Química dos AlimentosQuímica dos Alimentos- Água -- Água -

Profa.Mércia Leite

IntroduçãoIntrodução

Água e seres vivosFunções da água no organismo: Manutenção da temperatura corporal Transporte de nutrientes e de produtos de

degradação. Reagente/ meio de reação Estabilidade da conformação polímeros

IntroduçãoIntrodução

Água no organismo: água ingerida, dos próprios alimentos e decorrente da oxidação metabólica.

Indivíduo ingere: 2/3 bebidas e 1/3 alimentos sólidos.

indivíduo de 70kg necessita de 2L água/dia.

IntroduçãoIntrodução

Água no alimento influencia: Textura, aparência, sabor, deterioração:

química e biológica.

Água e deterioração dos alimentos: ↑teor água ↑sensibilidade a deterioração

IntroduçãoIntrodução

Métodos de preservação dos alimentosbaseia-se na remoção de água: secagem,

congelamento(↓ mobilidade da água), adição de solutos.

Utilização da água na industria de alimentos e bebidas.

Influência e ocorrência da água no alimento

IntroduçãoIntrodução

Influência e ocorrência da água no alimento:

O conteúdo hídrico dos alimentos é variável, ex.: carne 50-75%, vegetais verdes 95%.

Grande número de alimentos sólidos contém mais de 50% de água

Propriedades Propriedades físicasfísicas da água da água

↑ fusão↑ ebulição↑ calor de vaporização↑ condutividade térmica↑ densidadeEm relação a CH4, NH3, HF

Propriedades físicas da águaPropriedades físicas da água

Expansão X SolidificaçãoÁgua apresenta capacidade de expandir

na solidificação, resultando em dano estrutural do alimento congelado.

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Estrutura molecularCaracterísticas elétricas e momento

dipolar permitem participação em ligações iônicas e covalentes.

↑ Cte. Dielétrica importante na: solvatação e separação de íons

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Habilidade de formar ligações de H: ligação eletrostática dipolo-dipolo. Cada molécula de água é capaz de fazer 4 ligações.

As ligações de H são tridimensionais porque apresentam o mesmo número de doadores e receptores.(↑fusão/E)

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Os elétrons dos orbitais ligantes estão deslocados para o lado o oxigênio, devido sua alta eletronegatividade.

A forma de interação entre os elétrons confere a molécula da água a forma de um tetraedro distorcido com ligações do tipo sigma(104°30’).

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Pode conter 18 isótopos H-O-H, íons hidroxônioH3O+, hidroxila(OH-) e seus isótopos.

Formação de estrutura típica(líquido e sólido) – diagrama de fases; ocorre ponto triplo, 3 fases coexistem.

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Líquida: cte. movimento, formação e ruptura de ligação.

Vapor: pontes de H são rompidas(calor de vaporização), moléculas livres, + afastadas ocupando maior volume.

Sólido: retira energia do sistema e ↓movimento das moléculas( estrutura ordenada, retículo cristalino, sem moléculas livres).

Propriedades químicas da águaPropriedades químicas da água

Estrutura sólida:Gelo apresenta estrutura simétrica

hexagonal, ângulo de ligação de 109°O gelo pode ser aquecido até sublimar.

Molécula de água no alimentoMolécula de água no alimento

Química dos AlimentosQuímica dos Alimentos- Água -- Água -

Parte IIInterações da água com

alimentos(atividade da água)

IntroduçãoIntrodução

Quando a água se liga a um sólido modifica as propriedades da água e do sólido.

Classificação: água livre, água ligada e água capilar.

ClassificaçãoClassificação

Livre: apresenta as mesmas propriedades da água pura(crescimento mo., reações enzimáticas, não flui livremente nos alimentos quando o mesmo é cortado)

ClassificaçãoClassificação Ligada quimicamente – água em

contato com solutos.2. Apresenta mobilidade reduzida3. Não congela a – 40°C4. Qde. Muito pequena no alimento5. Não há crescimento microbiano6. Não há reações enzimáticas

ClassificaçãoClassificação Ligada quimicamente –Classificação

quanto ao grau de ligação: Água constitucional: ligada +

fortemente aos constituintes dos alimentos.

Água vicinal: próxima camada de água, adjacente a água constitucional

Água multicamadas: menor quantidade, ligação + fraca

ClassificaçãoClassificação

Água Capilar: há confinamento físico em capilares com pequeno diâmetro, mobilidade reduzida, ↓ pressão de vapor que água pura.

ClassificaçãoClassificação Capacidade de ligar água: termo utilizado

para descrever a habilidade de uma macromolécula aprisionar grande quantidade de água, prevenindo exsudação:

2. Água que não flui livremente3. Facilmente retirada por secagem4. Convertida em gelo no congelamento5. Principal fração presente nos alimentos6. Quaisquer alteração na sua quantidade ou forma

de ligação com sólidos afeta a qualidade do alimento

Substância hidrofílica e Substância hidrofílica e hidrofóbicahidrofóbica

Existem substâncias: hidrofílicas e hidrofóbicas.

Hidrofílicas:ligações iônicas, dipolo-dipolo e covalente. Alteram: estrutura e mobilidade da água/ estrutura e reatividade das substâncias hidrofílicas.

Hidrofóbicas: afinidade por meios hidrofóbicos.

Interação da água – Ligações de Interação da água – Ligações de HH

A interação da água com grupos polares neutros(sem carga), capazes de fazer pontes de H, é a mais encontrada em alimentos.

Na adição de substâncias hidrofóbicas água são formados:

3. Hidratos de alatratos: semelhantes a cristais de gelo.

4. Micelas: principalmente proteínas(grupo polar e apolar, Van der waals)

Atividade de águaAtividade de água

Atividade da água significa o quanto de água está disponível no alimento, ou seja, a intensidade com que a água está associada aos constituintes não aquosos.

Medida padrão da atividade de Medida padrão da atividade de águaágua

Atividade da água é uma medida relativa a um estado padrão(p=101,35Kpa) e (T=25°C), ou seja, a água pura, a qual possui um valor de atividade igual a 1.

No alimento, a atividade da água sempre será menor que 1, pois os seus constituintes ↓ a mobilidade da água.

A atividade da água é um indicador útil quanto a estabilidade de um produto e sua segurança microbiológica.

Atividade de águaAtividade de água

Fatores que influenciam aw: A atividade da água em um alimento, pode

ser reduzida pelo ↑ [ ] de solutos na fase aquosa do alimento pela: remoção de água ou adição de sólidos(ex.:sal/açúcar)

A temperatura influencia a atividade da água: o congelamento ↓ atividade da água.

Atividade de águaAtividade de água

Fatores que influenciam aw: A atividade da água em um alimento, pode

ser reduzida pelo ↑ [ ] de solutos na fase aquosa do alimento pela: remoção de água ou adição de sólidos(ex.:sal/açúcar)

A temperatura influencia a atividade da água: o congelamento ↓ atividade da água.

Determinação da atividade da Determinação da atividade da água(aw)água(aw)

A determinação aw pode ser feita utilizando-se a seguinte equação:

aw = atividade físico-química da água em um sistema em equilíbrio com todas as fases(s/l/v)

P= pressão de vapor da água no alimentoPo= pressão de vapor da água pura na mesma T, que

deve ser sempre especificada.

aw = P/po

Classificação dos alimentos em Classificação dos alimentos em função da atividade da águafunção da atividade da água

Os alimentos são classificados em função da atividade da água em:

Baixa umidade (aw =0,60) crescimento mo. mínimo.

Umidade intermediária(aw =0,60-0,90)Alta umidade(aw = acima de 0,90)

Atividade de água X alimentosAtividade de água X alimentos

Efeitos da atividade de água em um alimento estão relacionados além de reações químicas, enzimáticas, crescimento mo., alteração da aparência e textura.

Ex: café solúvel, amolecimento de biscoito. A ↓ da aw de um alimento ↑ sua

estabilidade, por isso que a secagem e o congelamento são os métodos de conservação mais utilizados.

Atividade de água X alimentosAtividade de água X alimentos

Valores muito baixos de aw(região de monocamadas) podem predispor o alimento a rancidez oxidativa, caso este alimento seja suscetível.

Influência de Influência de aaww

Química dos AlimentosQuímica dos Alimentos- Água -- Água -

Parte IIIRelação aw com a conservação de

alimentos

Atividade da água X estabilidade Atividade da água X estabilidade no alimentono alimento

A umidade de um alimento está relacionado com sua: estabilidade, qualidade e composição.

A determinação de umidade torna-se complicado em função da exatidão e precisão dos resultados.

Determinação de UmidadeDeterminação de Umidade

Principais dificuldades encontradas na determinação de umidade:

Separação incompleta da água do produto Decomposição do produto com formação de água além do

original Perdas das substâncias voláteis do alimento que são

computadas como peso em água. A água ligada quimicamente com outras substâncias do

alimento não é eliminada na maioria dos métodos de determinação de umidade.

Somente a água livre é medida com certeza em todos os métodos.