Química dos alimentos

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Ensino de Química
Química dos alimentos.
Objetivo: Compreender e descrever os principais componentes dos alimentos.
A importância da alimentação como uma necessidade vital é um fato
incontestável conhecido por todos. Embora seja importante entender esta verdade,
também é necessário saber como nos alimentamos, ou seja, qual é a qualidade do
alimento que ingerimos.
Quando falamos em química de alimentos não podemos deixar de conceituar
o termo bromatologia. A palavra bromatologia deriva do grego:
Broma, Bromatos significa “dos alimentos”; e Logos significa ciência.
Portanto, pode-se definir a bromatologia como a ciência que estuda os
alimentos. É uma área ampla que se dedica a estudar os alimentos, de forma
detalhada, avaliando a composição, o valor nutricional, o valor energético,
propriedades físicas e químicas, seus efeitos no organismo, presença de
contaminantes, adulterantes, entre outros.
O conhecimento sobre a composição de nutrientes e outros componentes
presentes nos alimentos é fundamental para alcançar uma segurança alimentar e
nutricional. Os alimentos são fontes de energia e nutrientes e suas características
dependem do conjunto das moléculas que o compõe. Assim, o alimento é mistura
complexa, que possuem em sua composição um número elevado, associado a uma
grande variedade, de compostos químicos.
Quando se faz um estudo químico e nutricional dos alimentos avalia-se a
presença dos constituintes fundamentais dos alimentos, os chamados
macronutrientes: carboidratos, lipídeos e proteínas. Temos também os
micronutrientes: minerais e vitaminas. Além de constituintes secundários presentes
em alimentos como: enzimas, constituintes da cor e aroma, aditivos e
contaminantes.
Qual é a função de cada um desses nutrientes? Em quais alimentos os
encontramos?
Carboidratos:
São macronutrientes cujos maiores representantes pertencem ao reino
vegetal, seja na forma de carboidrato complexo (amido e/ou celulose) ou na forma
de açúcar (dissacarídeos) como a sacarose, além dos monossacarídeos como a
glicose e da frutose. Geralmente sólidos cristalinos, incolores e tem sabor doce. São
facilmente solúveis em água. Podem sofrer desidratação e degradação térmica
ocorrendo a formação de novos compostos.
São compostos orgânicos com, pelo menos três carbonos, onde todos os
carbonos possuem uma hidroxila, com exceção de um, que possui a carbonila
primária (grupamento aldeídico) ou a carbonila secundária (grupamento cetônico),
como mostrado na Figura 1. Definidos, quimicamente, como poli-hidróxi-aldeídos
(aldoses) ou poli-hidróxi-cetonas (cetoses).
Figura 1. Estrutura química de carboidratos ilustrando uma aldose e uma
cetose.
Os carboidratos são divididos em três grandes grupos: monossacarídeos,
oligossacarídeos e polissacarídeos.
Os monossacarídeos são os carboidratos mais simples. Moléculas de baixa
massa molar. Facilmente solúveis em água, e suas soluções são opticamente
ativas. Os monossacarídeos não podem ser hidrolisados a moléculas menores.
A glicose, a frutose e a galactose são os monossacarídeos mais comuns. A
frutose e a glicose são encontradas em frutas e no mel e a galactose no leite dos
mamíferos. Em solução aquosa, os monossacarídeos apresentam-se como
estruturas cíclicas (Figura 2), onde um grupo hidroxila reage com o grupo carbonila
da mesma molécula.
Figura 2. Estrutura cíclica da glicose e da frutose em solução aquosa.
Oligossacarídeos (depende da definição) contêm de duas a dez (ou vinte)
unidades simples de açúcares.
Quando duas moléculas de um açúcar simples se unem elas formam um
dissacarídeo. A sacarose, por exemplo, é um dissacarídeo formado por uma frutose
e uma glicose unidas por uma ligação glicosídica (Figura 3).
Figura 3. Estrutura da sacarose.
O amido, por exemplo, é um polissacarídeo constituído por amilose e
amilopectina.
É a mais importante reserva de nutrição de todas as plantas. Facilmente
digerido e por isso é importante na alimentação humana.
Nos alimentos, os carboidratos constituem ¾ do peso seco das plantas e
estão presentes nos grãos, verduras, hortaliças, frutas e outras partes de plantas
consumidas pelo homem. As plantas que produzem amido e a sacarose são as
mais cultivadas. As frutas maduras são doces devido a transformação do amido
(reserva) em açúcares mais simples como a sacarose, frutose, etc.
Proteínas
Macromoléculas de elevada massa molar, cujas unidades básicas são de
α-aminoácidos ligadas entre si por ligações peptídicas formando longas cadeias
(Figura 4). São formadas por C, H, N, O e S, sendo o nitrogênio (N) é o elemento
mais marcante presente nas proteínas. O teor de Nitrogênio contido em proteínas
em alimentos pode variar entre 13-19 %.
Figura 4. Estrutura básica de proteínas ilustrando os α-aminoácidos ligados
entre si por ligações peptídicas.
De acordo com sua estrutura molecular, as proteínas desempenham diversas
funções biológicas:
Função estrutural - participam da estrutura dos tecidos. Ex.: colágeno,
queratina.
Função nutritiva - servem como fontes de aminoácidos, incluindo os
essenciais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia
no mecanismo respiratório. Entre outras inúmeras funções. A seguir são descritos
alguns exemplos de proteínas em alimentos:
Proteínas da carne: miosina; actina; colágeno; tripsina.
Proteínas do leite: caseína; lactoalbumina e
lactoglobulina.
Proteína do ovo: clara (ovalbumina (50%),
canalbumina, glicoproteína, avidina/biotina) e gema
(lipovitelina, fosfovitina, livitina);
Proteína do trigo: glúten.
Importante destacar a proteína tipo glúten está ligada a Doença celíaca, que
é uma reação imunológica ao glúten que causa uma inflamação grave no intestino e
que pode levar à desnutrição por má absorção de nutrientes. A legislação brasileira
prevê a obrigatoriedade de frase de advertência na rotulagem de alimentos
embalados para glúten.
Lipídeos
Compostos encontrados nos organismos vivos constituem vários grupos de
substâncias pertencentes a várias funções orgânicas. A maioria é éster (óleos,
gorduras, ceras), outros são terpenos (caroteno, óleos essenciais) ou são ácidos
graxos de cadeia longa, geralmente, insolúveis em água e solúveis em solventes
orgânicos não polares. Compreendem um amplo grupo de substâncias que
possuem algumas propriedades comuns e de composição semelhanças.
Glicerídios, por exemplo, são produtos de esterificação de ácido graxo e
álcool (mono, di, triglicerídios).
Os triacilgliceróis (Figura 5) representam aproximadamente 95% dos lipídios
na dieta humana, são chamados de óleos (líquidos) e gorduras (sólidos). Já os não
Glicerídios são fosfatídios, esteróis, carotenóides, tocoferóis, ceras,
hidrocarbonetos.
Figura 5. Reação do glicerol com ácido carboxílico para formar o
triacilglicerol.
Os ácidos graxos livres ou esterificados nos lipídeos dos alimentos, salvo
poucas exceções, são monocarboxílicos e possuem número par de átomos de
carbono dispostos numa cadeia linear. Diferem um do outro pelo comprimento da
cadeia de hidrocarboneto e pelo número e posição das duplas ligações (Figura 6).
Gorduras saturadas - encontradas principalmente em alimentos de origem
animal, como carne, gema de ovo, leite integral e seus derivados (manteiga, creme
de leite e queijos) e em alimentos industrializados (como biscoitos e chocolates).
Gordura insaturada - óleos vegetais (principalmente no de girassol), óleo de
soja, óleo de milho, óleo de gergilim, azeite de oliva, margarina, abacate, castanhas,
coco e etc.
Vale ressaltar que óleos e gorduras vegetais não possuem colesterol. O
colesterol é de origem animal.
Os lipídeos desempenham diferentes funções nos organismos como:
isolamento térmico, transporte de vitaminas lipossolúveis, função estrutural
(membrana celular), função energética, hormonal, entre outras.
Figura 6. Ilustração da estrutura básica de ácidos graxos saturados e
insaturados.
Minerais
Os minerais são elementos inorgânicos amplamente distribuídos na natureza
e que,no organismo, desempenham uma variedade expressiva de funções
metabólicas. Constituem de 4 % a 5 % do peso corpóreo humano. São encontrados
nos órgãos, esqueleto ósseo, sangue e podem estar combinados com enzimas,
proteínas e em muitas outras moléculas.
Os minerais, como as vitaminas (tema de uma próxima aula), não podem ser
sintetizados pelo organismo e, por isso, os alimentos constituem-se uma importante
fonte de minerais essenciais ao bom funcionamento do organismo humano.
Os minerais, por sua vez, são tradicionalmente divididos em macrominerais e
microminerais (elementos traço). Os macrominerais recebem essa designação, pois
são necessárias quantidades maiores na ingestão diária, cerca de 100 mg/dia ou
mais, como o cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio (Mg), sódio (Na), potássio (K), cloro
(Cl) e enxofre (S).
Microminerais são necessários em pequenas quantidades, menores que 15
mg/dia, como o ferro (Fe), cobre (Cu), iodo (I), selênio (Se), cobalto (Co) e o zinco
(Zn), entre outros. Dessa maneira, é importante garantir que a população consuma
os nutrientes em uma quantidade adequada, a fim de se evitar efeitos adversos na
saúde, pois tanto o excesso quanto a deficiência na ingestão de praticamente todos
os minerais provocam efeitos nocivos no organismo.
Tais minerais podem estar presentes em diversos alimentos, como frutas,
produtos lácteos e produtos cárneos com elevadas concentrações ou em
concentrações menores dependendo de cada tipo de alimento.
Fica claro como é importante sabermos a composição dos aliemtos que
ingerimos e se estamos suprindo a necessidade diária de cada nutriente. Assim, a
composição centesimal dos alimentos exprime de forma básica o valor nutritivo e/ou
calórico, bem como a proporção dos componentes em 100 g do produto analisado.
Valor calórico dos alimentos depende de sua composição. Estas informações
são obtidas através de análises quantitativas da composição por análises químicas
ou consultas em tabelas de composição dos alimentos.
Mas como o consumidor pode saber sobre composição química do alimento
que irá ingerir?
Pois bem, através da Rotulagem Nutricional dos Alimentos, que é a inscrição
destinada a informar ao consumidor sobre as propriedades nutricionais de um
alimento, visando uma alimentação saudável e usado como estratégia para a
redução do risco de doenças crônicas. Compreende a declaração de valor
energético, de nutrientes e declaração de propriedades nutricionais (informação
nutricional complementar).
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) atua em diversas áreas
visando promover a proteção da população através do controle sanitário em
diversos segmentos. A Resolução ANVISA RDC 360/03 - Regulamento Técnico
Sobre Rotulagem Nutricional de Alimentos Embalados Torna Obrigatória a
Rotulagem Nutricional. Essa resolução garante ao consumidor saber mais sobre o
alimento que será consumido
Segundo a Anvisa, “a rotulagem nutricional se aplica a todos os alimentos e
bebidas produzidos, comercializados e embalados na ausência do cliente e prontos
para oferta ao consumidor.”
Na Figura 7 temos um exemplo dos dados que devem estar contidos na
rotulagem nutricional. Além da informação nutricional, os alimentos industrializados
devem conter a descrição dos ingredientes e aditivos utilizados para preparar o
produto.
Figura 7. Modelo de Rotulagem nutricional, segundo a ANVISA.
REFERÊNCIAS
1. ANVISA, 2005: Rotulagem Nutricional Obrigatória Manual de Orientação às Indústrias de
Alimentos 2a versão atualizada.
2. BRASIL. Guia alimentar para a população brasileira: promovendo a alimentação
saudável. Ministério da Saúde, Secretaria de Atenção à Saúde, Coordenação Geral da
Política da Política de Alimentação e Nutrição, 2014.
3. Ribeiro, E.P.; Seravalli,E. A. G, Química de Alimentos 2ª ed, Ed Edgard Blucher, 2007.
4. Pinheiro, D. M. A química dos alimentos: carboidratos, lipídios, proteínas e minerais.
Maceió: EDUFAL, 2005.