Alteracao de Alimentos Tecnologia de Alimentos.ppt

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONASINSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E

TECNOLOGIA.TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

Modificações químicas, físicas e biológicas

Ana Neide Lopes Pontes

São todas as modificações/alterações que alteram parcial ou totalmente a matéria-prima e que acontecem nos alimentos, transformando suas características essenciais, suas qualidades físicas e químicas, seu estado de rigidez e capacidade nutritiva, alterando-os negativa ou positivamente.

Definição:

Estima-se que as alterações dos alimentos, desde a etapa de produção até o consumo, variam de 10 a 30% (logo após a colheita e/ou abate).

- Presença, crescimento e alterações microbianas;

- Presença e atividade enzimas;

- Ação de origem química;

- Ação de origem física;

- Ação de insetos, roedores.

Fatores que podem favorecer a alteração de alimentos:

Etapas em que as alterações podem ocorrer:

- Colheita e obtenção da matéria-prima;

- Processamento do produto;

- Transporte da matéria-prima ou dos produtos acabados;

- Material da embalagem;

- Processo de estocagem.

Colheita e obtenção da matéria-prima:

- Observação do estado de maturação, peso e aparência da matéria-prima, ex.: brix ideal para cada tipo de processamento;

- Falta de manutenção da integridade da matéria-prima, ex.: colheita de frutas sem o pedúnculo → facilita o apodrecimento da fruta;

- Ausência de operações de segurança.

Ex.: ordenha mal feita → contaminação do leite; arpões na pesca → danificação do pescado; sangramento insuficiente na matança de bovinos

Processamento do produto:

- Adição de enzimas para fermentação, ex.: fabricação de iogurte;

- Reações de escurecimento não enzimático, ex.: fabricação de pães;

- Desequilíbrios proporcionais de substâncias durante a preparação.

Ex.: quantidade inadequada de coalho para a coagulação do leite.

Transporte da matéria-prima ou dos produtos acabados:

- Acondicionamento mal feito;

- Longos percursos, exposição ao calor ou choques, ex.: maturação exagerada

Material da embalagem:

- Dependente da composição química e estado físico do produto.

Ex.: latas fechadas sem fissuras; alimentos com alta concentração de lípides → embalagem opaca

Processo de estocagem:

- Produtos mais susceptíveis → maior atenção,

Ex.: peixes → manutenção em temperatura adequada; carne salgada → ambiente ventilado; congelamento de verduras → após branqueamento.

Fatores que Influenciam as Alterações dos Alimentos

Fatores intrínsecos:

Estão relacionados às características inerentes aos tecidos animais e vegetais ou a qualquer outro meio que influencia o crescimento de microrganismos, reações enzimáticas ou físico-químicas.

Estão principalmente relacionados às necessidades e requisitos intrínsecos dos microrganismos.

Alguns fatores intrínsecos relacionados á alteração de alimentos estão apresentados à seguir:

- Atividade de água;- Potencial oxi-redução;- pH;- Composição do alimento;- Substâncias inibidoras;- Estrutura biológica do alimento;- Antagonismo bacteriano (microbiota do alimento);- Origem;- Características específicas.

Atividade de água (Aw ou Aa):

Indica a disponibilidade de água para o desenvolvimento e o crescimento microbiano e influencia marcadamente a deterioração dos alimentos (expressa o grau de perecibilidade dos alimentos).

Quanto maior a atividade de água, maior a tendência de deterioração microbiológica.

Atividade água = pressão de vapor de água do soluto/pressão de vapor de água do solvente (água pura) quantidade de água livre presente nos alimentos e que pode favorecer o metabolismo dos alimentos.

Faixas de Atividade de Água:

Aa = 1 água pura, não há nutrientesAa = 0,99 mínimo de nutrientesAa = 0,6 não existe água livre que favoreça o metabolismo de bactérias.

A atividade de água é um meio importante de controlar a deterioração causada por microrganismos.

Atividade de água (Aa) Alimentos Microrganismos

0,99-0,98 Carne e pescados frescos, leite e outras bebidas, frutas e hortaliças frescas, hortaliças em salmoura enlatadas e frutas em calda enlatadas

Salmonella, Shigella, E. coli, S. aureus

0,97-0,93 Leite evaporado, concentrados de tomate, carnes e pescados curados, sucos de frutas, queijos, pão e embutidos

S. aureus, V. parahaemoliticus

0,92-0,85 Leite condensado, salame, queijos duros, produtos de confeitaria e marmeladas

S. aureus e bolores

0,84-0,60 Geléias, farinhas, frutas secas, caramelo, goiabada, coco ralado, pescado salgado e extrato de carne

Não há crescimento de bactérias

<0,60 Doces, chocolates, mel, macarrão, batatas fritas, verduras desidratadas, ovos e leite em pó

Não há crescimento de bactérias

Valores médios de Aa que permite o desenvolvimento de microrganismos em alimentos

Microrganismo Atividade de água mínima

Bactérias 0,91

Leveduras 0,88

Bolores 0,80

Potencial oxi-redução (Eh):

Importante parâmetro de conservação, pois determina a natureza do microrganismos que irá se desenvolver.

Está relacionado à presença ou à ausência de oxigênio.

Processos de oxidação e redução: troca de elétrons entre compostos químicos

Potencial oxi-redução: mede a capacidade com que um substrato é capaz de se oxidar ou se reduzir:

• Perda de elétrons: oxidação• Ganho de elétrons: redução

Aeróbios Necessitam de oxigênio para se desenvolverem

Acinetobacter, Moraxella,

Pseudomonas sp.

Anaeróbios Necessitam da falta de oxigênio

para se desenvolverem

Clostridium botulinum, Clostridium perfringens

Facultativos Tanto faz a existência ou não

de oxigênio

Bacillus

pH:

É a medida de acidez ou alcalinidade de uma substância (alimento).

- Fungos: ambientes mais ácidos (pH 5,5)

- Bactérias: ambientes mais alcalinos (pH entre 6,0 e 7,0).

- Bactérias láticas e acéticas: pH menor ou igual a 3,0.

pH Classe Exemplos

> 5,0 Pouco ácidos Leite, carnes, pescados, milho palmito, cenoura, ervilha

5,0 a 4,5 Meio ácidos Misturas de carnes e vegetais, sopas desidratadas, molhos contendo carnes

4,5 a 3,7 Ácidos Tomate, pêra, figo, abacaxi

< 3,7 Muito ácidos Picles, sucos cítricos, vinagre, bebidas fermentadas

Classificação dos alimentos quanto ao pH:

- Alimentos pouco ácidos: favorecem a multiplicação microbiológica;- Alimentos meio ácidos e ácidos: predominam bolores, leveduras, bactérias láticas e alguns Bacillus;- Alimentos muito ácidos: predominam bolores e leveduras.

A qualidade e quantidade de seus nutrientes (carboidratos, proteínas, lípides, vitaminas e minerais), determinam os diferentes substratos adequados ao crescimento de microrganismos e/ou ao acontecimento de reações.

Substâncias inibidoras:

Algumas substâncias naturalmente presentes em alimentos retardam e até impedem a multiplicação microbiológica.

Composição do alimento (valor nutritivo):

Exemplos de substâncias inibidoras:

- leite lactenina e fator anti-coliforme;

- clara de ovo lisozima → destrói a parede celular bacteriana;

- vegetais ác. benzóico → age sobre as bactérias e fungos;

- cravo eugenol → atividade anti-microbiana;

- canela aldeído cinâmico → atividade anti-microbiana.

Estrutura biológica do alimento:

Estrutura biológica do alimento constituem uma barreira ou obstáculo para o acesso dos microrganismos.

Ex.: casca das frutas, sementes, casca de ovo, couro dos animais.

Antagonismo bacteriano (microbiota do alimento):

O Antagonismo bacteriano (microbiota do alimento) promove a competição entre a microbiota do próprio alimento e algumas espécies de microrganismos.

- Alimentos de origem animal → mais facilmente alterados (processo de putrefação).

- Alimentos de origem vegetal → processos fermentativos.

Origem:

- Carnes: presença de tecido conjuntivo → facilita ou retarda as alterações do alimento;

- Peixes: se deteriora mais facilmente;

- Carnes aderidas aos ossos e cartilagens: mais susceptíveis as alterações;

- Grau de maturação dos vegetais.

Características específicas:

Classificação

Temperatura

Características

Termófilos 55 – 75ºC Muitas bactérias encontram-se nesta faixa.

Mesófilos 30 – 45ºC Representam o maior grupo de risco ao processamento de alimentos, ex.: Shigella, S. aureus, etc.

Psicotróficos

25 – 30ºC Se desenvolvem tanto em temepratura de refrigeração quanto à temperatura ambiente, ex.: Salmonella sp.

Psicrófilos 12 – 15ºC Sensibilidade à temperaturas altas → pouca importância em alimentos processados.

Fatores extrínsecos:

Temperatura:

Os microrganismos necessitam de faixas adequadas de temperatura para se desenvolverem.

Classificação dos microrganismos quanto à temperatura de desenvolvimento:

Atua sobre:

- duração da fase de latência;- velocidade de multiplicação;- exigências nutricionais;- composição química e enzimáticas das células.

Umidade relativa (UR):

Desempenha papel fundamental na microflora que pode se desenvolver no alimento → tendência do alimento equilibrar seu próprio conteúdo de umidade com aquela do ambiente.

Interfere na atividade de água do alimento.

Locais com UR elevada podem propiciar o crescimento de bactérias, bolores e leveduras nas paredes, teto e pisos.

Presença de gases no ambiente (CO2):

Utilização de atmosfera modificada para aumentar a preservação dos alimentos.

Ex.:Embalagens contendo diferentes

combinações entre O2, N2 e CO2.Embalagens à vácuo → carnes.Embalagens contendo 10% de CO2 →

prolongar o tempo de armazenamento de frutas.

Classificação de Resistência quanto às Alterações:

- Se deterioram facilmente;- Alta atividade de água;

Ex.: leite, carne bovina, peixe e animais marinhos, milho verde, aspargo, tomate, pêssego, etc..

Alimentos perecíveis ou alteráveis:

Alimentos semi-perecíveis ou semi-alteráveis:

- Apresentam maior resistência à alterações pois possuem menor Aw.

- Resistência dependente dos cuidados de manipulação e armazenamento

Ex.: beterraba, batata, cenoura, nabo, pêra, maçã, etc..

Alimentos não perecíveis ou não alteráveis (estáveis):

- Apresentam grande resistência ao ataque de microrganismos, por possuírem baixo teor de umidade.

- Baixa atividade de água

Ex.: açúcar, farinhas, leguminosas secas, cereais, etc..

As alterações podem comprometer parcial ou completamente o alimento e dependendo da gravidade e extensão do dano, permitem a utilização do alimento.

Ex.:

- Leite acidificado: produtos de panificação e confeitaria;- leite talhado: requeijão;- queijos fora do padrão: queijos fundido;- frutas fermentadas: obtenção de vinagre;- pães envelhecidos: farinhas de rosca, torradas (caseiras/industriais) e pudins.

Tipos de Alterações de Alimentos:

Alterações microbiológicas:

- Benéficas para a indústria de alimentos.

- Prejudiciais para a indústria de alimentos.

Alterações enzimáticas:

- Enzimas do próprio produto.

- Enzimas elaboradas pelos microrganismos.

Alterações químicas:

- Escurecimento não enzimático ou químico (Reação de Maillard, Caramelização, Ácido ascórbico).

- Rancidez oxidativa.

Alterações físicas:

- Temperatura.

- Luz solar.

Alterações por pragas, insetos e roedores.

Alterações Microbiológicas:

Os microrganismos podem atuar de forma benéfica da seguinte maneira:

- Como participantes da tecnologia de alimentos;

- Como elaboradores de enzimas.

Benéficas para a indústria de alimentos.

Como participantes da tecnologia de alimentos:

Muitos microrganismos em razão de suas propriedades específicas, transmitem aos alimentos processados características especiais.

Ex.: fermentação

Fermentação: transformações bioquímicas que quando realizadas sob controle, através da escolha de microrganismos, dos substratos e das características do processo (temperatura, pH) auxiliam no processamento de alimentos.

Tipos de fermentações úteis:

Fermentação por microrganismos

Por leveduras Produtora de álcool

Por fungosProdutora de ácido cítrico

Por bactérias

Acética

Acetobutílica

Acetoetílica

Glucônica

Láctica

Propiônica

Fermentação alcoólica: leveduras, ex.: Saccharomyces cerevisae → vinho.

Fermentação acética: bactérias, ex.: Pseudomonadales → vinagre.

Fermentação láctica: bactérias, ex.: Streptococcus e Lactobacillus → azeitonas, chucrutes e iogurtes.

Fermentação propiônica: bactérias, ex.: Propionibacterium → queijo.

Microrganismos Enzimas

Aspergillus awamori Glicoamilase

Aspergillus candidaPectinase

Renina

Aspergillus flavus orizeAlfa-amilase

Beta-amilase

Aspergillus niger

Alfa-amilase

Beta-amilase

Lactase

Lipase

Aspergillus orizae

Alfa-amilase

Beta-amilase

Lactase

Lipase

Como elaboradores de enzimas:

Os microrganismos, principalmente as bactérias, bolores e leveduras, são produtores importantes de enzimas de aplicação industrial.

Alterações Microbiológicas:

É o tipo de alteração alimentar que mais danifica o alimento, impossibilitando seu consumo.

Ação de microrganismos tais como: bactérias, fungos (bolores e leveduras) e vírus.

Altera as características sensoriais.

Confere ao produto toxinas de alta periculosidade.

Prejudiciais para a indústria de alimentos:

Grau de intensidade da alteração: dependente da classe, variedade e número de microrganismos presentes e pelas modificações causadas.

Total da carga microbiana: soma do conteúdo microbiano dos diferentes integrantes do produto (ex.: empadas, bolinhos, pastéis, salgados e doces recheados).

Fonte Local Microrganismo

Homem

Pele

Boca EnterococosCandida albicansEscherichia coli

Nariz EnterococosStaphyloccus aureus

Trato genital Escherichia coliCandida albicansClostridium perfingens

Intestino

BactériasColiformes totaisEnterobacter spKlesiella spColiformes fecaisEscherichia coliSalmonella spShigella spVibrio choleraeVírusHepatite ARotavirusFungosCandida albicans

Fontes de Contaminação

Fonte Local Microrganismo

Animal

Produtores de alimento Staphylococcus aureus (boca, nariz, pele, pêlos)

Estreptococos fecais (intestinos, pele, pêlos)

Animais de estimação Staphylococcus aureus Salmonella sp (cão e

gato)

Roedores Salmonella spLeptospiras

Insetos Moscas domésticas

Ambiente

TerraClostridium botulinum

Bacilus cereusAspergillus flavus

Clostridium perfringens

Água

Ar

Peixes, mariscos e ostras

Peixes Vibrio parahaemoliticusProteus sp

Mariscos e ostras Salmonella sp Vibrio parahaemoliticusStaphylococcus aureus

Fontes de Contaminação

Enzimas:

As enzimas são catalisadores muito eficazes e quimicamente são definidas como proteínas.

Quimicamente as enzimas são proteínas com uma estrutura química especial, contendo um centro ativo, denominado apoenzima e algumas vezes um grupo não protéico, denominado coenzima. A molécula toda (apoenzima e coenzima) é dada o nome de haloenzima.

Um catalisador é uma substância que acelera uma reação química, até torná-la instantânea ou quase instantânea, ao diminuir a energia de ativação.

As enzimas apresentam a capacidade de reagir com determinados constituintes das células, demonimados substratos, formando complexos, ou mesmo compostos com ligações covalentes e esse fato é denominado de atividade biológica.

Essa atividade vai depender dentre outros fatores do substrato tendo cada enzima uma especificidade para determinado ou determinados substrato.

As enzimas são classificadas internacionalmente pela IUBC (sigla na língua inglesa para Comissão de Enzimas).

A classificação das enzimas é dada através da ação (comportamento) da enzima e a partir disso, um código de quatro números separados por ponto e disposto de acordo com os seguintes princípios:

O primeiro número indica a classe básica em que se enquadra a enzima, 1- oxidorredutase; 2- transferase; 3- hidrolases; 4- isomerases e 5- ligases.

O segundo corresponde a sua subclasse, que identifica a enzima em termos específicos.

O terceiro define exatamente o tipo de atividade enzimática de que se trata.

O quarto é o número de séries da enzima dentro de sua subclasse.

Por tanto, os três primeiros números designam claramente a natureza da enzima

Ex.: enzima polifenoloxidase.

Classificação feita pela IUBC – o-difenol: oxigênio oxirredutase.

E.C. 1.10.3.1. conhecida também como polifenoloxidase (PPO)

p-difenol O2 - oxidoredutase (E.C. 1.10.3.2.).

Ambas para o sistema de oxidação de polifenóis.

Alterações Enzimáticas:

Alterações das características sensoriais → cor, sabor, textura → podem ser benéficas ou prejudiciais ao alimento.

- Enzimas do próprio produto.

- Enzimas elaboradas pelos microrganismos.

- As enzimas estão classificadas quanto à sua função, seja ela do próprio alimento ou elaboradas pelos microrganismos.

Alterações microbiológicas: elaboradores de enzimas

Hidrolases

Esterase

Lipases Ação sobre os ésteres de ác. graxos

Fosfatases Ação sobre os ésteres fosfóricos de amidos

Clorofilases Mantêm a coloração de clorofila

Pectinoesterase Hidrolisam a pectina produzindo metanol

Carboidrases

HesoxilasesInvertase Atuam sobre a sacarose → açúcares redutores

Lactase Atuam sobre a lactose → glicose e galactose

Poliases

Amilases Atuam sobre a ligação 1,4 e 1,6 do amido

Celulases Degradam substâncias celeulósicas

Pectinase Hidrolisam as ligações glicosídicas da pectina

Proteases

Proteinases Rompem ligações peptídicas

Peptidases Quebram ligações peptídicas até aminoácidos

Catepsinas Processos autolíticos da maturação da carne

Renina Participa da coagulação do leite

Enzimasoxidativas

Oxidades

Oxidases férricas

Catalases Ocasionam a perda de cor e odor de vegetais

Peroxidades Catalisam reações de peróxido de hidrogênio

Oxidases cúpricas

Polifenoloxidases Escurecimento enzimático de vegetais

Tironase Escurecimento enzimático de vegetais

Catecolase Escurecimento enzimático de vegetais

Ascórbico-oxidase Escurecimento enzimático de vegetais

Deidrogenases

Xantino-oxidase Permite detectar adulterações em leite

LipoxidaseCatalisa a oxidação de ác. graxos poliinsaturados

Alterações Enzimáticas:

Esterase (Lipase):

Hidrolisa as ligações éster dos triacilgliceróis → ácidos graxos e glicerol.

Possuem especificidade quanto ao tipo de ác. graxo: tamanho da cadeia e grau de saturação.

Distribuídas por vegetais, animais ou elaboradas por microrganismos.

Vegetais: sementes de algodão, milho, trigo, arroz, ex.: arroz polido x arroz integral

Animais: isolada de tecido pancreático de cordeiro ou cabrito

Elaboradas por microrganismos: produzidas por Rhyzopus sp, Sacharomyces fragillis, Candida lypolitica.

Atuação benéfica na indústria de alimentos:

- Produzir flavor em queijos.- Produtos de panificação.

As enzimas são classificadas internacionalmente pela IUBC (sigla na língua inglesa para Comissão de Enzimas).

A classificação das enzimas é dada através da ação (comportamento) da enzima e a partir disso, um código de quatro números separados por ponto e disposto de acordo com os seguintes princípios:

Atuação prejudicial na indústria de alimentos:

Rancidez hidrolítica:

Ação da lipase (do alimento ou do microorganismo) promovendo a transformação (lise) de triglicerídeos em di e monoglicerídeos com a liberação de ácidos graxos livres e glicerol.

Maior ação da lipase ocorre em ácidos graxos de 4 a 10 átomos de carbono (butírico, capróico, caprílico e cáprico). A formação do odor de ranço se deve às propriedades de volatilização e solubilidade destes ácidos graxos (4 a 10).

A maior persistência e formação de ranço (volatilização e solubilidade) aumentam à medida que se reduz os átomos de carbono.

+

++

Atuação prejudicial na indústria de alimentos:



Odor característico de ranço: ác. graxos de baixo peso molecular (4 a 10 C) → volatilização.

Ex.: gordura de leite e côco, queijos, carnes, embutidos, manteiga.

Ácido Graxo Leite de vaca Óleo de oliva Gordura de porco

Butírico (4:0) 4,5% Menos que 0,1% Menos que 0,1%

Capróico (6:0) 2,0% Menos que 0,1% Menos que 0,1%

Caprílico (8:0) 1,3% Menos que 0,1% Menos que 0,1%

Cáprico (10:0) 3,1% Menos que 0,1% Menos que 0,1%

Láurico (12:0) 3,0% Menos que 0,1% Menos que 0,1%

Pouca significância na indústria de alimentos.

Inibição da rancidez hidrolítica:

- Inativação térmica das lipases;

- Eliminação de água no lipídio;

- Uso de baixas temperaturas;

- Evitar o uso prolongado do mesmo lipídio no processamento.

Esterase (Pectinaesterase):

Diminuição da textura de frutas e vegetais → amadurecimento (benéfica) ou amolecimento, ex.: massa de tomate (prejudicial).

Carboidrase (Invertase):

Hidrolisam a sacarose → glicose e frutose (açúcares redutores).

Produzidas a partir de vegetais e microrganismos (leveduras e mofos).


- Fabricação de açúcar invertido (melhor condição umectante, adoçante e de solubilidade → menor cristalização e endurecimento);

- Elaboração de biscoitos, caramelos e chocolates;

- Elaboração de produtos de confeitaria.

Carboidrase (Lactase):

Hidrolisam a lactose → glicose e galactose (açúcares redutores).

Produzidas a partir de microrganismos (leveduras), ex.: Sacharomyces fragilis.


- Fabricação de produtos lácteos;

- Agregada ao leite concentrado e soro → evitar a cristalização da lactose (menos solúvel);

- Elaboração de leites com teor reduzido de lactose para indivíduos com intolerância.

Carboidrase (Amilase):

Hidrolisam o amido resultando nos seguintes produtos:

Alfa-amilase → amido → dextrina + maltoseBeta-amilase → amido → maltose + dextrinaGlicoamilase → amido → glicose

Produzidas a partir de vegetais (cereais, batata, soja e malte) e microrganismos (fungos e bactérias).


- Produção de xaropes a partir do amido;

- Substituição do malte na panificação → melhoria das qualidades da massa;

- Transformação do amido → fermentação alcoólica;

- Converter amido em dextrina.

Alfa e beta-amilases:

- Importantes nos processos de panificação → formação de CO2 e na fabricação de bebidas.

- Atuam em conjunto sobre o amido hidrolisando suas frações amilose e amilopectina.

Rompem as ligações 1,4 produzindo maltose e dextrina

Proteases:

Degradam as proteínas produzindo polipeptídeos, dipeptídeos e aminoácidos.

Produzidas a partir de vegetais, animais e microrganismos.

Proteases vegetais:

- Papaína → mamão-papaia;- Bromelina → abacaxi;- Ficina → figo.

Proteases animais:

- Catepsinas → carne.


- Abrandamento de carnes: antes e/ou depois da matança do animal;

- Panificação: maturação do glúten;

- Cervejaria: diminuição da turvação

- Renina: produzida a partir de bezerro ou Mucor pusillus, Mucor mihei, Aspergillus orizae, Bacillus brevis, etc..

Protease animal e de microrganismos:

Oxidases (Polifenoloxidase):

Alguns vegetais (maçã, pêra, pêssego, banana, batata, palmito, berinjela, etc) possuem enzimas oxidantes que causam o escurecimento ou browning enzimático.

MaçãPêra

PêssegoBatataPalmito

Berinjela

Polifenoloxidase

Grupos fenólicos(tanino e tirosina)

Quinonas(grupos

carbonilas)

Polimerização

Melanoidinas(pigmentos

escuros)


- Fabricação de queijos e outros produtos lácteos.

Escurecimento ou browning enzimático:

Ação de polifenoloxidases e outras enzimas oxidativas que atuam sobre compostos fenólicos (taninos; tirosina; ácido caféico; flavonóides entre outros) produzindo quinonas (que possuem grupo funcional carbonila) e que por polimerização melanoidinas (melaninas - pigmento de cor parda).

A polifenoloxidase apresenta duas atividades catalíticas:

- cresolase: catalisa oxidação de fenóis monohidroxilados (tirosina; fenol e ortocresol);

- catecolase: catalisa a remoção do hidrogênio dos fenóis di-hidrocarboxilados (catecois, taninos).

A polifenoloxidase tem três possíveis afinidades:

- tirosinase: Oxidação de monofenois com especificidade para a tirosina;

- cresolase: catalisam as reações de oxidação de polifenois;

- lacase: catalisam diferentes reações de oxidação.

Escurecimento ou browning enzimático:

- Prejudicial: maçã, pêra, pêssego, berinjela;

- Benéfica: batata para fritura, chá

Processos para deter o escurecimento:

Inativação da polifenoloxidase:

- pH ativo: 5 e 7, tornando-se inativa em pH abaixo de 3 → adição de ácido;- Aplicações térmicas;- Eliminação do oxigênio local:- Embalagem à vácuo;- Imersão dos vegetais em salmoura ou calda açucarada;

Escurecimento não enzimático ou químico:

Pigmentação característica produzida por melanoidinas.

Reações que podem ocorrer durante as etapas de cocção, conservação ou armazenamento.

- Reação de Maillard;

- Caramelização;

- Mecanismo do ácido ascórbico.

Reação de Maillard:

Caracteriza pela junção do grupo carbonila de açúcares redutores com o grupo amínico (NH2) de proteínas.

Reação complexa, que abrange uma série de segmentos onde ocorrem combinações, rearranjos e fragmentação de moléculas originando melanoidinas.

Favorável: torna o alimento mais aceitável.

Ex.: pão assado, carne assada, café torrado e castanhas

torradas

Desfavorável:

- Cor e sabor produzidos não aceitáveis.

Ex.: suco de laranja, ovo em pó, leite em pó, leite condensado.

- Redução da solubilidade e valor nutritivo das proteínas: podem ocorrer perdas de aminoácidos.

Ex.: lisina

Reação de Maillard:

Açúcar redutor

HC O

(HCOH)n

H2COH

Proteínas, peptídeos ou aminoácidos

NH2

R

+

Produtos de condensação e

eliminação (Rearranjo de

Amadori e Heyns)

Intermediários incolores com ou

sem N na molécula

Degradação de Strecker libera

CO2 e novos compostos carbonila

Compostos pirazínicos

Melanoidinas com nitrogênio na

molécula

Fatores que afetam a Reação de Maillard:

Efeito da temperatura:

- Lenta a temperaturas baixas (alimentos congelados → sensível diminuição na velocidade);

- Velocidade duplica a cada aumento de 10ºC entre 40 e 70ºC.

- Temperatura;- pH;- Aw;- Natureza do Carboidrato;- Natureza do Aminoácido;- Catalisadores;- Adição de SO2;- Eliminação de Açúcares Redutores.

Efeito do pH:

- pH ácido: predominância da forma protonada do grupo NH2 do aminoácido → retarda fortemente a reação;

- pH neutro (6-7): velocidade máxima;

- pH alcalino: degradação dos carboidratos.

Efeito da atividade de água:

- > 0,9: diluição dos reagentes → diminuição da velocidade de escurecimento;

- < 0,2: concentração dos reagentes, mas falta de solvente → imobilização.

Efeito da natureza do carboidrato:

- Decrescente na ordem:monossacarídeo/dissacarídeo;pentoses/hexoses;glicose/frutose;

Efeito a natureza do aminoácido:

- Decrescente na ordem:

aminoácido básico (lisina)aminoácido ácido (glutâmico)aminoácido neutro (glicina)

Efeito de catalisadores:

- Presença de ânions: fosfato e citrato.

Efeito da adição de SO2:

- Inibição dos estágios iniciais: sabor e cheiro desagradáveis e destruição da vitamina B1

Eliminação dos açúcares redutores

AminoácidoAldeído Isolado

Aroma

100ºC 180ºC

Glicina Formol Caramelo Açúcar queimado

Alanina Acetaldeído Caramelo Açúcar queimado

Valina Insobutírico Pão preto Chocolate

Leucina Isovalérico Doce, chocolate Queijo queimado

Metionina Metional Batata Batata

Prolina - Proteína queimada Pão

Ácido Aspártico - Bala dura Caramelo

Cisteína - Carne -

Efeito dos aminoácidos na formação de aromas pela Reação de Maillard:

Caramelização:

Consequência da reação entre açúcares (polihidroxicarbonilados) que contém grupo (OH) e grupos carbonilas (COO)

Açúcares + temperatura elevada

Desidratação dos açúcares

Melanoidinas

PolimerizaçãoAldeídos muito ativosHidroximetilfurfural(sabor de caramelo)

Caramelização:

Reação não deve ultrapassar 200ºC.

Dependendo do tempo e presença de catalisadores: produtos com viscosidade e poder corante diferentes → corante natural.

Mecanismo do ácido ascórbico:

Reação entre açúcares e o ácido ascórbico

Ácido ascórbico + pH ácido + temperatura

Furfural

Melanoidinas

Polimerização

Rancidez oxidativa:

É a alteração da matéria graxa por oxidação (espontânea em presença de O2 do ar). Oxida-se em primeiro lugar a matéria graxa com maior número de insaturações em virtude da presença de duplas ligações.

Transformação que ocorre em ácidos graxos insaturados, que sofrem oxidação, degradação e polimerização por um mecanismo de radicais livres.

Esta oxidação ocorre sempre pela remoção do hidrogênio lábil (adjacente à dupla ligação).

Resultado destas transformações:

aldeídos, cetonas, ácidos, álcoois, hidrocarbonetos → responsáveis pela alterações sensoriais e físico-químicas

Esta reação ocorre com consumo de energia que está diretamente relacionado à presença ou não de insaturações.

Ácido graxo saturado: reação energeticamente desfavorável → formação de radical livre por ruptura da ligação C-H (100 Kcal/mol).

Ácido graxo insaturado: redução da energia necessária para ruptura da ligação C-H (60 Kcal/mol).

Reação ocorre em três fases:

- Fase de iniciação ou de indução;

- Fase de propagação;

- Fase de terminação.

- Fase de iniciação ou de indução:

- consumo de oxigênio baixo aumentando lentamente;

- baixa concentração de peróxidos;

- não há alterações sensoriais;

- aumenta a concentração de radicais livres.

- Fase de propagação:

- alto consumo de oxigênio;

- cresce rapidamente a concentração de peróxidos e inicia-se a decomposição;

- início das alterações sensoriais com aparecimento de odor característico, provocado pelos produtos de decomposição dos hidroperóxidos.

- Fase de terminação:

- consumo de oxigênio tende a cair;

- diminui a concentração dos peróxidos;

- forte alteração sensorial, podendo haver alteração da cor e viscosidade.

Mecanismo de Ação Rancidez Oxidativa:

Iniciação

R-H + iniciador R* (radical carbonila)

Propagação

R* + O2 ROO* (peróxido)

RO2* + R-H R* + ROOH

(hidroperóxido)

Terminação

ROO* + ROO* ROOR + O2

ROO* + R* ROOR

R* + R* RR (dímeros ou polímeros)

Formação de radicais livres no carbono alílico (Fase de indução)

Radical livre → reage com o O2 → radical peróxido (Fase

propagação)

Radical peróxido: reage com H → radical hidroperóxido. Formação de novos radicais livres (Fase de

propagação)

Aumento de radicais livres. Reação em toda a massa de lipídio (Fase de propagação)

Radicais livres reagem entre si (Fase de terminação)

Peróxidos: podem oxidar as vitaminas, carotenóides e proteínas → redução do valor nutricional.

Fatores pró-oxidantes:

Responsáveis por baixar o nível de energia necessária para que a reação ocorra.

- Metais (Ni, Cu, Fe): contato durante o processamento, armazenamento ou durante o uso.

- Pigmentos fotossensíveis: clorofila, riboflavina e corantes sintéticos → capaz de absorver energia e transferir para as moléculas envolvidas na rancificação.

- Radiações ultravioleta.

Antioxidantes:

Impedem a oxidação atuando na (impedindo/bloqueando) a formação do O2 ou que com ele reage ou ainda, em produtos que atuam de forma competitiva com os radicais livres dos lipídeos impedindo a continuação da reação em cadeia. Devem ser usados na fase de iniciação.

Ligam-se ao radical livre impedindo que ele se ligue ao oxigênio.

Ex.: vitamina C, vitamina E, BHT, BHA.

Ligam-se aos agentes pró-oxidantes, retirando-os do meio pela formação de quelatos.

Ex.: ác. cítrico, ác. fosfórico, EDTA

Por temperatura:

Por luz solar:

Mudança de temperatura durante o processo de armazenamento.

Ex.: sorvete → derretimento → formação de cristais → precipitação da lactose.

Alimentos expostos à luz solar adquirem sabores desagradáveis.

Ex.: leite → sabor de sebo. cerveja → cerveja “passada”.

Alterações Macrobianas provocadas por Pragas, Insetos e Roedores:

Alterações vinculadas à ação de pragas, insetos, roedores, ovos de parasitas e larvas.

Alterações Microbianas: bactérias, fungos e leveduras:

Alterações vinculadas à ação de microrganismos promovendo alterações (sensoriais, viscosidade, pigmentação) nos alimentos (benéficas ou não) e/ou produção de toxinas.

Tipo de alterações:

- Fermentação;

- Putrefação.

Decomposição de carboidratos, com produção ou não de gases (sem mau cheiro), formando produtos mais ou menos deteriorados, porém não-tóxicos.

- Fermentação:

- Putrefação:

Decomposição anaeróbia de substâncias nitrogenadas, com desprendimento de gases de mau cheiro (H2S; amônea; aminas voláteis: cadaverina, putrecina), e formação de toxinas.

Consequências da alteração de alimentos:

- Características sensoriais:

Formação de odor e sabor desagradáveis.

- Composição química:

Formação de hidroperóxidos ou melanoidinas.

- Estado físico:

Escurecimento, aumento da viscosidade.

- Estado de sanidade:

Presença de microrganismos.

- Valor nutritivo:

Redução na quantidade e qualidade protéica

Diversos tipos de processamento e conservação de alimentos:

Processamento:

- obtenção, estado, seleção e conservação da matéria-prima.

- tratamentos prévios:preparo e trimming;branqueamento;acondicionamento;embalagem;armazenamento.

Conservação:

a) Calor:

- Branqueamento- Pasteurização- Esterilização- Apertização- Defumação

b) Frio:- Refrigeração- Congelamento- Supercongelação- Liofilização

c) Fermentação:- Láctica- Alcoólica- Acética

d) Osmose- Sal- Açúcar

e) Aditivos

f) Radiação

g) Embalagens

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