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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DO PIAUÍ
DIRETORIA DE ENSINO
DEPARTAMENTO DE INFORMAÇÃO, AMBIENTE, SAÚDE E PRODUÇÃO
ALIMENTÍCIA
CURSO DE TECNOLOGIA EM ALIMENTOS
DISCIPLINA: BIOQUIMICA DOS ALIMENTOS
PROFESSORA: NÍVEA MARIA
ANA KAROLINE NOGUEIRA
DALANE MENDES
HÉRICA DINIZ
JONNY REGIS
MARACÉLIA CARLA
NAYARA
ROSA KELLY
VÂNIA LANARA
PRÁTICA DE ESCURECIMENTO
(ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO E NÃO ENZIMÁTICO)
TERESINA
JUNHO 2013
Sumário
1 - INTRODUÇÃO 1
2.0 – OBJETIVOS 3
2.1 – OBJETIVOS GERAIS 32.1 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3
3.0 – MATERIAIS E METÓDOS 4
3.1 – MATERIAIS 43.2 – MÉTODOS 4
3.2.1 – Escurecimento enzimático 43.2.2 – Escurecimento não enzimático - Caramelização 53.2.3 – Escurecimento não enzimático – Reação de Maillard 5
4.0 –RESULTADOS E DISCUSSÃO 6
4.1 – ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO 64.2 – ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO - CARAMELIZAÇÃO 84.3 – ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO – REAÇÃO DE MAILLARD 9
5 - CONCLUSÃO 11
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 12
1 - INTRODUÇÃO
Os carboidratos são também chamados glicídios, hidratos de carbono
ou açúcares. Eles podem ser divididos em três grupos; monossacarídeos -
açúcares simples, dissacarídeos - açúcares formados pela combinação de
duas moléculas de monossacarídeos, polissacarídeos - carboidratos formados
pela combinação de muitas moléculas de monossacarídeos. (LOPES et.al
2005)
Os carboidratos são constituídos geralmente por carbono, hidrogênio e
oxigênio. Um exemplo disso é a glicose, cuja função básica é fornecer energia
para as atividades vitais. As hexoses (glicose, frutose e galactose), têm papel
predominantemente energético, além disso, são unidades de formação de
carboidratos mais complexos. As pentoses compõem as moléculas de DNA e
RNA; trioses, tetroses, pentoses e hexoses são compostos intermediários na
respiração celular aeróbia e na fotossíntese. (FAVARETTO et.al 2005)
Nos alimentos destacam-se duas reações químicas de escurecimento
que envolve carboidratos e merecem destaque pelos seus efeitos e pela sua
frequência. São as reações que provocam o escurecimento de alimentos,
conhecidas como caramelização e a reação de Maillard. Nas duas reações
ocorre degradação dos carboidratos com formação de produtos (novos
compostos) escuros e de alto peso molecular.
As reações de escurecimento podem ser desejáveis ou não, são
desejadas em produtos de confeitaria (bolos, bolachas, balas, biscoitos, pães e
assados em geral), carnes assadas, batatas fritas, amendoim, café torrado,
cerveja escura. E devem ser evitadas em alguns alimentos, principalmente os
desidratados armazenados por longo tempo (leite em pó, ovo em pó), pescado
salgado e seco e sucos de frutas.
A reação de caramelização envolve a degradação de açúcares. Os
açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao aquecimento, mas em
temperaturas maiores que 120oC são degradados a produtos de alto peso
molecular e escuro, denominados caramelos. A reação de Maillard é uma
reação de escurecimento não enzimático, caracterizada pela junção do grupo
carbonila dos açúcares redutores com o grupo amínico dos aminoácidos de
proteínas ou peptídeos. Esta é uma reação extremamente complexa que se
desenrola numa série de etapas onde ocorrem combinações; rearranjos
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(chamados arranjos de Armadori); a formação da base de Schiff; a degradação
de Strecker e algumas reações intermediárias, onde, de algumas delas surgem
o furfural ou o hidroximetilfurfural, que é polimerizado, originando as
melanoidinas.
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2.0 - OBJETIVOS
2.1 - Objetivos Gerais
o Verificar as reações de escurecimento na maçã, cebola e sacarose.
2.2 - Objetivos Específicos
o Analisar a ação do metabissulfito, suco de limão, branqueamento e a
temperatura sob a maçã.
o Realizar a caramelização com a sacarose
o Observar a reação de Maillard na cebola.
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3.0 – MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 – Materiais
Maçã
Faca
Fogão
Água gelada
Suco de limão
Metabissulfito de sódio
Becker de 100 ml
Espátula
30g de sacarose
Água destilada
Balança analítica
Placa de aquecimento
Cebola
Óleo
Frigideira
Bicarbonato de sódio
3.2 – Métodos
3.2.1- Escurecimento enzimático
Foi cortada uma maçã em quatro partes iguais e separadas em
seguida. O primeiro pedaço da maçã ficou exposto à temperatura ambiente, no
segundo pedaço foi adicionado o suco do limão, o terceiro pedaço da maçã foi
imerso em solução de metabissulfito e reservado, e o ultimo pedaço da maçã
foi submetido ao processo de branqueamento, que consiste em imergir o
alimento em água quente por aproximadamente dois minutos e em seguida
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resfriado em água gelada. Após esses procedimentos foi aguardado o tempo
de 1hora para verificar as mudanças que ocorreram na amostra.
3.2.2 – Escurecimento não enzimático – Caramelização
Foi pesada uma porção de 10g de sacarose em um Becker de
100 ml. Em seguida pipetado 10 ml de água destilada e adicionado ao Becker.
Após a agitação foi levado para o aquecimento iniciando o processo de
caramelização.
3.2.3 – Escurecimento não enzimático - Reação de Maillard
Foi cortada uma cebola em pequenos pedaços e em seguida
colocada dentro de uma frigideira com óleo quente. Dentro da frigideira a
amostra foi dividida ao meio e em partes iguais, em uma delas foi adicionada
uma pitada de bicarbonato de sódio e verificado as mudanças ocorridas.
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4.0 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 – Escurecimento enzimático
Após trinta minutos foi verificada a condição em que as fatias de
maçãs se encontravam constatando pigmentos escuros na que permaneceu a
temperatura ambiente sem qualquer adição de compostos e um fraco
escurecimento na que passara pelo processo de branqueamento. Enquanto as
que tiveram adicionadas suco de limão e metabissulfito não demonstraram
nenhum traço.
Devia ter sido feito experimento com a imersão de uma fatia de maçã
em gelo, todavia os alunos não levaram para a aula prática este último item.
Figura 1 Maçã a temperatura ambiente, adição de suco de limão, após o branqueamento
e com metabissulfito respectivamente.
A presença desse escurecimento ocorre como uma resposta a injúrias
físicas e fisiológicas (impactos, abrasões, excesso de CO2) sendo resultado da
oxidação de compostos fenólicos (PORTE e MAIA, 2001; VILAS BOAS, 2002).
Tendo como produto final a quinona, que rapidamente se condessa, formando
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pigmentos escuros insolúveis denominados melanina, ou reage não
enzimaticamente com outros compostos fenólicos, aminoácidos e proteínas
formando também melanina. (LUPETTI et al., 2005).
O grau de escurecimento depende da presença de oxigênio,
substâncias redutoras, íons metálicos, pH, temperatura, e atividade de
diferentes enzimas oxidativas, especialmente a polifenoloxidase (PPO) e a
peroxidase (POD) (LÓPEZ-NICOLÁS et al., 2007).
O escurecimento enzimático pode ser controlado por diferentes
métodos, um deles é o branqueamento que consiste de mergulhar frutas e
hortaliças em água fervente ou trata-las com vapor para em seguida ocorrer um
rápido resfriamento. Assim ocorrendo um choque térmico inativando as
enzimas responsáveis pela oxidação, impedindo que a reação de degradação
se prolongue com o tempo.
Outro método utilizado é a adição de sulfitos, no caso metabissulfito,
que vão eliminar a presença de oxigênio para inibir as reações inerentes à
oxidação por atividades enzimáticas (CAVALCANTI, 2003). Uma ação similar
ocorre com adição do suco de limão sob a fatia, que devido conter ácido
ascórbico ocasiona o abaixamento do pH inibido a reação de escurecimento e
outras reações oxidativas. (SAPERS e MILLER, 1998).
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4.2 – Escurecimento não enzimático - Caramelização
Inicialmente a coloração que a solução adquire é amarela clara e com
o passar do tempo a tonalidade se intensifica até tornar-se marrom claro, que é
o ponto onde fora decidido parar a caramelização, mas se continuasse a
tonalidade se tornaria negra.
Figura 2 - Reações de caramelização.
A caramelização se dá pela degradação de açúcares em ausência de
aminoácidos ou proteínas, logo sem a presença de enzimas, podendo ocorrer
tanto em meio ácido quanto em meio básico, envolvendo altas temperaturas e
tem como produtos finais compostos escuros de composição complexa. E
envolve várias reações, tais como hidrólise, degradação, eliminação e
condensação. (Berk, 1976).
Inicialmente os açúcares sofrem desidratação e após a condensação
ou polimerização se formam moléculas complexas de peso molecular variado.
Um produto ligeiramente colorido com sabor agradável de caramelo é
produzido. Porém como a reação continua mais moléculas de alto peso
molecular são formadas e o sabor vai ficando mais amargo, em outros termos
haverá carbonização ou queima.
As reações são auto catalisadas pelo desprendimento de água e
aceleradas pelo calor e umidade.
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4.3 – Escurecimento não enzimático - Reação de Maillard
A parte da cebola que teve a adição de bicarbonato de sódio
escureceu rapidamente enquanto a que se manteve sem permaneceu com sua
cor por alguns minutos antes de iniciar o procedimento de escurecimento.
Isso se deve a presença do bicarbonato de sódio provocando a
modificação do pH da cebola que na forma in natura apresenta pH 5,
implicando em aproximá-lo do pH ótimo para ocorrência do escurecimento.
Figura 3 Cebola antes e depois da adição do bicarbonato de sódio.
O tipo de escurecimento que aconteceu na cebola é denominado
Reação de Maillard, onde há reação entre aldeído (açúcar redutor) e grupos
amina de aminoácidos, peptídeos e proteínas em seu estado inicial, seguida de
várias etapas culminando com a formação do pigmento escuro, melanoidinas.
Influenciando no sabor e cor do produto. (Araújo, 1999).
A reação ocorre em três estádios, primeiramente há a condensação
entre o açúcar redutor e o grupamento amínicos formando os produtos do
rearranjo de Amadori (quando o açúcar em uma aldose) ou levando os
produtos de Heyns (quando o açúcar é uma cetose); estes dois compostos
levam ao inicio da etapa intermediária, ocasionando a fragmentação dos
compostos de Amadori e à formação de produtos sem coloração e liberando o
grupamento amínico; no estágio final há a desidratação, ciclização e reações
de polimerização nas quais há a participação dos grupos amínicos, formando
pigmentos poliméricos de coloração marrom, como as melanoidinas. É nesta
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etapa que acontece a formação da coloração marrom característica com mais
intensidade. (CHEVALIER et al., 2001; QIU et al., 2005).
A reação de Maillard pode seguir por diferentes rotas dependendo
fortemente das condições do meio, como temperatura, pH, tempo e a
composição química (BOEKEL, 2006; BOURAIS et al., 2006). Por isso quando
ocorreu a adição de bicarbonato de sódio, a reação acelerou aliada aos demais
fatores.
Figura 4 - Reação química de Maillard
Fonte: google.com
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5 – CONCLUSÃO
Tendo em vista os resultados obtidos, as seguintes conclusões
podem ser estabelecidas:
1. A imersão em suco de limão e metabissulfito mostraram resultados
mais eficientes na inibição de escurecimento enzimático do que o
método de branqueamento.
2. Na reação de caramelização os processos ocorreram de modo
esperado, podendo ocorrer tanto em meio ácido quanto em meio
básico.
3. Para a reação de Maillard, a adição de bicarbonato de sódio
acelerou o procedimento de escurecimento.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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microbiológicas de alimentos minimamente processados. B. CEPPA,
Curitiba, v. 19, n. 1, p. 105-118, jan./jun. 2001
VILAS BOAS, E. V. B. Qualidade de alimentos vegetais. Lavras:
UFLA/FAEPE, 2002b. p. 59
LUPETTI, K. O.; CARVALHO, L. C.; MOURA, A. A.; FATIBELLO-FILHO, O.
Análise de imagem em química analítica: empregando metodologias
simples e didáticas para entender e prevenir o escurecimento de tecidos
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CAMARGO, L. S. As hortaliças e seu cultivo. Campinas: Fundação
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CAVALCANTI, L. B. Variações das condições hidrológicas e da clorofila a associadas ao cultivo do camarão marinho Litopenaeus vannamei (Boone, 1931),na região estuarina do rio Paraíba do Norte (Paraíba – Brasil). Tese de Doutorado 148 p., Recife, 2003. BERK, Z. Braverman's introduction to the biochemistry of foods. Elsevier: Amsterdam. 1976SAPERS, G. M.; MILLER, R. L. Browning inhibition in fresh-cut pears. Journal. Food Science, v. 63, n. 2, p. 342-346, 1998.BOEKEL, M. A. J. S. Van. Formation of flavour compounds in the Maillard reaction. Biotechnology Advances, v. 24, n. 2, p. 230-233, 2006. BOURAIS, I.; AMINE, A.; MOSCONI, D.; PALESCHI, G. Investigation of glycated protein assay for assessing heat treatment effect in food samples and protein–sugar models. Food Chemistry, v. 96, n. 3, p. 485-490, 2006.Araújo, J.M.A Química de alimentos: teoria e prática. 2º edição. Viçosa: UFV, 1999CHEVALIER, F.; CHOBERT, J.; POPINEAU, Y.; NICOLAS, M. G.; HAERTLÉ, T. Improvement of functional properties of b-lactoglobulin glycated through the Maillard reaction is related to the nature of the sugar. International Dairy Journal, v. 11, n. 3, p. 145-152, 2001
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QIU, Z.; STOWELL, J. G.; MORRIS, K. R.; BYRN, S. R.; PINA, R. Kinetic study of the Maillard reaction between metoclopramide hydrochloride and lactose. International Journal of Pharmaceutics, v. 303, n. 1-2, p. 20-30, 2005.
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