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Isabelle Neves isabelle.oneves@gmail.com Aditivos e Coadjuvantes no Processamento de Alimentos Definição, exemplos e aplicação da classe funcional de aditivos 2 3- Funções de aditivos alimentares 3.1. Agente de massa 3.2. Antiespumante 3.3. Antiumectante 3.4. Antioxidante 3.5. Corante 3.6. Conservador 3.7. Edulcorante 3.8. Espessante 3.9. Geleificante 3.10. Estabilizante 3.11. Aromatizante 3.12. Umectante 3.13. Regulador de acidez 3.14. Acidulante 3.15. Emulsionante/emulsificante 3.16. Melhorador de farinha 3.17. Realçador de sabor 3.18. Fermento químico 3.19. Glaceante 3.20. Agente de firmeza 3.21. Sequestrante 3.22. Estabilizante de cor 3.23. Espumante Um mesmo aditivo pode ter mais de uma classificação dependendo da sua ação no alimento 3 Discutir sobre o uso dos aditivos corante e estabilizante de cor na indústria de alimentos 4 § Definição, exemplos e aplicação da classe funcional de aditivos: estabilizante de cor § Definição, exemplos e aplicação da classe funcional de aditivos: corante 5 A cor é o resultado da interação entre a luz e a matéria https://www.youtube.com/watch?v=480tRrlNgVQ 6 E: energia (J) h: constante de Planck (J.s) c: velocidade da luz (m/s) λ: comprimento de onda (nm) Quanto menor o comprimento de onda, maior sua energia 7 Um dos principais atributos avaliados pelo consumidor no momento da compra de um alimento Atributo sensorial associado à qualidade e ao “sabor” do alimento 8 A COR NÃO DEVE SER CONSIDERADA COMO UM ELEMENTO PURAMENTE DECORATIVO!! Indústrias de alimentos passaram a utilizar os corantes para realçar seus produtos e atrair a atenção do consumidor Corante é a substância que confere, intensifica ou restaura a cor de um alimento (Portaria 540/1997, ANVISA) https://www.youtube.com/watch?v=d7HwGOvyy64 9 v CNNPA n° 44 de 1977: Dispõe sobre as condições gerais de elaboração, classificação, apresentação, designação, composição e fatores essenciais de qualidade dos corantes empregados na produção de alimentos e bebidas Classificação dos corantes Excluem-se os sucos e/ou os extratos de vegetais e outros ingredientes utilizados na elaboração de alimentos (e bebidas) que possuem coloração própria, salvo se adicionados com a finalidade de conferir ou intensificar a coloração própria do produto 10 2.1. Corante orgânico natural: aquele obtido a partir de vegetal, ou eventualmente, de animal, cujo princípio corante tenha sido isolado com o emprego de processo tecnológico adequado. 2.2. Corante orgânico sintético: aquele obtido por síntese orgânica mediante o emprego de processo tecnológico adequado. Classificação dos corantes 2.2.1. Corante artificial: é o corante orgânico sintético não encontrado em produtos naturais. 2.2.2. Corante orgânico sintético idêntico ao natural: é o corante orgânico sintético cuja estrutura química é semelhante à do princípio ativo isolado de corante orgânico natural. 11 2.3. Corante inorgânico: aquele obtido a partir de substâncias minerais e submetido a processos de elaboração e purificação adequados a seu emprego em alimento. 2.4. Caramelo: o corante natural obtido pelo aquecimento de açúcares à temperatura superior ao ponto de fusão. 2.5. Caramelo (processo amônia): é o corante orgânico sintético idêntico ao natural obtido pelo processo amônia, desde que o teor de 4-metil, imidazol não exceda no mesmo a 200 mg/kg (duzentos miligramas por quilo). Classificação dos corantes 12 v Os corantes poderão apresentar-se isolados ou sob a forma de mistura v Os corantes poderão apresentar-se na forma de pó ou associados a solventes e veículos: Características Gerais ü Água ü Açúcares ü Álcool etílico ü Amidos ü Cloreto de sódio ü Dextrina ü Gelatina ü Glicerol ü Óleos e gorduras comestíveis 13 v Substâncias naturalmente encontradas de células e tecidos vegetais ou animais que conferem cor Características Gerais v Instáveis durante o processamento e armazenamento: luz, oxigênio, metais, temperatura, pH, umidade A prevenção à degradação dos pigmentos é difícil de controlar Urucum (INS 160b) Páprica (INS 160c) Cúrcuma (INS 100) Antocianinas (INS 163i) Carmim de cochonilha (INS 120) Clorofila (INS 140i) § Exemplos: 14 Características Gerais v Características funcionais o Carotenos : agente antioxidante o Luteína: visão saudável e vasoprotetor o Licopeno: combate ao câncer da próstata o Urucum: combate a diabetes e à hipercolesterolêmica v Classificação quanto à estrutura química o Heterocíclicos com estrutura tetrapirrólica o Isoprenóides o Flavonóides o Betalaínas o Pigmentos quinoidais 15 Compostos heterocíclicos com estrutura tetrapirrólica v Caracterizam-se pelo núcleo porfirina, associado por meio de quatro átomos de nitrogênio, a um metal Metaloporfirina (onde M é um metal) v Principais pigmentos: ü Clorofila (pigmento de tecidos vegetais) ü Hemecompostos (hemoglobina e mioglobina: pigmento de tecidos animais) 16 § Clorofilas: são pigmentos responsáveis pela cor verde dos vegetais. Ocorrem nos cloroplastos das folhas e em outros tecidos vegetais. Pigmentos porfirínicos: CLOROFILA Proporção: 3a para 2b 17 Pigmentos porfirínicos: CLOROFILA As diferenças na cor do vegetal são devidas à presença e distribuição variável de outros pigmentos associados, como os carotenóides, os quais sempre acompanham as clorofilas Estes pigmentos são quimicamente instáveis e podem ser alterados ou destruídos facilmente, modificando a percepção e a qualidade dos produtos. Em geral, as clorofilas são relativamente instáveis e sensíveis à luz, pH, aquecimento, oxigênio, presença de metais bivalentes e enzimas (senescência de vegetais) 18 Pigmentos porfirínicos: CLOROFILA A clorofila pode ser quimicamente modificada antes de ser incorporada aos alimentos, substituindo o Mg2+ por Cu2+. 19 As clorofilas são usadas como corantes naturais e antioxidantes para restabelecer o teor natural destas moléculas em produtos alimentares ou para preparar produtos enriquecidos. Pigmentos porfirínicos: CLOROFILA § A clorofila utilizada como corante é extraída da alfafa § Este corante, quando 100% clorofila, não é estável § Frequentemente, substitui-se o átomo de Mg2+ por Cu2+, originando a clorofilina cúprica, a qual é estável e pode ser utilizada em formulações hidro ou lipossolúveis. § Utilizada em sorvetes, sucos, massas, iogurtes, biscoitos, queijos 20 Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES ü Os carotenoides são substâncias coloridas amplamente distribuídas na natureza e encontrados em plantas, associados à clorofilas. ü São principalmente lipossolúveis e as cores vão desde o amarelo, passando pelo laranja até o vermelho intenso. Exemplo: α e β–carotenos (cenoura, manga), luteína (gema do ovo), curcumina (açafrão), bixina (urucum). isopreno 21 Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES ü Os carotenoides são subdivididos em 2 grupos: § Carotenos: compostos por carbono e hidrogênio § Xantofilas: derivados obtidos por oxidação dos carotenos, com formação de hidroxila, metoxila, carboxila e cetona (apresenta tonalidade amarelo-limão) 22 § A presença de luz é necessária para síntese de carotenoides (frutas e vegetais). § Alguns carotenoides são precursores de vitamina A (aqueles que contém em suas moléculas a estrutura cíclica da β-ionona). Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES 23 § Carotenóides: são compostos lipofílicos que apresentam propriedades antioxidantes § Moderadamente estáveis ao calor e perdem a cor por oxidação (principal causa da degradação de carotenoides em alimentos), sendo facilmente oxidados devido ao grande número de duplas conjugadas § Podem ser facilmente isomerizados (cis e trans) por calor, ácido ou luz § Forma trans (cor mais escura): mais frequente na natureza § Estáveis na faixa de pH da maioria dos alimentos (3,0–7,0) Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES § Enzimas como lipoxigenase catalisam adegradação oxidativa dos carotenoides por mecanismos indiretos 24 § Os carotenoides naturais mais utilizados em alimentos são: Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES Urucum Extraído da planta Bixa orellana L. 25 § Os carotenoides naturais mais utilizados em alimentos são: Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES Páprica Extraído da planta Capsicum annum 26 § Os carotenoides naturais mais utilizados em alimentos são: Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES Açafrão Extraído da planta Curcuma long L. Curcumina 27 Utilizado em bebidas, em produtos de panificação, rações, carnes e derivados, derivados lácteos, molhos, margarinas, cosméticos, entre outros Pigmentos de estrutura isoprenóide: CAROTENOIDES A coloração típica depende da concentração de cada cromóforo, do método de obtenção, do tempo de colheita, das condições de armazenamento, entre outros 28 § As antocianinas são os flavonoides mais abundantes da natureza e são responsáveis por uma variedade de cores atrativas e brilhantes de frutas, flores e folhas, que incluem azul, púrpura, violeta, vermelho e laranja Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS Utilizado em bebidas ácidas, doces, geleias e cosméticos 29 Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS v FLAVONOIDES o Compostos heterocíclicos com oxigênio o Classe de pigmentos encontrados somente em vegetais o São subdivididos em antocianinas e outros flavonóides Estrutura básica: antocianidina (aglicona) o Solúveis em água e misturas de água e álcool o A palavra antocianina é derivada de duas palavras gregas: anthos (flores) e kyanos (azul). 30 Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS v ANTOCIANINAS o Quimicamente são glicosídios das antocianidinas, ou seja, as antocianinas são antocianidinas ligadas a açúcares e muito frequentemente contém ácidos ligados aos açúcares (conferem estabilidade à antocianina) o A substituição dos grupos hidroxila e metoxila influencia na cor das antocianinas o O aumento no número de grupos hidroxilas tende a acentuar a cor para o azul, e o aumento no número de grupos metoxilas para o vermelho 31 o 20 antocianidinas são conhecidas, mas apenas 6 são mais frequentes Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS v ANTOCIANINAS 32 Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS v ANTOCIANINAS § A sua degradação pode ocorrer durante a extração do vegetal, processamento e estocagem de alimentos § A degradação é influenciada pelo: - pH - Temperatura - Enzimas - Ácido ascórbico - Dióxido de enxofre - Íons metálicos (Fe) O núcleo flavilium da antocianina é deficiente em elétrons, logo altamente reativo. Sua reação envolve a descoloração do pigmento 33 Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS v ANTOCIANINAS: Estabilidade da cor pH: maior estabilidade em condições ácidas, por essa razão os corantes contendo antocianinas podem ser usados apenas em valores de pH < 4,0 > [-OCH3] e < [-OH] na estrutura: > estabilidade < [-OCH3] e > [-OH] na estrutura: < estabilidade 34 Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS v ANTOCIANINAS: Estabilidade da cor • Temperatura: No aquecimento acima de 60 °C, o equilíbrio desloca-se para a forma chalcona (incolor) • O uso de altas temperaturas destrói as antocianinas Δ • O processamento e a estocagem adequados resultam em alterações muito pequenas de cor 35 § Ácido ascórbico: aumentam a intensidade de destruição das antocianinas, formando substâncias incolores § Dióxido de enxofre: em baixas concentrações inibe a degradação enzimática, altas concentrações forma complexos incolores § Enzimas: glicosidases, PPO e peroxidases degradam as antocianinas, formando substâncias incolores § Metais: formação de pigmentos azul-púrpura ou acinzentados na presença de metais como ferro, e na presença de alumínio e latão das embalagens, formam pigmentos vermelhos § Copigmentação: aumenta a intensidade de cor (união com flavonóides, ácidos fenólicos e alcaloides por ligação de hidrogênio, protegendo o cromóforo) Pigmentos flavonoides: ANTOCIANINAS 36 § Pigmentos abundantes encontrados em algumas flores vermelhas, frutos de cactos e, principalmente, na beterraba § São adequadas para produtos que não sofram tratamentos térmicos severos, pois o pigmento sofre degradação § Pigmento solúvel em água § Extrato utilizado em sorvetes, iogurtes, balas, molhos, cosméticos, gomas de mascar e derivados lácteos Pigmentos BETALAÍNAS Extraído da planta Beta vulgaris ruba 37 Pigmentos BETALAÍNAS Betaína § A estabilidade das betalaínas é influenciada pelo: - pH - Temperatura - Atividade de água - Oxigênio - Luz - Íons metálicos (Fe) 38 Pigmentos BETALAÍNAS v Efeito do pH - Entre pH 4,0 e 7,0: coloração vermelho brilhante (faixa de pH ideal para produtos) - Em pH < 4,0: coloração vermelho escuro - Em pH > 7,0: coloração vermelho violeta O aumento da vida útil do pigmento pode ser alcançado pela adição de ácido cítrico e ascórbico, pois atuam como antioxidantes e complexantes de metais. A estabilidade é inversamente proporcional à atividade de água (aw) do produto: a diminuição da aw diminui a velocidade de degradação hidrolítica da betanina 39 Pigmentos quinoidais: Carmim-Cochonilha § Ampla faixa de tonalidades (pigmentos amarelos, vermelhos e marrons), mas apresenta alto custo e suprimento limitado § Amplamente distribuídos na natureza, encontrado em raízes, madeira e insetos § Pigmentos para uso em alimentos: carmim-cochonilha § Pigmento estável a luz, muito estável ao calor e a presença de agentes oxidantes, mas sensível a degradação microbiológica 40 Utilizado em sorvetes, bebidas, cerejas em caldas, bolos, bebidas lácteas, sucos, massas, iogurtes, biscoitos, queijos Pigmentos quinoidais: Carmim-Cochonilha Corante de cor vermelha, extraído de corpos secos de insetos fêmeas das espécies Dactylopius coccus Costa ou Coccus cacti L. O principal pigmento da cochonila é o ácido carmínico (20% da massa seca dos insetos) 41 Pigmentos Caramelo v Os corantes caramelos são classificados em quatro classes, de acordo com diferentes condições de processamento, como temperatura, pH e catalisadores (ácido, base, sulfito, hidróxido de amônio ou carbonato de amônio): Corante natural Corante sintético orgânico idêntico ao natural 42 Pigmentos Caramelo o Os caramelos contém uma mistura complexa de polímeros, contendo compostos de alto e baixo pesos molecular, bem como uma variedade de componentes voláteis, conferindo aroma, sabor, além da cor o Preparado por aquecimento controlado de carboidratos (glicose ou frutose, como xaropes de glicose, sacarose e/ou açúcares invertidos), em temperatura acima do seu ponto de fusão: Processo de Caramelização Sob o ponto de vista toxicológico, vários estudos têm sido realizados para verificar os efeitos nocivos ao homem o Utilizado em bebidas (guaraná, coca-cola, cervejas, café), doces, molhos, produtos lácteos e panificação 43 44 Apresentam estrutura química igual ao cromóforo dos corantes naturais, mas são obtidos por síntese orgânica, através de processos tecnológicos ü São mais estáveis a luz 45 Produção de beta caroteno 46 É o corante orgânico sintético não encontrado em produtos naturais 47 48 Aquele obtido a partir de substâncias minerais e submetido a processos de elaboração e purificação adequados a seu emprego em alimento https://www.youtube.co m/watch?v=KnWa4oIS8GU 49 Flocos de cereais e outros produtos de farinhas integrais Corantes metálicos para a superfície de alimentos Prata Ouro 50 51 § Simpatia do consumidor pelos ingredientes de origem natural § Alguns corantes naturais, além de dificuldade tecnológica de utilização, possuem falta de dados toxicológicos § Os naturais tendem a apresentar problemas de fornecimento e de uniformidade nos lotes § Os corantes naturais são menos estáveis, menor capacidade tintorial e maior custo (são utilizados em maiores quantidades para atingir a cor desejada e por seu custo inicial) 52 Estabilizante de cor éa substância que estabiliza, mantém ou intensifica a cor de um alimento (Portaria 540/1997, ANVISA) O processamento industrial de alimentos promove o prolongamento da sua vida útil, tornando-os mais atraentes ao paladar Durante o processamento, o alimento é exposto a diversos fatores que podem interferir na sua estrutura (COR) e composição nutricional, sendo que temperatura, luz, oxigênio, umidade e pH do meio são os fatores que mais contribuem para essa alteração 53 INS Aditivo 504i Carbonato de magnésio, carbonato básico de magnésio 504ii Bicarbonato de magnésio, carbonato ácido de magnésio, hidrogeno carbonato de magnésio 511 Cloreto de magnésio 514 Sulfato de sódio 528 Hidróxido de magnésio 1202 Polivinilpirrolidona insolúvel RDC 45/2010 (ANVISA) Carbonato de magnésio Cloreto de magnésio Sulfato de sódio Hidróxido de magnésio 54 § Neutralização da acidez para retenção dos pigmentos A adição de agentes alcalinizantes em vegetais enlatados pode resultar no aumento da retenção das clorofilas e carotenoides durante o processamento, devido à manutenção do pH dos produtos ou por elevá-lo para pH = 7,0 Exemplo: carbonato de magnésio, carbonato de sódio, fosfato de sódio, hidróxido de cálcio ou magnésio Você pode fazer esse teste em casa cozinhando alimentos verdes, como vagens, brócolis e ervilhas 55 Estabilizante de cor é a substância que estabiliza, mantém ou intensifica a cor de um alimento Os corantes podem ser classificados como: corante orgânico natural, corante orgânico sintético (corante artificial e corante orgânico sintético idêntico ao natural), corante inorgânico e caramelos. Corante é a substância que confere, intensifica ou restaura a cor de um alimento. 56 Exercício 1) Faça uma postagem no Fórum Virtual a respeito do uso de corantes em alimentos. Utilize reportagens, vídeos ou qualquer outra fonte que julgar necessário para argumentar seu comentário. Como exemplo de ítem de discussão, você pode falar sobre as vantagens do uso de corantes na qualidade do alimento percebida pelo consumidor, comparar o uso de corantes naturais e artificiais, mostrar as vantagens de se utilizar cada um deles, mostrar algum dano à saúde que o uso de corantes pode trazer, etc 57 2) Comente em pelo menos uma postagem feita por seus colegas de sala, exprimindo sua opinião sobre o que foi apresentado. Lembre-se sempre de justificar sua resposta com argumentos coerentes. 3) Escreva 1 parágrafo na ferramenta Wiki do Moodle sobre os principais pontos que aprenderam nesta aula (tarefa individual) Referências § ANVISA. Dispõe sobre aditivos alimentares autorizados para uso segundo as Boas Práticas de Fabricação (BPF) - Resolução da Diretoria Colegiada – RDC n. 45, de 03 de novembro de 2010. Disponível em: <https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/inspecao/produtos- vegetal/legislacao-1/biblioteca-de-normas-vinhos-e-bebidas/resolucao-rdc-no-45-de-3-de- novembro-de-2010.pdf> § ARAÚJO, Júlio Maria A. Química de alimentos. Viçosa: Editora UFV, 2008. 596 p. § DAMODARAN, Srinivasan; PARKIN, Kirk L.; FENNEMA, Owen R. Química de alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre, RS: Artmed, 2010. 900 p. § GAVA, Altanir Jaime; SILVA, Carlos Alberto Bento da; FRIAS, Jenifer Ribeiro Gava. Tecnologia de alimentos: princípios e aplicações. 2 ed. São Paulo, SP: Nobel, 2008. 511 p. 58 59 60
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