOS DE AMIDO
Absorvem água de modo reversível, ou seja, 
eles podem inchar um pouco e retornam ao 
seu tamanho original ao secar – não ocorre 
modificação estrutural das moléculas
(DAMODARAN, 2010)
• A capacidade de aumento da viscosidade (espessante) do amido
é obtida apenas quando a suspensão de grânulos é aquecida –
gelatinização do amido.
GELATINIZAÇÃO DO AMIDO
Ruptura molecular no 
interior dos grânulos;
Inchaço irreversível do 
grânulo;
Perda de cristalinidade
(DAMODARAN, 2010)
• Fatores que afetam o gel do amido:
Constituintes capazes de fazer fortes ligações com a água
reduzem a gelatinização do amido;
Lipídeos que se complexam com a amilose – retardam a
absorção de água pelos grãos;
GELATINIZAÇÃO DO AMIDO
(RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• Com o esfriamento e a formação do gel, o nível de interação da
água com o polissacarídeo pode diminuir, promovendo a
precipitação do amido e a redissolução do amido por
reaquecimento é difícil;
RETROGRADAÇÃO DO AMIDO
A perda de solubilidade do amido -
retrogradação
(GONÇALVES, 2010)
• Ex.: Muitos defeitos na qualidade dos alimentos, como no
envelhecimento do pão (enrijecimento, perda de viscosidade) e
formação de precipitados em sopas e molhos.
• A velocidade de retrogradação está associada:
A relação de amilose e amilopectina no amido (amilose
mais facilmente atingida pela retrogradação)
 Temperatura aplicada no processo;
Concentração do amido;
RETROGRADAÇÃO DO AMIDO
(GONÇALVES, 2010)
• O gel formado pelo amido nativo (original) tem pouca
aplicação na indústria de alimentos, em razão de não
apresentar solubilidade, textura e estabilidade característica
desejável;
• Os amidos são frequentemente modificados química
e fisicamente, com o intuito de melhorar suas
propriedades:
Suportar as condições de calor, cisalhamento (força aplicada)
e acidez associadas às condições particulares de
processamento;
Introduzir funcionalidades específicas;
• Os amidos modificados são ingredientes e aditivos de
alimentos úteis, funcionais e abundantes;
AMIDOS MODIFICADOS
• Pré-gelatinização do amido (modificação física): após a
gelatinização o amido é seco e pulverizado, o produto
resultante é dispersável em água fria e pode formar géis sem
aquecimento. Melhor estabilidade ao congelamento e
descongelamento.
• Usos: pudins e sopas instantâneas e recheios de bolo (nos
quais o cozimento não é utilizado) e como espessante em
recheios, molhos, e sopas.
• Dextrinização (modificação química): resulta da hidrólise
ácida do amido em temperaturas menores que a da
gelatinização. Esse tipo de amido modificado apresenta maior
solubilidade em água fria que o amido comum e forma soluções
menos viscosas.
• Usos: em balas de gomas e confeitos.
AMIDOS MODIFICADOS
(DAMODARAN, 2010; RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• Oxidação (modificação química): o amido é tratado com
agente oxidante e suas hidroxilas livres são oxidadas a
carboxilas. Os amidos oxidados formam géis mais claros e
mais moles e apresentam menor temperatura de
gelatinização e de formação de pasta.
• Ligações cruzadas (modificação química): resulta da
introdução de ligações éster nas hidroxilas entre as cadeias
de amido. Evita que o grânulo aumente de volume e
proporciona maior estabilidade ao calor e agitação e reduz
sua tendência à ruptura.
• Usos: alimentos infantis, temperos de saladas, coberturas,
com função de espessar e estabilizar.
AMIDOS MODIFICADOS
(DAMODARAN, 2010; RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• Celulose: tem estrutura linear, é insolúvel e resistente às
enzimas digestivas humanas, não sendo digerida (fibra
alimentar). É encontrada exclusivamente nas plantas e
compreende a parte estrutural das folhas, caules, raízes,
sementes e cascas de frutas.
• Hemicelulose: não é digerida pelo organismo humano e
atua como fibra alimentar. São polissacarídeos complexos
encontrados nas paredes celulares associados à celulose e a
lignina. Na indústria de alimentos são utilizados na
fabricação de pães e bolos (farinha integral) pois auxiliam na
capacidade de absorção de água pela farinha, promovem a
mistura e aumentam o volume.
OUTROS POLISSACARÍDEOS
(DAMODARAN, 2010; RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• Pectina: polissacarídeo indigerível, absorve água formando
gel, retarda o esvaziamento gástrico. Está presente
principalmente na casca de frutas. Utilizada em geleia,
marmelada, e como estabilizante em bebidas e sorvetes.
• Gomas: são substâncias extraídas de algas marinhas,
sementes e do colágeno animal. As gomas dissolvem-se e
dispersam-se em água e aumentam a viscosidade; são
utilizadas na indústria de alimentos como espessantes e
podem ou não ser geleificantes. Exemplos: goma guar, goma
arábica, goma carragena, goma xantana, ágar-ágar, alginato.
OUTROS POLISSACARÍDEOS
(DAMODARAN, 2010; RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO
NÃO ENZIMÁTICO
De um modo geral, essas reações são indesejáveis do ponto de
vista nutricional e estético, em outros é desejável quando leva à
melhoria da aparência e do flavor.
• Desejáveis:
• Crosta do pão
• Café torrado
• Chocolate
• Cerveja
• Carne de peixe assado
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
• Indesejáveis: 
• Derivados de leite 
• Sucos 
• Vegetais 
• Produtos desidratados e concentrados 
• Cereais e derivados 
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 Perda de aminoácidos;
 Proteína – redução da digestibilidade
 Formação de compostos tóxicos
Depende da presença de fatores combinados:
Temperatura;
Tempo; 
Umidade; 
Meio ácido ou alcalino; 
Componentes dos alimentos 
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
• Escurecimento não enzimático resultante da reação entre a
carbonila e os grupos amina livre, com formação de
pigmento denominado melanoidina.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 REAÇÃO DE MAILLARD
 No alimento essa reação vai depender da presença
do açúcar redutor que dará o grupamento carbonila
C=O, vindo de um aldeído ou de uma cetona;
 Não só um açúcar fornece a carbonila, mas também
as gorduras que tem esse grupo livre;
 Os aminoácidos irão colaborar com os grupamentos
(NH2) essenciais para a reação;
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 REAÇÃO DE MAILLARD
Produtos da reação incolores e sem sabor e aroma
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 REAÇÃO DE MAILLARD
Inicia-se a percepção de aromas, a cor torna-se amarelada
• A 3ª etapa:
A partir do produto da 2ª etapa - redutonas incolores ou
substâncias marrons. Em estado líquido, se o pH estiver alcalino
já escurecem;
Formação do hidroximetilfurfural- melanoidinas.
As presenças de HMF e de redutonas levam ao escurecimento e
aroma característicos da reação de "Maillard".
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 REAÇÃO DE MAILLARD
Diferentes sabores e aromas são produzidos nessa 
reação, em função de diferentes aminoácidos
• Nesta 3ª etapa há também liberação de CO2 que aparece
devido a degradação dos aminoácidos a aldeídos. A
liberação de CO2 pode prejudicar produtos enlatados;
• Esta reação recebe o nome de Degradação de Strecker;
• Estes aldeídos de Strecker ao reagirem com os compostos
de "Maillard" darão o sabor e o aroma peculiares das
reações de escurecimento.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 REAÇÃO DE MAILLARD
(RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• Temperatura – a reação ocorre em temperaturas elevadas
(70°C) e reduzidas (20°C), durante o processamento do
alimento ou armazenamento. Alimentos congelados são pouco
afetados;
• pH – a velocidade da reação é máxima em pH próximo a
neutralidade (6-7);
• Atividade de água - a taxa de escurecimento é baixa ou
mesmo nula em valores de atividade de água elevados ou
reduzidos;
• Sulfitos – atua como inibidor da reação, bloqueando a
carbonila;
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 FATORES QUE AFETAM A REAÇÃO DE MAILLARD
• O aquecimento de carboidratos, em particular a sacarose e de
açúcares redutores, na ausência de aminoácidos ou proteínas,
promove um complexo grupo de reações que resultam no seu
escurecimento – caramelização.
• Os açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao
aquecimento moderado, mas em temperatura acima de 120 °C
ocorre ruptura da estrutura molecular formando produtos de
degradação de alto peso molecular e escuros – caramelo.
• O caramelo é produzido comercialmente – corante e
aromatizante.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 CARAMELIZAÇÃO
(DAMODARAN, 2010; RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• A reação inicia-se pela desidratação do açúcar redutor com
rompimento das ligações glicosídicas.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
 CARAMELIZAÇÃO
(DAMODARAN, 2010; RIBEIRO E SERAVALLI, 2004)
• Este tipo de escurecimento ocorre numa situação
particular. O alimento deve conter ácido ascórbico ou
vitamina C e ser suficientemente ácido na faixa de pH
2,0 a 3,5.
• Geralmente ocorre em sucos de frutas como o limão,
laranjas etc.
• A oxidação leva o ácido ascórbico a dehidroascórbico -
furfural - pigmento escuro;
• A vitamina C perde seu valor já na 1ª etapa da reação.
ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO
OXIDAÇÃO DA VITAMINA C
REAÇÕES DE ESCURECIMENTO 
ENZIMÁTICO
• As reações de escurecimento em frutas, vegetais e bebidas é
um dos principais problemas na indústria de alimentos;
• Estima-se que em torno de 50% da perda de frutas tropicais
no mundo é devida à enzima polifenoloxidase, que
provoca a oxidação de compostos fenólicos naturais
presentes em alimentos;
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
(ARAÚJO, 2015)
A ação dessa enzima é acompanhada de mudanças 
indesejáveis na aparência e nas propriedades 
organolépticas do produto
Onde a encontramos:
• Todos os tecidos vegetais - cogumelo, batata, pêssego, maçã,
banana, manga, folhas de chá, abacate e café (concentrações
altas)
Sua Atividade pode variar em função:
• Variedade do alimento;
• Do estágio de maturação;
• Das condições de cultivo.
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
(ARAÚJO, 2015)
Ação indesejável
• Alteração da coloração
• Perda de nutrientes
• Formação de sabor indesejável
Ação desejável
• Escurecimento em chá, café, cacau e ameixa seca
Graças à especifidade de vários substratos a 
polifenoloxidase, às vezes, é denominada tirosinase, 
polifenolase, catecol oxidase, catecolase e cresolase
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
Os substratos mais comuns são tirosina e ácido clorogênico
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
 Produto inicial da oxidação é a quinona – condensa -
pigmentos escuros insolúveis (MELANINA) 
Reage não enzimaticamente com outros compostos 
fenólicos, aminoácidos e proteínas 
MECANISMO DE AÇÃO ENZIMÁTICA
Compostos fenólicos
MELANINA
Oxidação
Polifenoloxidase
(ARAÚJO, 2015)
• Três componentes devem estar presentes para que a reação
de escurecimento enzimático ocorra: enzima, substrato,
oxigênio.
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
MÉTODOS DE CONTROLE
A ausência ou bloqueio da participação 
de um inibe a reação
(ARAÚJO, 2015)
• Aplicação do calor:
Exposição do tecido vegetal, por curto período de tempo, à
temperatura de 70 a 90 °C – destruição completa das funções
catalíticas da enzima;
O aquecimento aplicado no processamento é utilizado em pré-
tratamentos de frutas e vegetais para enlatamento,
congelamento e desidratação;
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
MÉTODOS DE CONTROLE
Mudanças desfavoráveis na textura e no 
desenvolvimento de flavor
(ARAÚJO, 2015)
• Aplicação do dióxido de enxofre e sulfito:
• Inibe a ação da enzima;
• Interação direta com intermediários formados durante a ação
enzimática, impedindo sua participação na reação de
formação do pigmento escuro;
• Aplicação de ácidos
• Cítrico, fosfórico, málico e ascórbico;
• Abaixamento do pH do tecido vegetal – diminuição da
velocidade da reação de escurecimento (pH de atuação da
enzima entre 6 e 7)
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
MÉTODOS DE CONTROLE
(ARAÚJO, 2015)
• Remoção do oxigênio:
• Embalagens impermeáveis;
• Excluir o oxigênio em sucos e bebidas utilizando nitrogênio;
• Prevenir o acesso do oxigênio aos tecidos – danos mecânicos
durante transporte e armazenamento de frutas
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
MÉTODOS DE CONTROLE
(ARAÚJO, 2015)