Noções de Bioquímica de Produtos Hortícolas

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Noções de Bioquímica 
de Produtos Hortícolas
FA 679 – Tecnologia de Processos Pós-Colheita I
Profa. Dra. Franciane Usberti
Introdução
• Produto agrícola  vivo
• Composição bioquímica  estresses físicos, 
químicos e biológicos
• Busca de soluções para conservação  teor de 
água
• Valor do produto: colheita  consumidor
Introdução
 Valor nutricional → qualidade
 Composição química variada
 Espécie
 Variedade
 Fatores ambientais (solo, clima, época da ano, safra)
 Práticas culturas (adubação, irrigação, poda, etc.)
 Concentração de nutrientes x Absorção de nutrientes
 Quantidade recomendada de consumo diário
 Plantas adequadas ao consumo humano ≈ 2000 espécies
 Importância comercial: 100 a 200 espécies
 Maiores volumes: 15 espécies (trigo, milho, arroz, soja, 
sorgo, cevada, feijão, amendoim, cana-de-açúcar, 
beterraba, batata, batata-doce, mandioca, coco e 
banana)
Classificação da Matéria Prima
ANIMAL
X
VEGETAL
PERECÍVEL
X 
DETERIORÁVEL
Origem
Conservação / Armazenamento
Matéria Prima Vegetal
FITOTECNIA
Plantas
Cultivadas
 Grandes culturas : cereais, oleaginosas
 Horticultura: 
 Silvicultura: espécies florestais
 Culturas forrageiras: pastagens, 
forrageiras para corte
 Olericultura
 Fruticultura
 Floricultura
 Jardinocultura
 Vivericultura
 Plantas medicinais
 Plantas condimentares
Classificação da Matéria Prima
Produtos deterioráveis
• Baixo teor de umidade inicial (8 a 13%)
• Deterioração lenta
• Maior tolerância ao armazenamento
• Podem ser armazenados em ambientes naturais.
• Ex: grãos
Classificação da Matéria Prima
Produtos perecíveis
• Teor de umidade inicial elevado (70 a 98%)
• Deterioração rápida
• Menor tolerância ao armazenamento  Tecnologia 
de conservação (graus de perecibilidade distintos)
• Ex: frutas, hortaliças, carnes e pescados
Matéria Prima
Graus de Perecibilidade
• Pouco perecíveis: raízes, bulbos e tubérculos
– T= 15 a 20ºC; ventilação
• Medianamente perecíveis: frutas e hortaliças
– Temperados: T = -2 a 2ºC; UR = 80 a 95%
– Subtropicais: T =2 a 10ºC; UR = 80 a 95%
– Tropicais: T = 10 a 14ºC; UR = 80 a 95%
• Altamente perecíveis: carnes e pescados
– T = -30 a -20ºC
Água
• Meio de transporte de diversas substâncias
• Solvente universal
• Relacionada à qualidade  Aparência
• Perda de água = Perda de massa
– Grãos, nozes e amêndoas: 8 a 20%
– Frutas e hortaliças: 70 a 98%
Milho
Proteína = 10,0
Lipídeos = 5,0
Cbidrato = 65,0 
Fibras = 2,0
Cinzas = 1,0
Água = 14
Milho Verde
Proteína = 6,6 
Lipídeos = 0,6
Cbidrato = 28,6
Fibras = 3,9
Cinzas = 0,7
Água = 63,5
Alface
Proteína = 0,6
Lipídeos = 0,1
Cbidrato = 1,7 
Fibras = 1,0
Cinzas = 0,3
Água = 97,2
Manga
Proteína = 0,9
Lipídeos = 0,2
Cbidrato = 12,8 
Fibras = 2,1
Cinzas = 0,3
Água = 85,8
Água = umidade
• Umidade: é a quantidade de água existente no produto, 
e que pode ser determinada por algum método
• Depende da composição química
Distribuição da água nos 
produtos vegetais
• Tipos de água:
– Água livre
• Adsorção (aderida à superfície sólida)
• Absorção (absorvida por forças capilares)
– Água de constituição
• Parte da estrutura do produto
Umidade superficial
Umidade instersticial
Umidade de constituição
 Deterioração biológica
 Germinação
 Metabolismo
 Degradação de pesticidas
 Textura
 Secagem
 Densidade, volume e forma
 Manuseio do produto
 Propriedades da moagem
 Fluxo de ar através do grão
 Propriedades físicas 
 Propriedades elétricas
 Propriedades térmicas
 Custos para padrões de comercialização, 
exportação, etc...
 Capacidade da estrutura de armazenagem
 Custos de secagem e armazenagem
Propriedades dos produtos que podem
variar com o teor de água
ASPECTOS 
FÍSICOS
ASPECTOS 
BIOLÓGICOS
ASPECTOS 
COMERCIAIS
Matéria Prima
Valor Nutricional
• Carboidratos (energéticos): ricos em amido e açúcar (grãos 
e cereais oleaginosos)
• Proteínas: proteicos (grãos leguminosos, carnes/pescados e 
derivados do leite)
• Lipídios: óleos e gorduras (grãos oleaginosos e gordura 
animal)
• Vitaminas: agentes antioxidantes (frutas e hortaliças)
• Minerais: equilibrio dinâmico das células; produção de 
enzimas
Valor nutricional
Matéria Prima Vegetal
Grãos
- Cereais (Família das gramíneas): ricos em carboidratos -
arroz, milho, trigo, cevada, aveia, centeio, sorgo
- Leguminosos (Família leguminosas): ricos em proteínas -
feijão, soja, ervilha, amendoim, tremoço, grão-de-bico
- Oleaginosos (Várias famílias): ricos em óleos - soja, 
amendoim, girassol, colza, gergelim, mamona
Frutas: Ricas em vitaminas, minerais, fibras e outras 
substâncias funcionais
Hortaliças: Ricas em vitaminas, minerais, teor de açúcar 
variável, propriedades funcionais
Valor nutricional
Nutrientes presentes em alguns produtos em função 
da parte vegetal
Fonte: FRANCO (2003)
MATÉRIAS PRIMAS
Carboidratos
 Componentes de maior concentração nos 
alimentos de origem vegetal
 Principal fonte de energia para os seres vivos
 Podem corresponder de 2 a 90% dos tecidos
 Frutas frescas: 10 – 12%
 Influencia a textura dos tecidos, sabor e valor calórico
 1 g de glicose → 4,2 cal
 Classificação
 Monossacarídeos
 Oligossacarídeos
 Polissacarídeos
Monossacarídeos
 Características:
 Carboidratos simples que não sofrem processo
de hidrólise; 
 Solúveis em água;
 Compostos por 3 a 6 átomos de carbono;
 Constituem importante fonte de energia para 
funcionamento e manutenção do corpo
humano
Monossacarídeos
 Principais monossacarídeos:
 Glicose: função energética; presente em frutas 
e mel;
 Frutose: função energética; presente na
maioria das frutas e mel;
 Galactose: função energética; presente na
lactose (açúcar do leite);
 Ribose: compõe a estrutura do RNA (ácido 
ribonucleico).
Oligossacarídeos
 Características:
 Formados pela união de 2 a 6 monossacarídeos
 Solúveis em água
 Principais oligossacarídeos:
 Sacarose: formada por glicose + frutose
Ex: cana-de-açúcar e beterraba
 Lactose: galactose + frutose
Ex: leite
Polissacarídeos
 Características:
 Carboidratos complexos
 Apresentam mais de 10 monossacarídeos
 Insolúveis em água
 Papel estrutural na célula ou reservatório de 
energia química
Polissacarídeos
 Principais polissacarídeos:
 Amido: polissacarídeo de reserva energética dos 
vegetais. 
Ex: cereais, raízes e tubérculos
 Celulose: polissacarídeo estrutural, componente 
principal das paredes das células vegetais. 
Ex: folhas, frutos imaturos e cascas de frutas
 Glicogênio: polissacarídeo de reserva energética 
dos animais, equivalente ao amido dos vegetais.
Proteínas
• Definição: macromolécula formada por aminoácidos
• Conteúdo (%): C = 50-55; H = 6-8; O = 20-23; N = 15-18 
e, geralmente, S = 0-4
• Conteúdo em frutas e hortaliças: 0,5 a 2% b.u.
• Conteúdo em cereais e leguminosas: 2,9 a 8,2% b.u.
• Exemplos de proteínas:
– Enzimas que transformam o alimento em nutrientes 
básicos a serem utilizados pelas células
– Anticorpos que nos protejem de doenças
– Hormônios peptídicos, que enviam mensagens ao SNC 
coordenando a atividade contínua do organismo
Proteínas
• Funções:
– Papel estrutural nas células: componentes da membrana 
plasmática, das organelas dotadas de membrana, do 
citoesqueleto dos cromossomos, musculatura, tecidos 
conjuntivos e epiteliais, tecido nervoso.
– Papel catalisador em reações bioquímicas: enzimas
– Construção e manutenção de órgãos e tecidos
– Hormônios
– Anticorpos
– Transporte de nutrientes e metabólitos através das 
membranas biológicas
Proteínas
• Aminoácidos:
– Unidades estruturais para construir as proteínas em 
nosso corpo
– Diferentes entre si
– Possuem um átomo de carbono, ao qual estão ligados 
uma carboxila, uma amina e um hidrogênio. A quarta 
ligação é a porção variável, representada por R, e pode 
ser ocupada por um hidrogênio, ou por um metil ou por 
outro radical.
Proteínas
Animal: consideradascompletas por 
conter todos os aminoácidos 
essenciais
Vegetal: consideradas incompletas 
por serem pobres em variedade de 
aminoácidos essenciais (que o corpo
humano não é capaz de produzir)
Origem
Proteínas
• Aminoácidos essenciais:
– São aqueles que não são sintetizados pelo nosso 
organismo mas que devem ser incluídos na dieta
Proteínas
• Aminoácidos não-protéicos:
– Papel metabólico; 
– Batata: 2/3 do N na forma de aminoácido livre; 
– Maçã =70%
• Exemplos de aminoácidos em vegetais:
– Glicina (soja)
– Glutenina (trigo)
– Zeína (milho)
Proteínas
Alimentos ricos em proteína animal
Alimento
Proteína 
animal por 
100 g
Energia por 100 g
Carne de frango 32,8 g 148 calorias
Carne de vaca 26,4 g 163 calorias
Queijo 26 g 316 calorias
Salmão grelhado 23,8 g 308 calorias
Pescada 19,2 g 109 calorias
Ovo 13 g 149 calorias
Iogurte 4,1 g 54 calorias
Leite 3,3 g 47 calorias
Proteínas
Alimentos ricos em proteína vegetal
Alimento
Proteína vegetal 
por 100 g
Energia por 100 g
Soja 12,5 g 140 calorias
Quinoa 12,0 g 335 calorias
Trigo Sarraceno 11,0 g 366 calorias
Milheto 11,8 g 360 calorias
Lentilhas 9,1 g 109 calorias
Tofu 8,5 g 76 calorias
Feijão 6,6 g 91 calorias
Ervilha 6,2 g 63 calorias
Arroz cozido 2,5 g 127 calorias
Proteínas
Proteínas
Lipídeos
• Definição: Moléculas orgânicas formadas para associação de 
álcool (glicerol) e ácidos graxos, cuja composição biomolecular 
é composta por oxigênio (O), carbono (C) e hidrogênio (H).
• Característica: Insolúveis em 
água e solúveis em compostos
orgânicos, como éter, acetona, 
álcool, clorofórmio, benzeno 
e outros solventes orgânicos. 
Lipídeos
• Funções:
– Energética: principais substâncias de reserva energética, 
fornecendo mais energia que os glicídios.
Servem como transportadores de nutrientes e de 
vitaminas lipossolúveis, substâncias solúveis em 
gorduras, como as vitaminas A, D, E e K.
– Estrutural: fazem parte da composição das membranas 
celulares.
– Isolantes térmicos: Em animais homeotérmicos, como 
mamíferos e aves, ajudam na manutenção da 
temperatura do corpo.
Lipídeos
Glicerídeos e 
ceríodos
Glicerol + Ácidos 
Graxos
LIPÍDIOS
SIMPLES COMPOSTOS DERIVADOS
Hidrólise/decomposição 
dos lipídios simples e 
compostos
Classificação
Depende da natureza do ácido e do álcool que 
formam o lipídio
Lipídeos
Onde os cerídeos são encontrados?
• Plantas: superfície das folhas, pétalas e frutos, 
auxiliando na impermeabilização e evitando a 
perda de água, principalmente pela evaporação.
• Animais: secreção de insetos (cera de abelha) e 
secreção uropigiana de aves (impermeabilização 
das penas)
Vitaminas
 Compostos orgânicos e nutrientes essenciais de que o 
organismo necessita em quantidades limitadas
 Presentes nas frutas, hortaliças e cereais
 Contribuem para o funcionamento do metabolismo e 
crescimento do organismo
 Diferentes funções bioquímicas no organismo
 Corpo humano precisa de pelo menos 13 vitaminas 
diferentes
Vitaminas
 Classificação:
 Lipossolúveis: necessitam do auxílio de gorduras 
para serem absorvidas
 Hidrossolúveis: são absorvidas pelo intestino e 
transportadas pelo sistema circulatório para os 
tecidos em que serão utilizadas
Vitamina C
 Composto: Ácido Ascórbico
 Maior quantidade em frutas que em hortaliças
 Tende a diminuir com a maturação e 
armazenamento (ação enzimática)
 Funções no organismo: fortalecimento de sistema 
imunológico, combate a radicais livres e aumento da 
absorção do ferro pelo intestino
 Fontes:
Vitamina A
 Composto: Carotenoide (betacaroteno)
 Armazenada no fígado
 Funções no organismo: combate radicais livres, 
formação dos ossos, pele, funções da retina
 Fontes:
Vitamina B1
 Composto: Tiamina
 Baixa concentração em frutas e hortaliças (20-90 
mg/ 100g)
 Alta concentração em cereais e leguminosas (300-
700 mg/ 100 g)
 Funções no organismo: atua no metabolismo 
energético dos açúcares
 Fontes:
Vitamina B2
 Composto: Riboflavina
 Presente em vegetais e microrganismos
 Funções no organismo: atua no metabolismo de 
enzimas, protege o sistema nervoso
 Fontes:
Vitamina E
 Composto: a-Tocoferol
 Lipossolúvel
 Presente principalmente em amêndoas e cereais
 40% da vitamina E ingerida é absorvida pelo organismo
 Funções no organismo: atua como agente antioxidante
 Relacionada com o tratamento e prevenção do Mal de 
Alzheimer e Doença de Parkinson
 Fontes:
Teores de vitaminas em frutas (100g)
Fonte: FRANCO (2003)
Teores de vitaminas em hortaliças (100g)
Fonte: FRANCO (2003)
Pigmentos
 Compostos químicos responsáveis pelas cores das 
plantas ou animais
 Podem ser naturais (orgânicos ou inorgânicos) e 
sintéticos
 Agem absorvendo partes do espectro de luz e 
refletindo as outras
 Substâncias com estrutura, 
propriedades químicas e 
físicas diferentes entre si
Pigmentos
 Efeitos benéficos à saúde humana atuando na 
proteção do organismo e na prevenção de doenças
 Alteração de cor dos alimentos – alterações químicas 
e bioquímicas relacionadas com o desenvolvimento e 
amadurecimento 
 Principais pigmentos:
– Clorofila
– Carotenoides
– Antocianinas
Pigmentos
 As cores dos tecidos vegetais devem-se à reflexão de 
comprimentos de onda característicos de cada 
pigmento natural 
Pigmentos
 Clorofila
 Pigmento encontrado em maior abundância na
natureza
 Grupo de pigmentos fotossintéticos presente nos 
cloroplastos, responsável pela coloração verde das 
plantas
 Moléculas formadas por complexos derivados da 
porfirina, tendo como átomo central o magnésio
 Pigmentos fotossintéticos estão presentes em 
todas as plantas, e sua quantidade varia de acordo
com a espécie
Pigmentos
 Clorofila
 Coloração varia de azul-esverdeado ao verde-
amarelado → presença de outros pigmentos, como 
carontenoides
 Receptores de luz → transformam energia 
luminosa em energia química → essenciais para a 
fotossíntese
 Amadurecimento das frutas → degradação da 
clorofila e perda da coloração verde dos tecidos
Pigmentos
 Fatores que afetam a concentração de clorofila:
 pH
 Temperatura
 Exposição à luz
 Concentração de oxigênio
 Enzimas
Pigmentos
 Carotenoides
 Substância química de um grupo de substâncias
relacionadas ao caroteno, que são pigmentos 
amplamente difundidos na natureza
 Essenciais na alimentação humana: respiração
celular e sintetização de pigmentos da retina
 Características: 
 Apresentam moléculas oxidáveis
 Cores variam do amarelo ao vermelho
 Lipossolúveis
 Essenciais como precursores as síntese de vitamina 
A em animais
Pigmentos
 Carotenoides
 Exemplos: Licopeno (tomate) e b-caroteno (cenoura)
Pigmentos
 Antocianinas
 Pigmentos pertencentes ao grupo dos 
flavonóides, com coloração variando entre o 
vermelho e o roxo
 São glicosídeos solúveis em água e encontram-se 
principalmente no vacúolo das células
 Sintetizadas pelos vegetais durante sua
maturação
 Mais de 20 tipos de antocianinas presentes, 
sendo 6 mais frequentes nos produtos vegetais
Pigmentos
 Antocianinas
 Antocianinas mais comuns em alimentos
Pigmentos
 Antocianinas
Pigmentos
 Antocianinas
 Degradação: extração vegetal, processamento e 
armazenamento
 Fatores que afetam a degradação:
 pH
 Temperatura
 Enzimas
 Ácido Ascórbico
Pigmentos
 Betalaínas
 Pigmentos presentes em vegetais
 Compostos solúveis em água
 Antioxidante natural 
 Classificadas em betacianinas (coloração vermelha) 
e betaxantinas (coloração amarela)
Minerais
 Elementos inorgânicos que não podem ser 
sintetizados pelo organismo
 Encontram-se em equilíbrio dinâmico
permanente nos tecidos animais e vegetais
 Representam cerca de 4% dos tecidos de um
indivíduo adulto
 Alimentos: depende da espécie/ cultivar/ tratos 
culturais
Minerais
 Necessidade de fornecimento constante
 Funções: produção de enzimas, regulação do 
balanço ácido-base, transmissão de impulsos 
nervosos,atividade muscular, componentes 
estruturais do corpo.
 Minerais essenciais: cálcio, fósforo, magnésio, 
sódio, potássio, ferro, cobre, cobalto e 
manganês
Minerais
 Cátion de maior abundância
no organismo (ossos e 
dentes)
 Funções musculares, nervos e 
membranas
 Coagulação sanguínea
Minerais
 Presente em todas as células 
do organismo
 Ligado ao Ca e Mg → 
formação dos ossos e dentes
 Componente essencial na
produção de energia e na
reparação dos tecidos
Minerais
 Componente da hemoglobina, 
mioglobina, citocromos e enzimas 
catalase e peroxidade
 Ligado a proteínas para 
transporte e armazenamento
 Principal função: processo de 
respiração celular e mediador em 
processos fisiológicos
 Baixas concentrações em frutas
Minerais
 Mineral essencial asociado à 
síntese de proteínas e no 
transporte de energia, facilitando a 
transmissão dos impulsos nervosos 
e regularizando as contrações
musculares.
 Encontrado principalmente em 
sementes, como abóbora ou
girassol, frutas secas como 
amêndoa e vegetais, como a 
acelga.
Minerais
 Encontrado principalmente em 
alimentos de origem vegetal, 
como frutas e verduras
 Funções: auxilia na manutenção
da pressão arterial, evita 
fraqueza muscular e cãibras
Minerais
Minerais
Minerais
Valores médios de calorias, glicídios, cálcio, fósforo e ferro 
em frutas
Fonte: FRANCO (2003)
Valores médios de calorias, glicídios, cálcio, fósforo e ferro 
em hortaliças
Fonte: FRANCO (2003)
REFERÊNCIAS
 CHITARRA, M.I.F.; CHITARRA, A.B. Pós-colheita de frutos e 
hortaliças: fisiologia e manuseio. 2ed. Lavras: UFLA, 2005. 
785p.
 FRANCO, G. Tabela de composição química dos alimentos. 
9ed. São Paulo: Atheneu, 2005. 307 p.
 PINHEIRO, D.M.; PORTO, K.R.A.; MENEZES, M.E.S. A 
Química dos Alimentos: carboidratos, lipídeos, proteínas, 
vitaminas e minerais. UFAL: Maceió – AL, 2005. 
 VOLP, A.C.P.; RENHE, I.R.T.; STRINGUETA, P.C. Pigmentos 
Naturais Bioativos. Revista Alimentos e Nutrição: 
Araraquara, v. 20, n. 1, p. 157-166, jan/mar. 2009.