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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO GROSSO 
PROFESSORA MSc. CRISTIANE LOPES PINTO FERREIRA 
NUTRIÇÃO 
APLICADA À 
TECNOLOGIA DE 
ALIMENTOS 
CUIABÁ/MT
IFMT 
Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 
2 
ÍNDICE 
BIODISPONIBILIDADE DOS NUTRIENTES............................................................ 
1. Introdução........................................................................................................ 
2. Aplicação dos estudos de biodisponibilidade.................................................. 
3. Fatores que interferem na biodisponibilidade dos nutrientes.......................... 
3.1 Fatores intrínsecos ou fisiológicos............................................................ 
3.2 Fatores extrínsecos ou dietéticos.............................................................. 
4. Classificação das interações dos nutrientes..................................................... 
4.1 Competitivas, diretas ou negativas............................................................ 
4.2 Não competitivas, indiretas ou positivas................................................... 
4.3 Interações multielementos......................................................................... 
5. Classificação das interações segundo sua localização no organismo 
humano................................................................................................................ 
5.1 Em nível pré-absortivo............................................................................... 
5.1.1 No lúmen intestinal........................................................................... 
5.1.2 Na mucosa intestinal........................................................................ 
5.2 Em nível pós-absortivo.............................................................................. 
6. Fatores que interferem na nutrição mineral..................................................... 
7. Cuidados com a nutrição................................................................................. 
EFEITO DO PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO NA ESTABILIDADE 
DOS NUTRIENTES.................................................................................................... 
1. Introdução........................................................................................................ 
2. Proteínas......................................................................................................... 
2.1 Propriedades funcionais das proteínas..................................................... 
2.2 Desnaturação protéica.............................................................................. 
2.3 Degradação protéica................................................................................. 
2.4 Agentes físicos.......................................................................................... 
2.5 Agentes químicos...................................................................................... 
3. Carboidratos.................................................................................................... 
3.1 Propriedades funcionais dos carboidratos................................................ 
3.2 Reação de Maillard................................................................................... 
3.3 Reação de Caramelização........................................................................ 
4. Lipídios............................................................................................................ 
4.1 Propriedades físicas dos lipídios............................................................... 
4.2 Rancidez hidrolítica ou lipólise.................................................................. 
4.3 Rancidez oxidativa.................................................................................... 
4.3.1 Fatores que afetam a velocidade de oxidação............................... 
5. Vitaminas......................................................................................................... 
BIBLIOGRAFIA......................................................................................................... 
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BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES 
1. INTRODUÇÃO 
O termo biodisponibilidade indica a proporção do nutriente que é realmente 
utilizada pelo organismo (SOUTHGATE et al., 1989). Entretanto, no congresso 
realizado na Holanda em 1997, foi proposta uma redefinição, ou seja: 
“Biodisponibilidade é a fração de qualquer nutriente ingerido que tem o potencial para 
suprir demandas fisiológicas em tecidos alvos”. 
Portanto, a biodisponibilidade não corresponde, na maioria das vezes, à quantidade 
ingerida. De maneira simples, podemos entender que biodisponibilidade significa a 
quantidade do nutriente presente no alimento que vai ser realmente aproveitada pelo 
organismo, desempenhando a função que lhe cabe. 
Outros termos encontrados na literatura que podem causar confusão são biopotência, 
bioconversão e bioeficácia. 
• Biopotência: está diretamente relacionada à magnitude da influência de uma 
vitamina nos processos biológicos ou, simplesmente, à atividade biológica da 
vitamina, testada por meio de bioensaios. 
• Bioconversão: é a quantidade de um nutriente já absorvido que é convertida em sua 
forma ativa no corpo; é o caso da transformação dos carotenóides pro vitamínicos A 
em retinol, e da transformação da vitamina D em hidroxicalciferol. 
• Bioeficácia: resultado tanto da biodisponibilidade quanto da bioconversão se refere 
à eficiência com que um nutriente ingerido no alimento é absorvido e convertido na 
sua forma ativa. 
2. APLICAÇÃO DOS ESTUDOS DE BIODISPONIBILIDADE 
Uma preocupação dos pesquisadores tem sido quantificar os micronutrientes nas 
dietas de grupos de população, visando avaliar sua ingestão e correlacionar esses 
achados com o estado nutricional dos indivíduos. Portanto, por meio dos 
conhecimentos da biodisponibilidade de nutrientes, pode-se: 
• Determinar, de forma mais precisa, as necessidades nutricionais do organismo, e as 
recomendações de ingestão alimentar; 
• Elaborar tabelas de composição de alimentos mais precisas; 
• Adquirir conhecimentos científico-tecnológicos relacionados com enriquecimento ou 
fortalecimento de alimentos. 
3. FATORES QUE INTERFEREM NA BIODISPONIBILIDADE DOS 
NUTRIENTES 
Muitos fatores influenciam a absorção de nutrientes de um alimento particular ou de 
uma refeição, dentre eles estão os relacionados à própria fisiologia do indivíduo, assim 
como fatores relacionados ao alimento. 
3.1 Fatores intrínsecos ou fisiológicos: relacionados com a capacidade digestória, 
ou seja, integralidade da mucosa, eficiência metabólica, integridade renal. Variam com 
a idade e presença de desnutrição e/ou patologias. A má absorção pode acontecer na 
presença de desordens gastrintestinais ou outras doenças específicas;
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3.2 Fatores extrínsecos ou dietéticos: relacionados ao alimento ingerido, a 
composição química e o estado físico nos quais os nutrientes se encontram no 
alimento, afetam diretamente sua absorção. Essas propriedades podem ser 
influenciadas pelos efeitos do processamento do alimento com possíveis 
conseqüências na absorção de seus nutrientes. Alguns componentes da própria 
refeição podem retardar ou aumentar a absorção dos nutrientes; sendo assim, a 
composição da dieta é um fator importante. Do mesmo modo, outras substâncias 
ingeridas, como álcool e drogas, podem interferir nos mecanismos fisiológicos de 
absorção. Portanto, como a biodisponibilidade pode ser influenciada por um grande 
número de parâmetros, a quantidade de nutriente realmente disponível pode variar 
consideravelmente. 
4. CLASSIFICAÇÃO DAS INTERAÇÕES DOS NUTRIENTES 
4.1 Competitivas, diretas ou negativas: devido à similaridade da forma química, 
ocorre concorrência por um mesmo sítio funcional ou sítio de absorção, tanto o de 
enzimas como o de membranas celulares. Quando o excesso de um prejudica o 
outro. Exemplo: o excesso de Fe interfere na absorção de Zn e vice-versa; 
4.2 Não competitivas, indiretas ou positivas: quando por exemplo, o nutriente 
depende do outro para se transformar na forma ativa, desta forma, a deficiência de 
um pode acarretar prejuízo na função do outro. Exemplo: o selênio é importante 
para o metabolismo do iodo, pois para transformar a forma inativa tiroxina (T4) em 
triiodotironina (T3) que é sua forma ativa há necessidade da ação da enzima 
selenodependente (deiodinase); 
4.3 Interações multi-elementos: a interação entre dois nutrientes resulta em efeitos 
negativos sobre um terceiro. Exemplo: cálcio-fitato-zinco, a formação de um 
complexo entre cálcio e fitato inibe a absorção do zinco. 
5. CLASSIFICAÇÃO DAS INTERAÇÕES SEGUNDO SUA LOCALIZAÇÃO NO 
4 
ORGANISMO HUMANO 
5.1 EM NÍVEL PRÉ-ABSORTIVO (no tubo digestório) 
5.1.1 No lúmen intestinal: a absorção no lúmen intestinal está diretamente 
relacionada com a estabilidade de complexos formados, onde a alta estabilidade 
melhora a absorção e a baixa reduz sua disponibilidade. Essa estabilidade interfere na 
biodisponibilidade dos nutrientes e depende das condições químicas do meio. 
Um exemplo de complexos formados no lúmen intestinal são os quelatos. Quelatos 
são compostos formados por íons metálicos. A palavra "quelatos" vem do grego 
"chele" que significa "garra“ ou “pinça”, um termo para descrever a maneira na qual 
íons metálicos são ligados a compostos orgânicos, como aas, vitaminas e 
polissacarídeos (Mellor, 1964). Quando um íon metálico se combina com um grupo 
doador de um par de elétrons, o composto resultante é chamado de complexo, e a 
substância doadora de elétrons é denominada de “agente quelante”. 
Um quelato natural em nosso organismo é a hemoglobina, onde o Ferro está ligado a 
uma proteína.
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Figura 1. Hemoglobina 
Fonte: www.camep.com.br 
Exemplos: 
Vitamina C + Ferro→ alta estabilidade, muito bem absorvidos. 
Vitamina C + Cobre→ baixa estabilidade, portanto pouco absorvidos. 
Ferro + Glicina→ o ferro é totalmente envolvido pelo aminoácido, formando um 
complexo solúvel, 5 vezes mais absorvido pelo intestino. 
¾ ÁCIDO FÍTICO (FITATOS): presentes nas fibras dos cereais, leguminosas, 
raízes, tubérculos e castanhas, sobretudo crus. Alimentos integrais como farelo de 
trigo, são ricos em fitatos. Atua seqüestrando minerais como zinco, cobre, 
magnésio, cálcio e ferro, formando complexos insolúveis e não absorvíveis; 
¾ ÁCIDO OXÁLICO (OXALATOS): presentes em alimentos como espinafre, 
beterraba, acelga e chocolate. Os oxalatos formam complexos insolúveis com o 
cálcio, ferro e zinco e são excretados nas fezes; 
¾ TANINOS: são compostos fenólicos caracterizados por sua capacidade de 
combinar-se com as proteínas e outros polímeros como os polissacarídeos. Eles 
interagem com as proteínas da saliva, alterando sua composição e textura, criando 
uma superfície rugosa, plena de arestas (adstringência). É a impressão de secura 
e rugosidade provocada pelos taninos, em vez da umidade lisa a que estamos 
habituados quando passamos a língua pelo palato, experimentamos uma 
resistência ao escorregamento, como se a língua estivesse cortiçada. Estão 
presentes no chá (especialmente mate e preto), café, vinho tinto, romã, 
leguminosas, oleaginosas, etc. Os taninos combinam-se com o ferro e iodo, 
formando compostos insolúveis, não absorvíveis. 
Compostos fenólicos são substâncias que apresentam hidroxila ligada diretamente 
ao núcleo benzênico. Vários polifenóis distribuídos na natureza apresentam ação 
antioxidante e têm sido associados com a redução de doenças aterogênicas e 
carcinogênicas, como é o caso dos flavonóides (quercetina, campferol, miricetina, 
apigenina, luteolina, fitoalexina, etc.). Alguns flavonóides apresentam efeito 
antioxidante quatro vezes maiores que a vitamina E. As fontes de flavonóides são: 
maçãs, cebola, vinho tinto, chocolate, frutas vermelhas, frutas cítricas, azeite e chá 
verde.
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Figura 2. Exemplo de composto fenólico 
Fonte: www.camep.com.br 
¾ INIBIDORES DE PROTEASES: São enzimas de ampla distribuição em 
alimentos vegetais, capazes de inibir a ação das enzimas digestivas proteases 
(tripsina, quimiotripsina, carboxipolipeptidase). Os inibidores se ligam às proteases 
formando um complexo que é eliminado pelo bolo fecal. Essas enzimas são 
chamadas SERPINAS. A cocção inativa esses inibidores; 
¾ PROTEÍNAS: podem reagir com lipídios oxidados e reduzir a biodisponibilidade 
do aminoácido essencial metionina. De outra forma, alguns aminoácidos formam 
complexos solúveis com o cálcio e auxiliam em sua absorção; 
¾ LIPÍDEOS: triglicerídeos e ácidos graxos quando em contato com o cálcio 
dietético, formam sabões insolúveis→ reação de saponificação, aumentando sua 
excreção fecal e reduzindo sua absorção. Exemplo, o leite contém triglicerídeos e 
cálcio, apesar disso, trata-se de um alimento com alta biodisponibilidade de cálcio, 
pois também contém lactose e fósforo, que aumentam a sua biodisponibilidade; 
¾ CARBOIDRATOS: A lactose favorece absorção de cálcio e zinco. A frutose 
forma quelatos de grande estabilidade com o ferro, aumentando significativamente 
sua absorção; 
¾ VITAMINA C: aumenta a absorção de ferro não heme (III ou férrico) que 
apresenta baixa biodisponibilidade – 5 a 10%, encontrado nos alimentos vegetais; 
¾ VITAMINA A: reduz a absorção de vitamina E. Altas concentrações de vitamina 
A leva à destruição oxidativa da vitamina E; 
¾ VITAMINA D: promove a absorção do cálcio e fósforo dietético no intestino 
delgado. 
5.1.2 Na mucosa intestinal: ocorre durante a passagem do nutriente pelo enterócito 
ou sua liberação para a circulação sanguínea. Um exemplo é a interação negativa 
entre o cálcio e o ferro. A grande maioria dos estudos mostra que, o cálcio inibe a 
absorção do ferro durante a absorção intestinal. Porém, algumas pesquisas (a minoria 
delas) observaram este efeito negativo somente com o ferro não heme (férrico ou III), 
presente em alimentos vegetais. Desta forma, torna-se mais provável que essa
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interação seja negativa que positiva, o que reforça a tese que se devem ingerir os 
alimentos fontes de ferro separadamente daqueles fontes de cálcio. 
O heme é uma molécula não protéica (grupo prostético) de algumas proteínas. O 
radical heme consta de uma parte orgânica (protoporfirina IX) e um átomo de ferro 
(quelato), onde a protoporfirina IX é um anel e o ferro está no centro deste anel. O 
radical heme é responsável por enlaçar o oxigênio na hemoglobina. 
5.2 EM NÍVEL PÓS-ABSORTIVO 
¾ PIRIDOXINA (vit. B6): co-fator enzimático de reações do metabolismo dos 
ácidos graxos essenciais; 
¾ TIAMINA (vit. B1), RIBOFLAVINA (vit. B2) E NIACINA (vit. B3): constituintes de 
coenzimas necessárias para o metabolismo energético; 
¾ VITAMINA D: realiza a absorção de cálcio nos ossos; 
¾ CÁLCIO: a vitamina B12 (cobalamina) é absorvida somente na presença do 
cálcio. 
7 
6. FATORES QUE INTERFEREM NA NUTRIÇÃO MINERAL 
¾ DEFICIÊNCIA DO SOLO: há uma diminuição significativa de minerais em 
alimentos vegetais decorrente da exaustão do solo e/ou do uso incorreto de 
adubos; 
¾ REFINO: no arroz branco ocorre perda de 75% do conteúdo de cromo e zinco 
e 26-45% do conteúdo de cobre, manganês e cobalto. Na farinha refinada, foi 
observado cerca de 90% de perda do ferro. 
¾ DIMINUIÇÃO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO: o ácido clorídrico no 
estômago é decisivo na preparação do alimento para absorção de seus 
componentes nutricionais. A partir dos 35-40 anos diminui-se a produção no 
organismo; 
¾ SEQÜESTRO DOS MINERAIS: fitatos, oxalatos e taninos; 
¾ PERDAS EXCESSIVAS: as perdas excessivas ocorrem em várias 
circunstâncias, como aumento da eliminação de líquidos orgânicos através da 
transpiração, diarréia, urina, sangramento, vômitos; 
7. CUIDADOS COM A NUTRIÇÃO 
¾ Aplicar técnicas de preparo que minimizem os fatores antinutricionais dos 
alimentos, como deixar as leguminosas de remolho durante no mínimo 1 hora, 
e desprezar a água de cocção, para eliminar na água as substâncias fenólicas 
(taninos), e também coccionar alimentos vegetais para inativar os inibidores de 
proteases pelo aquecimento; 
¾ Evitar o uso simultâneo de alimentos com o mesmo fator antinutricional, como 
leguminosas (feijão, lentilha, ervilha). 
¾ Indivíduos que restringem alimentos devem ser acompanhados quanto ao seu 
estado nutricional, clínica e bioquimicamente. Um exemplo são os
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vegetarianos, que podem sofrer carência de nutrientes como o ferro, iodo, 
zinco, cálcio, vitaminas A, D, B1, B2, B12. 
¾ Utilizar diariamente alimentos ricos em fibra, porém sem ultrapassar os limites 
recomendados. O excesso contém teor elevado de fitatos e oxalatos; 
¾ Associar à ingestão de alimentos vegetais ricos em ferro, fontes alimentares de 
vitamina C; 
¾ Aumentar o fracionamento das refeições (4 a 6 refeições/dia), pois garante o 
equilíbrio do organismo. Exemplo, o café da manhã deve ser rico em cálcio, 
assim como o almoço rico em proteínas, ferro e vitaminas; 
¾ Servir, em refeições distintas, alimentos ricos em cálcio (leite e derivados) das 
fontes alimentares de ferro (carne e alguns vegetais); 
¾ Evitar o consumo de café e chás mate e preto imediatamente após as grandes 
refeições. 
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EFEITO DO PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO NA 
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ESTABILIDADE DOS NUTRIENTES 
1. INTRODUÇÃO 
Alimento é toda substância ou mistura de substâncias, no estado sólido, líquido, 
pastoso ou qualquer outra forma adequada, destinada a fornecer ao organismo vivo, 
os elementos necessários à sua formação, manutenção e desenvolvimento. 
Os alimentos que fazem parte da dieta humana são de origem animal e vegetal. A 
base da nossa alimentação é constituída de cereais, tubérculos, carnes, leites e ovos, 
além de frutas e verduras, dependendo dos usos e costumes de cada região. Porém, 
os hábitos alimentares do homem sofreram modificações substanciais, com o 
desenvolvimento da ciência e tecnologia de alimentos. 
A Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos define o termo 
tecnologia de alimentos, como sendo “a aplicação de métodos e de técnicas para a 
produção, armazenamento, processamento, embalagem, transporte, distribuição, 
comercialização e utilização dos alimentos”, portanto, a tecnologia constitui o principal 
elo entre todas as etapas da produção e do consumo, devendo estar estreitamente 
ligada aos princípios da boa nutrição, a fim de garantir ao consumidor o direito à saúde 
e o bem estar. 
Hoje já é sabido que os nutrientes são instáveis a determinados tratamentos que 
fazem parte do processamento tanto a nível industrial, quanto domiciliar. O 
conhecimento adequado da labilidade de cada nutriente permite a busca de 
estratégias que minimizem esses efeitos deletérios em sua estabilidade. 
2. PROTEÍNAS 
As proteínas podem perder parte de seu valor biológico durante o processamento 
e/ou armazenamento, seja pela deterioração ou transformação dos aminoácidos dos 
alimentos. Isto pode ocorrer em conseqüência das alterações físicas e químicas dos 
alimentos, em função do armazenamento e das condições a que são submetidos no 
processamento industrial e no preparo doméstico para o consumo da população. As 
alterações irão depender de uma série de fatores, como: composição do alimento, se o 
alimento se encontra in natura ou processado, tipo de processamento, condições e 
tempo de armazenamento. 
As principais alterações que ocorrem nas proteínas isoladamente ou associadas 
são: desnaturação e degradação, ambas podem ocorrer durante o processamento 
e/ou armazenamento. Porém, antes de se conhecer os mecanismos de desnaturação 
e degradação, é preciso entender quais são suas propriedades funcionais básicas. 
2.1 Propriedades funcionais das proteínas 
Propriedades funcionais das proteínas são definidas como as propriedades físico-químicas 
que afetam seu comportamento durante o processamento, armazenamento e 
consumo, e contribuem para a qualidade sensorial do alimento. A somatória das 
propriedades funcionais de um alimento é referida como “funcionalidade”. 
A avaliação das proteínas quanto à suas propriedades funcionais é um tema 
bastante complexo, devido à grande diversidade de estruturas e conformações, e de 
possíveis interações com outros componentes dos alimentos como lipídios, glicídios, 
água e outras proteínas.
IFMT 
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As propriedades funcionais das proteínas podem ser classificadas em 3 grupos 
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principais: 
• Propriedade de Hidrofilia: dependem das interações entre a água e as 
proteínas. Compreendem propriedades como absorção (capacidade de 
manter a água no interior da molécula, provocando aumento da massa do 
alimento), formação de gel (reações intermoleculares das proteínas, que 
resulta em estrutura tridimensional, filamentosa responsável pela estrutura 
do alimento), solubilidade e viscosidade. Exemplos: as proteínas do soro 
(lactoalbuminas, lactoglobulinas) estão presentes no leite em solução 
verdadeira, já a caseína encontra-se no leite em dispersão coloidal, sob a 
forma de fosfocaseinato de cálcio (caseína estabilizada pelo fosfato de 
cálcio – cimento que une as moléculas de caseína). As proteínas gliadina 
(pouco elástica e extensível) e glutelina (elástica e pouco extensível), 
absorvem água, e pela ação mecânica se unem formando o glúten, rede 
tridimensional viscoelástica, coloidal, formada por longas cadeias de 
proteínas; 
• Propriedade relacionada com interações proteína-proteína: a este grupo 
pertencem propriedades como a formação de gel e a coagulação (na 
desnaturação protéica, aminoácidos apolares são expostos, provocando a 
coagulação – separação da fase aquosa); 
• Propriedade de superfície: emulsificação (na emulsificação de gorduras as 
partes hidrofóbicas das proteínas são adsorvidas na interface, entre 
glóbulos de gordura e a fase aquosa, evitando a formação de “ilhas” de 
gorduras), formação de espumas (expansão do volume pela aeração – 
albumina da clara de ovo e do leite), formação de películas (a albumina, que 
forma película na clara batida e ajuda na incorporação de ar; assim como 
forma película na fervura do leite). 
Figura 1. Formação de gel 
Fonte: Degenhardt, J., 2007
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11 
Figura 2. Absorção de água pela proteína 
Fonte: Degenhardt, J., 2007 
Figura 3. Emulsificação de gorduras com adsorção protéica 
Fonte: Degenhardt, J., 2007 
Todas as propriedades funcionais estão relacionadas com a capacidade hidrofílica 
e/ou hidrofóbica das proteínas, e estas, por sua vez dependem dos teores de 
aminoácidos polares, apolares, da estrutura e da conformação das proteínas, entre 
outros fatores.
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2.2 Desnaturação Protéica 
A desnaturação é uma modificação na estrutura secundária, terciária (união de 2 
ou mais secundárias) e/ou quaternária (união de 2 ou mais terciárias) das proteínas, 
sem o rompimento das ligações peptídicas envolvidas na estrutura primária 
(conformação mais simples), ou seja, a desnaturação altera sua conformação. A 
estrutura secundária, em espiral ou helicoidal, ficou conhecida como α-hélice, e ela é 
formada por interações do tipo ponte de hidrogênio, entre o H do grupo amino e o O do 
grupo carbonila. A estrutura helicoidal permite uma utilização mais eficiente das pontes 
de hidrogênio internas, todas as ligações peptídicas participam de tais pontes de 
hidrogênio. Porém, nem todos os polipeptídeos podem formar α-hélices estáveis, visto 
que as cadeias laterais dos aminoácidos (os grupos R) são muito reativas, 
prejudicando esta estabilidade. 
Figura 4. Estrutura primária das proteínas 
Fonte: www.fcfar.unesp.br 
Figura 5. Estrutura secundária das proteínas 
Fonte: www.fcfar.unesp.br
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13 
Figura 6. Ponte de hidrogênio 
Fonte: www.fcfar.unesp.br 
Figura 7. Estrutura terciária das proteínas 
Fonte: www.fcfar.unesp.br 
Figura 8. Estrutura quaternária das proteínas 
Fonte: www.fcfar.unesp.br
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Análises feitas com raios-X demonstraram que as cadeias peptídicas passam para 
um estado menos organizado, com rompimento parcial ou total de suas ligações 
secundárias. Através do rompimento das ligações, a molécula se desenrola, se abre, e 
com isto grupos reativos são expostos, conseqüentemente as proteínas desnaturadas: 
ƒ Sofrem redução da solubilidade devido ao aumento da exposição de 
14 
substâncias hidrofóbicas; 
ƒ São mais susceptíveis ao ataque de enzimas proteolíticas, devido à alta 
exposição das ligações peptídicas; 
ƒ Sofrem modificações na capacidade de se ligar a água; 
ƒ Perdem sua atividade biológica (enzimática, imunológica); 
ƒ Aumentam a reatividade química. 
As alterações provocadas pela desnaturação protéica podem ser desejáveis ou 
não. Como exemplo de alteração desejada na solubilidade das proteínas, pode-se 
mencionar a fabricação de queijos. A adição de renina (enzima presente no estômago 
de mamíferos jovens que estão amamentando) no leite provoca redução da 
solubilidade da caseína pela desnaturação protéica, provocando sua coagulação, 
formando então o queijo frescal. 
O grande aumento da superfície na fabricação de ovos em pó pelo método spray 
provoca a desnaturação das proteínas, com diminuição da solubilidade e da 
capacidade de reter água. 
O aquecimento da clara de ovo provoca desnaturação com conseqüente perda das 
propriedades funcionais (aeração). 
A desnaturação provocada pela temperatura faz com que a carne tanto congelada 
quanto cozida contenha menos água, seja menos suculenta e mais rígida. 
A desnaturação pode ser reversível ou irreversível. A sensibilidade de uma 
proteína à desnaturação depende da intensidade e do tipo de agente desnaturante. 
Os agentes desnaturantes podem ser classificados em físicos (temperatura, 
radiações, agitação e grande aumento de superfície, como é o caso das espumas - 
clara de ovo aerada) e químicos (ácidos, bases, solventes, soluções salinas 
concentradas, uréia). 
A desnaturação por esses diferentes agentes pode conduzir a estados estruturais 
diferentes. Por exemplo, a desnaturação completa pelo calor é geralmente 
irreversível, porém, a desnaturação por uréia é, comumente reversível, neste caso, a 
remoção do agente permite regeneração da proteína à forma ativa. 
No que se refere à digestibilidade, o calor se moderado, aumenta a digestibilidade, 
pois melhora o ataque das enzimas digestivas, por esta razão, o leite cozido é mais 
facilmente digerido que o leite cru, o mesmo é válido para a carne, clara de ovo, etc. 
Aquecimento excessivo pode provocar degradação das proteínas, influenciando 
negativamente na digestibilidade. 
2.3 Degradação Protéica 
Degradação protéica é a destruição da estrutura primária, que consiste no 
desdobramento gradativo da molécula de proteína em peptonas, polipeptídeos e 
aminoácidos. Pode ser provocada por enzimas autolíticas (enzimas proteolíticas do 
próprio alimento) ou microbianas. 
Peptonas e polipeptídeos é a designação da degradação parcial das proteínas, 
constando de peptídeos de vários tamanhos moleculares. 
A putrefação dos alimentos de origem animal consiste, sobretudo em uma 
degradação de sua matéria protéica. Esta alteração é decorrente da ação de 
microrganismos, que utilizam os aminoácidos livres e os oligopeptídeos como
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nutrientes para se multiplicarem rapidamente. O metabolismo desses nutrientes pelos 
microrganismos pode levar à formação de certos metabólitos, tais como H2S, NH3, 
indol e cadaverina, que caracterizam o processo de putrefação. A putrefação é 
caracterizada pelo aparecimento de odor repugnante e de textura e sabor alterados. 
Ex: Lisina (aminoácido) sob a ação da enzima lisina descarboxilase do Clostridium 
15 
cadaveris e E. coli→Cadaverina 
Como degradação desejada, pode-se citar a provocada por adição de 
microrganismos na maturação de queijos, os quais os aminoácidos liberados e seus 
produtos de degradação provocam juntamente com os produtos da lipólise, seu sabor 
típico. 
Outra degradação desejada é a transformação do colágeno (proteína de elevado 
peso molecular) em gelatina (polipeptídeo), por aquecimento em meio ácido ou 
alcalino. 
Aquecimento moderado ou excessivo de certos alimentos pode provocar a reação 
de Maillard ou o chamado escurecimento não enzimático, que é uma reação entre 
proteína e carboidrato sob a ação do calor. Nela os aminoácidos, através de seu grupo 
amino, forma com açúcares redutores compostos insolúveis que não podem ser 
desdobrados por enzimas digestivas. A reação de Maillard é responsável pela cor do 
leite evaporado (o aquecimento provoca perda de 20% da lisina pela reação com a 
lactose), bem como pela redução da biodisponibilidade destes nutrientes nos 
alimentos. 
2.4 Agentes Físicos 
O calor é o agente físico mais comumente responsável pela alteração 
conformacional das proteínas. O processamento térmico dos alimentos é necessário 
para impedir a ação de microrganismos e melhorar as condições de palatabilidade e 
digestibilidade. Em geral, os tratamentos térmicos, como a pasteurização e a 
esterilização ou a cocção de um alimento de origem animal, provocam a reação de 
Maillard, a conversão do colágeno em gelatina e a desnaturação das proteínas. 
A influência negativa do calor aumenta de maneira proporcional ao tempo de 
exposição. Portanto, podemos assinalar que são menos prejudiciais os processos que 
usam altas temperaturas por tempos curtos, do que aqueles que usam baixas 
temperaturas, por tempos longos. 
Temperaturas entre 50 e 100ºC provocam vibrações que rompem as ligações 
entre os componentes químicos, lançando grupamentos uns contra os outros de forma 
aleatória. Tal desnaturação é irreversível devido às novas ligações aleatórias que se 
formam na configuração espacial da molécula. 
O uso de temperaturas entre -10ºC e -40ºC também pode provocar desnaturação 
irreversível das proteínas. Quanto mais rápido for o congelamento menos desnaturante 
será o processo. 
Alguns tratamentos mecânicos muito severos (batimentos) podem desnaturar as 
proteínas, em função da intensidade da força de cisalhamento aplicada. A aplicação 
de altas pressões (≥50 kPa) também pode ter efeito desnaturante. 
Radiações podem provocar mudanças na conformação das proteínas através de 
rupturas de ligações, causando a formação de radicais protéicos livres em função do 
nível de energia radiante (ionizantes), que causa troca entre os elétrons (oxidação ou 
redução) ou do comprimento de onda (eletromagnética). 
A ação da luz pode provocar reações de oxidação com conseqüente 
decomposição de alguns radicais na cadeia protéica, porém, com menor intensidade.
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16 
2.5 Agentes Químicos 
A desnaturação ocasionada por meios químicos envolve rompimento ou formação 
de novas ligações entre os compostos químicos, e é geralmente irreversível. 
O pH do meio exerce forte influência no processo de desnaturação. A maioria das 
proteínas quando expostas em valores extremos (>10,0 ou <3,0) normalmente 
desnaturam. Em alguns casos quando a mudança não é muito brusca o retorno ao pH 
original da proteína a renatura. 
A maioria dos solventes orgânicos pode atuar como agentes desnaturantes, pois 
são capazes de penetrar nas regiões hidrofóbicas, rompendo as interações 
hidrofóbicas e promovendo a desnaturação das proteínas. 
Alguns compostos orgânicos como a uréia, contribuem para romper as pontes de 
hidrogênio e provocar a desnaturação protéica. 
O oxigênio é potente oxidante, catalisa reações de oxidação diretamente nos 
grupos oxidáveis das cadeias laterais de proteínas e, também, de oxidações de lipídios 
insaturados que, por sua vez, formam derivados complexos com as proteínas – reação 
chamada de complexação. 
3. CARBOIDRATOS 
Praticamente todo alimento contém carboidratos naturais ou adicionados, devido a 
principalmente seu efeito sobre o sabor do alimento. Além disso, os carboidratos são 
importantes por constituírem a base de nossa dieta. 
Nos alimentos, temos duas transformações químicas envolvendo carboidratos que 
merecem destaque pela sua freqüência e pelos seus efeitos: a reação de Maillard e a 
caramelização. Em ambos os casos, ocorrem degradações nos carboidratos com 
conseqüentes reações de escurecimento. 
As reações que provocam o escurecimento nos alimentos podem ser enzimáticas 
ou não. O escurecimento enzimático é uma reação entre o oxigênio (oxidativa) e um 
substrato fenólico, catalisado pela enzima polifenoloxidase ou polifenolase, e não 
envolve carboidratos. 
Figura 9. Escurecimento enzimático ou oxidativo
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O escurecimento não enzimático ou não oxidativo é muito importante em 
alimentos, envolve o fenômeno de caramelização e/ou a interação de proteínas com 
carboidratos (reação de Maillard). 
Antes de conhecer essas reações, é necessário entender as propriedades 
17 
funcionais dos carboidratos. 
3.1 Propriedades funcionais dos carboidratos 
Os carboidratos conferem aos alimentos, nos quais estão naturalmente presentes 
ou adicionados, diferentes características, em função de sua estrutura, concentração e 
das condições do alimento, tais como: teor de água, pH, etc. 
• Hidrofilia: a capacidade dos carboidratos de se ligarem à água é uma de 
suas principais propriedades, pois possuem várias hidroxilas capazes de 
fazer pontes de hidrogênio com a água; 
• Higroscopicidade: é a capacidade de ligar-se à água do ar atmosférico, 
através de suas hidroxilas. A alta higroscopicidade dos açúcares é 
responsável pela característica de pegajosidade em alimentos ricos nesse 
nutriente, quando expostos à umidade do ar; 
• Umectância: como os carboidratos se ligam à água do alimento, eles são 
capazes de controlar a atividade de água do mesmo. Essa habilidade é uma 
de suas mais importantes propriedades funcionais. A capacidade de se ligar 
à água do alimento é denominada de umectância; 
• Texturização: os açúcares são texturizantes, essa propriedade decorre da 
elevada solubilidade dos açúcares em água. Os efeitos estruturais dos 
açúcares nos alimentos dependem de seu estado físico e de suas 
interações com a água. Os açúcares podem formar soluções 
supersaturadas, conferindo consistência de sólido e transparência (estado 
vítreo), ou podem se cristalizar; 
• Doçura: a doçura é uma das propriedades mais reconhecidas dos mono e 
dissacarídios, para estes, o padrão de doçura usado é a sacarose, a qual se 
atribui arbitrariamente um valor de doçura relativa. O poder de docibilidade 
de um alimento varia com o açúcar, bem como com sua concentração. 
Tabela 1. Doçura relativa à sacarose (com valor arbitrário igual a 1) dos 
principais adoçantes dietéticos naturais e artificiais
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18 
Fonte: Chemello, E. A , 2005 
3.2 Reação de Maillard 
Reação em que o grupo carbonila de açúcares redutores, sob temperatura 
moderada a intensa, reage com grupos aminos livres de compostos nitrogenados, tais 
como aminoácidos e proteínas, para formar pigmentos de cor marrom, os quais são 
produtos de reações extremamente complexas, inclusive de polimerização. Trata-se de 
uma reação muito estudada, mas cujo mecanismo ainda não foi totalmente elucidado. 
O escurecimento é devido à produção de melanoidinas, polímeros de cor marrom, 
e cuja cor é mais intensa quanto maior for seu peso molecular. A cor pode variar de 
marrom-claro até preto. 
As melanoidinas são compostos insolúveis e indigeríveis pelas enzimas digestivas, 
contém teores variáveis de nitrogênio com um máximo ao redor de 5%, valor esse 
inferior ao total do nitrogênio perdido durante a reação. Desta forma, a reação de 
Maillard resulta em perda de nutrientes, como os aminoácidos do alimento, tão 
importante para a construção e reparação tecidual. 
Do ponto de vista sensorial, essa reação é extremamente desejável em alguns 
alimentos como café, cacau, carne cozida, pães, bolos, pois confere características 
diferenciadas a esses alimentos, mas é extremamente indesejável em outros como 
leites em pó, ovos desidratados, etc. 
Alguns fatores podem afetar a reação de Maillard, tais como: 
o Temperatura: a reação inicialmente ocorre preferencialmente em temperaturas 
maiores que 70ºC, porém continua em temperaturas da ordem de 20ºC em 
processamento ou armazenamento. A elevação de temperatura resulta em um 
rápido aumento da velocidade de escurecimento; 
o pH: a velocidade da reação é máxima em pH próximo a neutralidade. Em meio 
ácido ou básico, há retardo da reação pela rápida degradação de carboidratos; 
o Tipo de açúcar: a presença do açúcar redutor é essencial para a interação da 
carbonila com os grupos aminos livres. A natureza do açúcar determina a 
reatividade, pentoses são mais reativas que hexoses e essas mais que 
dissacarídeos; 
o Atividade de água: em atividade de água elevada (>0,9) a velocidade da reação 
diminui, devido à diluição dos reagentes. Em atividade de água baixa (<0,2), a 
velocidade tende a zero devido à ausência de solvente, necessário para permitir 
que as moléculas se movimentem e se encontrem. Desta forma, observa-se 
maior escurecimento em valores de atividade de água intermediários (0,5 a 0,8); 
o Catalisadores: a velocidade da reação é acelerada por ânions como citrato, 
fosfato e por íons metálicos como o cobre; 
o Inibidores: alguns tratamentos utilizados para inibir a reação consistem em: 
- redução ou aumento da atividade de água; 
- uso de açúcares não redutores, como a sacarose; 
-remoção de açúcares redutores enzimaticamente, como, por exemplo, o 
tratamento com a enzima glicose oxidase sobre a glicose, produzindo ácido 
glucônico.
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19 
Figura 10. Principais estágios da Reação de Maillard 
Fonte: Cheftel, 1992 
3.3 Reação de Caramelização 
Quando carboidratos, particularmente açúcares (redutores ou não) são aquecidos 
acima de seu ponto de fusão, e na ausência de proteínas, ocorre uma série de 
reações químicas complexas, que provocam o escurecimento, como de desidratação e 
polimerização, resultando na formação de polímeros complexos de massas 
moleculares diferentes, os caramelos. 
O mecanismo dessa reação ainda é desconhecido. Inicia-se pela desidratação do 
açúcar pelo calor, provocando a quebra de ligações glicosídicas, abertura de sua 
estrutura e formação de novas ligações glicosídicas (pirólise). 
Levemente colorido e de gosto agradável, o caramelo começa a ser produzido 
durante os estágios iniciais, mas à medida que a reação continua, ocorre a formação 
de estruturas de massa molecular mais elevada, o que influi no sabor, o qual se torna 
gradativamente mais amargo com a elevação da temperatura, ou seja, o açúcar irá 
queimar de acordo com uma relação diretamente proporcional ao tempo de 
aquecimento.
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20 
Figura 11. Reação de Caramelização 
Fonte: Cheftel, 1992 
Os açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao aquecimento 
moderado, mas em temperaturas altas (>120ºC) são pirolisados em polímeros escuros 
(quebra de ligações glicosídicas com formação de novas ligações), denominados 
caramelos. O ponto de fusão (amolecimento) do açúcar (sacarose com alto grau de 
pureza) é de aproximadamente 189 ºC. O açúcar passa de tons bem claros de 
amarelo, transformando-se para um durado característico até chegar a uma cor negra 
intensa, quando a temperatura atingir cerca de 210 ºC. 
A composição química do pigmento é complexa e pouco conhecida, embora 
caramelos obtidos de diferentes açúcares sejam similares em composição. Pode-se 
encontrar na mistura caramelizada, além do açúcar que não reagiu, ácido pirúvico e 
aldeídos. 
O caramelo é um corante marrom e, com limitações, é também um agente 
flavorizante. 
A reação de caramelização é facilitada em meio ácido, porém, sua velocidade é 
maior em meio alcalino. O carboidrato mais comumente usado na produção de aromas 
e corantes de caramelo é a sacarose, via reação de caramelização. Ela é aquecida em 
solução com ácido para produção de vários alimentos e bebidas, como por exemplo, 
refrigerante tipo “cola”, conhaque e cerveja. 
Figura 12. Diferentes tonalidades do caramelo em função da temperatura
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21 
Fonte: Chemello, E. A , 2005 
4. LIPÍDIOS 
Tanto durante o seu armazenamento, como no seu processamento, os lipídios 
podem sofrer transformações químicas das quais as mais importantes são: a rancidez 
hidrolítica e a rancidez oxidativa. Todas essas transformações afetam profundamente 
a qualidade sensorial dos lipídios e são prejudiciais pelos seus efeitos sobre a sua 
aceitação. Além desses problemas organolépticos, devem ser consideradas as 
possibilidades de efeitos tóxicos causados pela ingestão contínua e prolongada de 
produtos rancificados. 
4.1 Propriedades físicas dos lipídios 
As propriedades físicas dos lipídios consistem em critérios úteis para avaliar o 
estágio de processamento, bem como sua utilidade. Essas propriedades estão 
diretamente relacionadas com a composição química dos triglicerídeos, são elas: 
• Ponto de fusão e consistência: Os óleos são líquidos a temperatura ambiente e 
apresentam baixo ponto de fusão, em torno de -50 a 15°C, enquanto que o 
ponto de fusão das gorduras oscila entre 30 e 42°C. Os sebos apresentam 
ponto de fusão acima de 42°C. Desta forma, o ponto de fusão do lipídio 
depende fundamentalmente de: 
- Tamanho da cadeia carbônica: quanto menor a cadeia, mais líquido o lipídio. 
Os saturados de cadeia curta (até 8 átomos de carbono) apresentam 
consistência líquida, enquanto que aqueles com mais de 8 carbonos 
apresentam consistência sólida; 
- Grau de insaturação: quanto maior o grau de insaturação, menor o ponto de 
fusão; 
- Isomeria: a presença de duplas ligações na cadeia carbônica possibilita a 
existência de isômeros cis e trans. Quanto maior o número de isômeros trans, 
maior o ponto de fusão. 
• Calor específico: O conhecimento dos calores específicos das gorduras é 
bastante útil para obter-se o adequado comportamento das mesmas durante os 
diferentes processos tecnológicos. Os valores do calor específico das gorduras 
líquidas a temperatura ambiente são o dobro das gorduras sólidas. Isto está 
diretamente relacionado com a maior mobilidade das moléculas nos distintos 
estados das gorduras. 
• Viscosidade: A viscosidade aumenta com o comprimento da cadeia carbônica e 
diminui com o aumento da insaturação, portanto, aumenta com a hidrogenação. 
• Peso: É a relação que existe entre o peso da gordura e o peso de igual volume 
de água destilada, a uma mesma temperatura. As gorduras possuem peso 
menor, razão porque são ditas mais leves que a água. È interessante saber que 
o peso dos ácidos graxos decresce com o aumento do número de átomos de 
carbono e cresce com a insaturação. 
• Índice de refração: É a relação que existe entre a velocidade da luz no ar e no 
meio da substância em exame. O índice de refração varia na razão inversa da 
temperatura e cresce com a insaturação dos ácidos graxos. 
• Polimorfismo: Os lipídios que possuem grande quantidade de insaturações 
apresentam pontos de fusão mais baixos. Portanto, a maioria dos óleos 
vegetais é líquida a temperatura ambiente. Os triglicerídeos são polimórficos, 
isto é, eles podem existir em vários arranjos cristalinos diferentes. Se um óleo é 
resfriado lentamente, o triglicerídeo que tiver o ponto de fusão mais alto 
cristaliza-se primeiro, enquanto aqueles que tiverem o ponto de fusão mais
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baixo cristalizam-se depois, e conseqüentemente, uma mistura de cristais é 
formada. 
• Ponto de fumaça: é a temperatura na qual, são constatadas as primeiras 
fumaças da gordura sob aquecimento. A temperatura ideal de aquecimento dos 
óleos para fritura não deve ultrapassar 180ºC, tendo em vista que, acima disso, 
já se observam alterações no lipídio, que resultam em odor, sabor e aspecto 
indesejáveis. Os óleos mais adequados para fritura são de soja (240ºC), canola 
(233ºC) e milho (215ºC), e os menos indicados são o de girassol (183ºC) e 
azeite de oliva (175ºC). As gorduras saturadas apresentam de modo geral, 
ponto de fumaça semelhante ao do óleo de soja. 
22 
4.2 Rancidez Hidrolítica ou Lipólise 
Durante o processamento e estocagem de produtos gordurosos, mesmo à 
temperatura ambiente, os triglicerídeos podem sofrer hidrólise, isto é, a liberação de 
ácidos graxos livres, que causam sabor e odor indesejáveis, seja por enzimas 
lipolíticas naturais ou produzidas por bactérias e fungos contaminantes. 
Esta alteração é importante em lipídios que contêm ácidos graxos de baixo peso 
molecular, sobretudo, em ácidos graxos de número de átomos de carbono inferior a 
14, os quais têm volatilidade suficiente para serem perceptíveis pelo seu cheiro mesmo 
em pequenas quantidades quando livres. Desta forma, destacam-se os ácidos graxos 
butírico (4), valérico (5), capróico (6) e láurico (12), restringindo-se consideravelmente 
o número de lipídios afetados pela rancidez hidrolítica, esta reação é catalisada pela 
luz e calor. As gorduras do coco, leite e derivados são comumente atingidas por esse 
tipo de rancificação, devido à presença de lipases nesses alimentos, resultando na 
liberação de ácido butírico, capróico e láurico. 
A decomposição enzimática é ocasionada por lipases e outras enzimas, as 
chamadas hidrolases. Este tipo de hidrólise pode ocorrer, também, à temperatura 
ambiente com velocidades diferentes para os diversos substratos, devendo-se 
ressaltar, que ela diminui com o grau de saturação dos ácidos graxos. 
De modo geral, todos os tecidos animais e vegetais contém lipases, no reino 
vegetal destacam-se as sementes oleaginosas. 
As lipases se encontram também na grande maioria dos microrganismos, desta 
forma, eles podem causar hidrólise em alimentos gordurosos. 
A decomposição por hidrólise torna a matéria gordura ácida, devido à alta 
concentração de ácidos graxos livres, favorecendo o aparecimento de odor e sabor 
desagradáveis, como é o caso do ácido butírico presente na manteiga, além disso, 
reduz o ponto de fumaça do lipídio. Entretanto, para alguns alimentos a lipólise pode 
ser desejável, um exemplo é a maturação de queijos, onde os ácidos graxos liberados 
(dependendo dos microrganismos) conjuntamente com os produtos da proteólise, dão 
o sabor típico ao queijo.
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23 
Figura 13. Rancidez Hidrolítica 
4.3 Rancidez Oxidativa 
A rancidez oxidativa é a principal responsável pela deterioração de alimentos ricos 
em lipídios insaturados, que resultam em alterações organolépticas indesejáveis de 
cor, sabor, aroma e textura do alimento. 
A oxidação lipídica envolve uma série complexa de reações químicas, que ocorre 
entre o oxigênio atmosférico e os ácidos graxos insaturados dos lipídios, resultando na 
formação de peróxidos e em seguida de aldeídos, cetonas, alcoóis, etc. Esta reação 
ocorre em três estágios: iniciação, propagação e terminação. 
ƒ Iniciação: ocorre quando um átomo de hidrogênio é retirado do grupo metilênico 
(CH2) de um ácido graxo insaturado, levando à formação de um radical livre. O 
oxigênio adiciona-se ao radical livre e forma um radical peróxido. Nesta fase há 
pouco consumo de oxigênio, baixa concentração de peróxidos e ainda não se 
notam alterações organolépticas; 
ƒ Propagação: radicais peróxidos são extremamente reativos (calor, enzimas, 
metais), e podem retirar átomos de hidrogênio de outros lipídios insaturados, 
formando hidroperóxidos, e, desta maneira, propagar a reação de oxidação. Os 
hidroperóxidos não têm importância direta na deterioração do odor e sabor das 
gorduras, contudo, eles são muito instáveis e se decompõe com o rompimento 
da cadeia hidrocarbonada, gerando uma variedade de aldeídos, cetonas e 
alcoóis de baixo peso molecular, responsáveis pelo sabor e odor 
desagradáveis. Desta forma, essa etapa caracteriza-se pela reação em cadeia 
de radicais livres, pelo alto teor de peróxidos, pelo alto consumo de oxigênio e 
pelo início de alterações sensoriais; 
ƒ Terminação: ocorre quando dois radicais livres se interagem, formando diversas 
substâncias, terminando assim o papel de propagadores da reação. Nesta fase 
há pouco consumo de oxigênio, redução da concentração de peróxidos e o 
alimento apresenta alterações de aroma, sabor, cor e consistência. 
Os agentes catalisadores da rancidez oxidativa são: íons metálicos (Cu, Fe, Ni), 
calor, luz e pigmentos fotossensíveis. Deve-se ressaltar que este tipo de alteração
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requer alta quantidade de energia, e sua ocorrência seria pouco provável não fosse à 
presença de substâncias, ou fatores físicos que permitam a transmissão de energia às 
moléculas, permitindo que a reação ocorra com relativa freqüência e rapidez. 
Os íons metálicos atuam como catalíticos dessa reação através de sua interação 
24 
com os radicais peróxidos, dando origem a novos radicais livres. 
A luz é um excelente catalisador dessa reação por fornecer energia necessária 
para sua ocorrência. Da mesma forma, os pigmentos fotossensíveis, como a clorofila 
(verde) e a riboflavina (amarela) são capazes de absorver a energia luminosa e 
transferir essa energia para as moléculas envolvidas na rancificação, é a chamada 
rancificação oxidativa fotoinduzida. 
Os agentes antioxidantes da rancidez oxidativa são: tocoferóis, embalagens que 
impedem a entrada de ar e luz, e ainda antioxidantes sintéticos, muito usados 
atualmente, como o palmitato de ascorbila, galato de propila, butil hidroxianisol, butil 
hidroquinona e butil hidroxitolueno. 
Os tocoferóis são potentes antioxidantes, atuam reduzindo a formação de radicais 
livres. 
As embalagens devem impedir a passagem de luz e conter pouco ar em seu 
interior, para que durante o armazenamento, não favoreça a reação oxidativa. 
O efeito dos antioxidantes sintéticos, assim como os tocoferóis, está baseado em 
sua ação de minimização da formação de radicais livres na molécula de ácido graxo. 
Figura 14. Rancidez Oxidativa
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25 
4.3.1 Fatores que afetam a velocidade de oxidação 
ƒ Ácidos graxos: quanto maior o número de ácidos graxos insaturados, maior será 
a velocidade de oxidação. As ligações em cis são mais facilmente oxidáveis que 
as configurações trans (mais lineares); 
ƒ Ácidos graxos livres e triglicerídeos: os ácidos graxos livres sofrem mais 
rapidamente o processo de oxidação que aqueles esterificados ao glicerol, 
porque estão mais acessíveis; 
ƒ Oxigênio: quanto maior a concentração de oxigênio disponível, maior a 
velocidade de oxidação; 
ƒ Área de superfície: quanto maior a área de superfície ao oxigênio, maior será a 
velocidade de oxidação. Por exemplo, a carne moída apresenta uma superfície 
exposta ao oxigênio muito maior que a carcaça do animal, ou a carne em 
pedaços; 
ƒ Atividade de água: em baixos teores de atividade de água, a taxa de oxidação é 
alta, devido ao maior contato entre substrato e reagente, ou seja, quanto menor 
a atividade de água, maior a velocidade de oxidação. 
5. VITAMINAS 
Vitaminas são substâncias orgânicas de composição química diversa, essenciais 
para o organismo, seja para evitar certas doenças, ou para favorecer o metabolismo 
energético; geralmente cumprem suas funções em doses muito pequenas. 
Durante a obtenção, processamento e estocagem dos alimentos, ocorrem 
destruição e perda de vitaminas. Como a ingestão vitamínica diária é essencial à vida, 
especialmente daquelas que não apresentam reservatório em nosso organismo, vários 
alimentos são enriquecidos para restaurar a quantidade perdida durante seu 
processamento e estocagem, ou para garantir a ingestão da dose mínima diária 
necessária. Às vezes, a adição de vitaminas e pró-vitaminas é feita com finalidade 
tecnológica, atuando, por exemplo, como conservante/antioxidante (vitamina E e C), e 
como corante (vitamina A e riboflavina). 
As vitaminas diferem muito na sua estabilidade em relação à influência de diversos 
agentes físicos e químicos, podendo ser oxidáveis, termolábeis e também destruídas 
pela luz ou por compostos químicos, tais como ácidos, bases e metais, além disso, 
podem ser extraídas pela água ou por lipídios. 
Na Tabela 2, é apresentada a estabilidade das vitaminas em função do pH, da 
presença de oxigênio, da exposição à luz, do tratamento térmico e suas perdas 
durante o cozimento. Porém, muitas propriedades reativas desses nutrientes ainda são 
desconhecidas.
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26 
Tabela 2. Estabilidade das vitaminas 
VITAMINA Efeito 
do pH 
O2 Luz Calor Perdas 
na 
cocção 
(%) 
Neutro Ácido Alcalino 
Vitamina A E I E I I I 40 
Vitamina D E - I I I I 40 
Vitamina E E E E I I I 55 
Vitamina K E I I E I E 5 
Vitamina C I E I I I I 100 
Tiamina I E I I E I 80 
Riboflavina E E I E I I 75 
Niacina E E E E E E 75 
Àc. Pantotênico E I I E E I 50 
Piridoxina E E E E I I 40 
Biotina E E E E E I 60 
Ác. Fólico I I E I I I 100 
Cobalamina E E E I I E 10 
E: estável (destruição não significativa) 
I: instável (destruição significativa) 
Fonte: Adaptada de Harris, R.S. & LOESECKE, H. (1971)
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27 
BIBLIOGRAFIA 
• COZZOLINO, Silvia M. Franciscato. Biodisponibilidade de Nutrientes. 2ª ed.: 
Manole, 2007. 
• RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI, E. A. G. Química de Alimentos. 2ª ed.: Edgard 
Blücher, 2007. 
• TIRAPEGUI, J. Nutrição: Fundamentos e Aspectos Atuais. 2ª ed.: Atheneu, 
2006. 
• PENTEADO, Marilene de Vuono Camargo. Vitaminas - Aspectos 
Nutricionais, Bioquímicos, Clínicos e Analíticos. 1ª ed.: Manole, 2002. 
• MORETO, Eliane; FETT, Roseane; GONZAGA, Luciano; KUSKOSKI, Eugênia 
Marta. Introdução à ciência de alimentos. 2ª ed.: UFSC, 2002. 
• GAVA, Altanir. Princípios e tecnologia de alimentos. 1ª ed.: Nobel, 2002. 
• BOBBIO, Florinda; BOBBIO, Paulo. Química do processamento dos 
alimentos. 3ª ed.: Varela, 2001. 
• MORETO, Eliane; FETT, Roseane. Tecnologia de óleos e gorduras vegetais 
na indústria de alimentos. 1ª ed.: Varela, 1998. 
• BOBBIO, Florinda; BOBBIO, Paulo. Introdução à Química de Alimentos. 2ª 
ed.: Varela, 1995. 
• EVANGELISTA, José. Tecnologia de alimentos. 2ª ed.: Saraiva, 1989. 
• MULLER, M. G.; TOBIN, G. Z. Nutrición y Ciência de los alimentos. 1ª ed.: 
Acribia Zaragoza, 1986. 
• LASZLO, H.; BASSO, L. M.; COELHO, C. M. L. Química de alimentos: 
alteração dos componentes orgânicos. 1ª ed.: Nobel, 1986.

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  • 1. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO GROSSO PROFESSORA MSc. CRISTIANE LOPES PINTO FERREIRA NUTRIÇÃO APLICADA À TECNOLOGIA DE ALIMENTOS CUIABÁ/MT
  • 2. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 2 ÍNDICE BIODISPONIBILIDADE DOS NUTRIENTES............................................................ 1. Introdução........................................................................................................ 2. Aplicação dos estudos de biodisponibilidade.................................................. 3. Fatores que interferem na biodisponibilidade dos nutrientes.......................... 3.1 Fatores intrínsecos ou fisiológicos............................................................ 3.2 Fatores extrínsecos ou dietéticos.............................................................. 4. Classificação das interações dos nutrientes..................................................... 4.1 Competitivas, diretas ou negativas............................................................ 4.2 Não competitivas, indiretas ou positivas................................................... 4.3 Interações multielementos......................................................................... 5. Classificação das interações segundo sua localização no organismo humano................................................................................................................ 5.1 Em nível pré-absortivo............................................................................... 5.1.1 No lúmen intestinal........................................................................... 5.1.2 Na mucosa intestinal........................................................................ 5.2 Em nível pós-absortivo.............................................................................. 6. Fatores que interferem na nutrição mineral..................................................... 7. Cuidados com a nutrição................................................................................. EFEITO DO PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO NA ESTABILIDADE DOS NUTRIENTES.................................................................................................... 1. Introdução........................................................................................................ 2. Proteínas......................................................................................................... 2.1 Propriedades funcionais das proteínas..................................................... 2.2 Desnaturação protéica.............................................................................. 2.3 Degradação protéica................................................................................. 2.4 Agentes físicos.......................................................................................... 2.5 Agentes químicos...................................................................................... 3. Carboidratos.................................................................................................... 3.1 Propriedades funcionais dos carboidratos................................................ 3.2 Reação de Maillard................................................................................... 3.3 Reação de Caramelização........................................................................ 4. Lipídios............................................................................................................ 4.1 Propriedades físicas dos lipídios............................................................... 4.2 Rancidez hidrolítica ou lipólise.................................................................. 4.3 Rancidez oxidativa.................................................................................... 4.3.1 Fatores que afetam a velocidade de oxidação............................... 5. Vitaminas......................................................................................................... BIBLIOGRAFIA......................................................................................................... 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 6 7 7 7 9 9 9 9 12 14 15 16 16 17 18 19 21 21 22 23 25 25 27
  • 3. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 3 BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES 1. INTRODUÇÃO O termo biodisponibilidade indica a proporção do nutriente que é realmente utilizada pelo organismo (SOUTHGATE et al., 1989). Entretanto, no congresso realizado na Holanda em 1997, foi proposta uma redefinição, ou seja: “Biodisponibilidade é a fração de qualquer nutriente ingerido que tem o potencial para suprir demandas fisiológicas em tecidos alvos”. Portanto, a biodisponibilidade não corresponde, na maioria das vezes, à quantidade ingerida. De maneira simples, podemos entender que biodisponibilidade significa a quantidade do nutriente presente no alimento que vai ser realmente aproveitada pelo organismo, desempenhando a função que lhe cabe. Outros termos encontrados na literatura que podem causar confusão são biopotência, bioconversão e bioeficácia. • Biopotência: está diretamente relacionada à magnitude da influência de uma vitamina nos processos biológicos ou, simplesmente, à atividade biológica da vitamina, testada por meio de bioensaios. • Bioconversão: é a quantidade de um nutriente já absorvido que é convertida em sua forma ativa no corpo; é o caso da transformação dos carotenóides pro vitamínicos A em retinol, e da transformação da vitamina D em hidroxicalciferol. • Bioeficácia: resultado tanto da biodisponibilidade quanto da bioconversão se refere à eficiência com que um nutriente ingerido no alimento é absorvido e convertido na sua forma ativa. 2. APLICAÇÃO DOS ESTUDOS DE BIODISPONIBILIDADE Uma preocupação dos pesquisadores tem sido quantificar os micronutrientes nas dietas de grupos de população, visando avaliar sua ingestão e correlacionar esses achados com o estado nutricional dos indivíduos. Portanto, por meio dos conhecimentos da biodisponibilidade de nutrientes, pode-se: • Determinar, de forma mais precisa, as necessidades nutricionais do organismo, e as recomendações de ingestão alimentar; • Elaborar tabelas de composição de alimentos mais precisas; • Adquirir conhecimentos científico-tecnológicos relacionados com enriquecimento ou fortalecimento de alimentos. 3. FATORES QUE INTERFEREM NA BIODISPONIBILIDADE DOS NUTRIENTES Muitos fatores influenciam a absorção de nutrientes de um alimento particular ou de uma refeição, dentre eles estão os relacionados à própria fisiologia do indivíduo, assim como fatores relacionados ao alimento. 3.1 Fatores intrínsecos ou fisiológicos: relacionados com a capacidade digestória, ou seja, integralidade da mucosa, eficiência metabólica, integridade renal. Variam com a idade e presença de desnutrição e/ou patologias. A má absorção pode acontecer na presença de desordens gastrintestinais ou outras doenças específicas;
  • 4. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 3.2 Fatores extrínsecos ou dietéticos: relacionados ao alimento ingerido, a composição química e o estado físico nos quais os nutrientes se encontram no alimento, afetam diretamente sua absorção. Essas propriedades podem ser influenciadas pelos efeitos do processamento do alimento com possíveis conseqüências na absorção de seus nutrientes. Alguns componentes da própria refeição podem retardar ou aumentar a absorção dos nutrientes; sendo assim, a composição da dieta é um fator importante. Do mesmo modo, outras substâncias ingeridas, como álcool e drogas, podem interferir nos mecanismos fisiológicos de absorção. Portanto, como a biodisponibilidade pode ser influenciada por um grande número de parâmetros, a quantidade de nutriente realmente disponível pode variar consideravelmente. 4. CLASSIFICAÇÃO DAS INTERAÇÕES DOS NUTRIENTES 4.1 Competitivas, diretas ou negativas: devido à similaridade da forma química, ocorre concorrência por um mesmo sítio funcional ou sítio de absorção, tanto o de enzimas como o de membranas celulares. Quando o excesso de um prejudica o outro. Exemplo: o excesso de Fe interfere na absorção de Zn e vice-versa; 4.2 Não competitivas, indiretas ou positivas: quando por exemplo, o nutriente depende do outro para se transformar na forma ativa, desta forma, a deficiência de um pode acarretar prejuízo na função do outro. Exemplo: o selênio é importante para o metabolismo do iodo, pois para transformar a forma inativa tiroxina (T4) em triiodotironina (T3) que é sua forma ativa há necessidade da ação da enzima selenodependente (deiodinase); 4.3 Interações multi-elementos: a interação entre dois nutrientes resulta em efeitos negativos sobre um terceiro. Exemplo: cálcio-fitato-zinco, a formação de um complexo entre cálcio e fitato inibe a absorção do zinco. 5. CLASSIFICAÇÃO DAS INTERAÇÕES SEGUNDO SUA LOCALIZAÇÃO NO 4 ORGANISMO HUMANO 5.1 EM NÍVEL PRÉ-ABSORTIVO (no tubo digestório) 5.1.1 No lúmen intestinal: a absorção no lúmen intestinal está diretamente relacionada com a estabilidade de complexos formados, onde a alta estabilidade melhora a absorção e a baixa reduz sua disponibilidade. Essa estabilidade interfere na biodisponibilidade dos nutrientes e depende das condições químicas do meio. Um exemplo de complexos formados no lúmen intestinal são os quelatos. Quelatos são compostos formados por íons metálicos. A palavra "quelatos" vem do grego "chele" que significa "garra“ ou “pinça”, um termo para descrever a maneira na qual íons metálicos são ligados a compostos orgânicos, como aas, vitaminas e polissacarídeos (Mellor, 1964). Quando um íon metálico se combina com um grupo doador de um par de elétrons, o composto resultante é chamado de complexo, e a substância doadora de elétrons é denominada de “agente quelante”. Um quelato natural em nosso organismo é a hemoglobina, onde o Ferro está ligado a uma proteína.
  • 5. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 5 Figura 1. Hemoglobina Fonte: www.camep.com.br Exemplos: Vitamina C + Ferro→ alta estabilidade, muito bem absorvidos. Vitamina C + Cobre→ baixa estabilidade, portanto pouco absorvidos. Ferro + Glicina→ o ferro é totalmente envolvido pelo aminoácido, formando um complexo solúvel, 5 vezes mais absorvido pelo intestino. ¾ ÁCIDO FÍTICO (FITATOS): presentes nas fibras dos cereais, leguminosas, raízes, tubérculos e castanhas, sobretudo crus. Alimentos integrais como farelo de trigo, são ricos em fitatos. Atua seqüestrando minerais como zinco, cobre, magnésio, cálcio e ferro, formando complexos insolúveis e não absorvíveis; ¾ ÁCIDO OXÁLICO (OXALATOS): presentes em alimentos como espinafre, beterraba, acelga e chocolate. Os oxalatos formam complexos insolúveis com o cálcio, ferro e zinco e são excretados nas fezes; ¾ TANINOS: são compostos fenólicos caracterizados por sua capacidade de combinar-se com as proteínas e outros polímeros como os polissacarídeos. Eles interagem com as proteínas da saliva, alterando sua composição e textura, criando uma superfície rugosa, plena de arestas (adstringência). É a impressão de secura e rugosidade provocada pelos taninos, em vez da umidade lisa a que estamos habituados quando passamos a língua pelo palato, experimentamos uma resistência ao escorregamento, como se a língua estivesse cortiçada. Estão presentes no chá (especialmente mate e preto), café, vinho tinto, romã, leguminosas, oleaginosas, etc. Os taninos combinam-se com o ferro e iodo, formando compostos insolúveis, não absorvíveis. Compostos fenólicos são substâncias que apresentam hidroxila ligada diretamente ao núcleo benzênico. Vários polifenóis distribuídos na natureza apresentam ação antioxidante e têm sido associados com a redução de doenças aterogênicas e carcinogênicas, como é o caso dos flavonóides (quercetina, campferol, miricetina, apigenina, luteolina, fitoalexina, etc.). Alguns flavonóides apresentam efeito antioxidante quatro vezes maiores que a vitamina E. As fontes de flavonóides são: maçãs, cebola, vinho tinto, chocolate, frutas vermelhas, frutas cítricas, azeite e chá verde.
  • 6. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 6 Figura 2. Exemplo de composto fenólico Fonte: www.camep.com.br ¾ INIBIDORES DE PROTEASES: São enzimas de ampla distribuição em alimentos vegetais, capazes de inibir a ação das enzimas digestivas proteases (tripsina, quimiotripsina, carboxipolipeptidase). Os inibidores se ligam às proteases formando um complexo que é eliminado pelo bolo fecal. Essas enzimas são chamadas SERPINAS. A cocção inativa esses inibidores; ¾ PROTEÍNAS: podem reagir com lipídios oxidados e reduzir a biodisponibilidade do aminoácido essencial metionina. De outra forma, alguns aminoácidos formam complexos solúveis com o cálcio e auxiliam em sua absorção; ¾ LIPÍDEOS: triglicerídeos e ácidos graxos quando em contato com o cálcio dietético, formam sabões insolúveis→ reação de saponificação, aumentando sua excreção fecal e reduzindo sua absorção. Exemplo, o leite contém triglicerídeos e cálcio, apesar disso, trata-se de um alimento com alta biodisponibilidade de cálcio, pois também contém lactose e fósforo, que aumentam a sua biodisponibilidade; ¾ CARBOIDRATOS: A lactose favorece absorção de cálcio e zinco. A frutose forma quelatos de grande estabilidade com o ferro, aumentando significativamente sua absorção; ¾ VITAMINA C: aumenta a absorção de ferro não heme (III ou férrico) que apresenta baixa biodisponibilidade – 5 a 10%, encontrado nos alimentos vegetais; ¾ VITAMINA A: reduz a absorção de vitamina E. Altas concentrações de vitamina A leva à destruição oxidativa da vitamina E; ¾ VITAMINA D: promove a absorção do cálcio e fósforo dietético no intestino delgado. 5.1.2 Na mucosa intestinal: ocorre durante a passagem do nutriente pelo enterócito ou sua liberação para a circulação sanguínea. Um exemplo é a interação negativa entre o cálcio e o ferro. A grande maioria dos estudos mostra que, o cálcio inibe a absorção do ferro durante a absorção intestinal. Porém, algumas pesquisas (a minoria delas) observaram este efeito negativo somente com o ferro não heme (férrico ou III), presente em alimentos vegetais. Desta forma, torna-se mais provável que essa
  • 7. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 interação seja negativa que positiva, o que reforça a tese que se devem ingerir os alimentos fontes de ferro separadamente daqueles fontes de cálcio. O heme é uma molécula não protéica (grupo prostético) de algumas proteínas. O radical heme consta de uma parte orgânica (protoporfirina IX) e um átomo de ferro (quelato), onde a protoporfirina IX é um anel e o ferro está no centro deste anel. O radical heme é responsável por enlaçar o oxigênio na hemoglobina. 5.2 EM NÍVEL PÓS-ABSORTIVO ¾ PIRIDOXINA (vit. B6): co-fator enzimático de reações do metabolismo dos ácidos graxos essenciais; ¾ TIAMINA (vit. B1), RIBOFLAVINA (vit. B2) E NIACINA (vit. B3): constituintes de coenzimas necessárias para o metabolismo energético; ¾ VITAMINA D: realiza a absorção de cálcio nos ossos; ¾ CÁLCIO: a vitamina B12 (cobalamina) é absorvida somente na presença do cálcio. 7 6. FATORES QUE INTERFEREM NA NUTRIÇÃO MINERAL ¾ DEFICIÊNCIA DO SOLO: há uma diminuição significativa de minerais em alimentos vegetais decorrente da exaustão do solo e/ou do uso incorreto de adubos; ¾ REFINO: no arroz branco ocorre perda de 75% do conteúdo de cromo e zinco e 26-45% do conteúdo de cobre, manganês e cobalto. Na farinha refinada, foi observado cerca de 90% de perda do ferro. ¾ DIMINUIÇÃO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO: o ácido clorídrico no estômago é decisivo na preparação do alimento para absorção de seus componentes nutricionais. A partir dos 35-40 anos diminui-se a produção no organismo; ¾ SEQÜESTRO DOS MINERAIS: fitatos, oxalatos e taninos; ¾ PERDAS EXCESSIVAS: as perdas excessivas ocorrem em várias circunstâncias, como aumento da eliminação de líquidos orgânicos através da transpiração, diarréia, urina, sangramento, vômitos; 7. CUIDADOS COM A NUTRIÇÃO ¾ Aplicar técnicas de preparo que minimizem os fatores antinutricionais dos alimentos, como deixar as leguminosas de remolho durante no mínimo 1 hora, e desprezar a água de cocção, para eliminar na água as substâncias fenólicas (taninos), e também coccionar alimentos vegetais para inativar os inibidores de proteases pelo aquecimento; ¾ Evitar o uso simultâneo de alimentos com o mesmo fator antinutricional, como leguminosas (feijão, lentilha, ervilha). ¾ Indivíduos que restringem alimentos devem ser acompanhados quanto ao seu estado nutricional, clínica e bioquimicamente. Um exemplo são os
  • 8. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 vegetarianos, que podem sofrer carência de nutrientes como o ferro, iodo, zinco, cálcio, vitaminas A, D, B1, B2, B12. ¾ Utilizar diariamente alimentos ricos em fibra, porém sem ultrapassar os limites recomendados. O excesso contém teor elevado de fitatos e oxalatos; ¾ Associar à ingestão de alimentos vegetais ricos em ferro, fontes alimentares de vitamina C; ¾ Aumentar o fracionamento das refeições (4 a 6 refeições/dia), pois garante o equilíbrio do organismo. Exemplo, o café da manhã deve ser rico em cálcio, assim como o almoço rico em proteínas, ferro e vitaminas; ¾ Servir, em refeições distintas, alimentos ricos em cálcio (leite e derivados) das fontes alimentares de ferro (carne e alguns vegetais); ¾ Evitar o consumo de café e chás mate e preto imediatamente após as grandes refeições. 8
  • 9. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 EFEITO DO PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO NA 9 ESTABILIDADE DOS NUTRIENTES 1. INTRODUÇÃO Alimento é toda substância ou mistura de substâncias, no estado sólido, líquido, pastoso ou qualquer outra forma adequada, destinada a fornecer ao organismo vivo, os elementos necessários à sua formação, manutenção e desenvolvimento. Os alimentos que fazem parte da dieta humana são de origem animal e vegetal. A base da nossa alimentação é constituída de cereais, tubérculos, carnes, leites e ovos, além de frutas e verduras, dependendo dos usos e costumes de cada região. Porém, os hábitos alimentares do homem sofreram modificações substanciais, com o desenvolvimento da ciência e tecnologia de alimentos. A Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos define o termo tecnologia de alimentos, como sendo “a aplicação de métodos e de técnicas para a produção, armazenamento, processamento, embalagem, transporte, distribuição, comercialização e utilização dos alimentos”, portanto, a tecnologia constitui o principal elo entre todas as etapas da produção e do consumo, devendo estar estreitamente ligada aos princípios da boa nutrição, a fim de garantir ao consumidor o direito à saúde e o bem estar. Hoje já é sabido que os nutrientes são instáveis a determinados tratamentos que fazem parte do processamento tanto a nível industrial, quanto domiciliar. O conhecimento adequado da labilidade de cada nutriente permite a busca de estratégias que minimizem esses efeitos deletérios em sua estabilidade. 2. PROTEÍNAS As proteínas podem perder parte de seu valor biológico durante o processamento e/ou armazenamento, seja pela deterioração ou transformação dos aminoácidos dos alimentos. Isto pode ocorrer em conseqüência das alterações físicas e químicas dos alimentos, em função do armazenamento e das condições a que são submetidos no processamento industrial e no preparo doméstico para o consumo da população. As alterações irão depender de uma série de fatores, como: composição do alimento, se o alimento se encontra in natura ou processado, tipo de processamento, condições e tempo de armazenamento. As principais alterações que ocorrem nas proteínas isoladamente ou associadas são: desnaturação e degradação, ambas podem ocorrer durante o processamento e/ou armazenamento. Porém, antes de se conhecer os mecanismos de desnaturação e degradação, é preciso entender quais são suas propriedades funcionais básicas. 2.1 Propriedades funcionais das proteínas Propriedades funcionais das proteínas são definidas como as propriedades físico-químicas que afetam seu comportamento durante o processamento, armazenamento e consumo, e contribuem para a qualidade sensorial do alimento. A somatória das propriedades funcionais de um alimento é referida como “funcionalidade”. A avaliação das proteínas quanto à suas propriedades funcionais é um tema bastante complexo, devido à grande diversidade de estruturas e conformações, e de possíveis interações com outros componentes dos alimentos como lipídios, glicídios, água e outras proteínas.
  • 10. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 As propriedades funcionais das proteínas podem ser classificadas em 3 grupos 10 principais: • Propriedade de Hidrofilia: dependem das interações entre a água e as proteínas. Compreendem propriedades como absorção (capacidade de manter a água no interior da molécula, provocando aumento da massa do alimento), formação de gel (reações intermoleculares das proteínas, que resulta em estrutura tridimensional, filamentosa responsável pela estrutura do alimento), solubilidade e viscosidade. Exemplos: as proteínas do soro (lactoalbuminas, lactoglobulinas) estão presentes no leite em solução verdadeira, já a caseína encontra-se no leite em dispersão coloidal, sob a forma de fosfocaseinato de cálcio (caseína estabilizada pelo fosfato de cálcio – cimento que une as moléculas de caseína). As proteínas gliadina (pouco elástica e extensível) e glutelina (elástica e pouco extensível), absorvem água, e pela ação mecânica se unem formando o glúten, rede tridimensional viscoelástica, coloidal, formada por longas cadeias de proteínas; • Propriedade relacionada com interações proteína-proteína: a este grupo pertencem propriedades como a formação de gel e a coagulação (na desnaturação protéica, aminoácidos apolares são expostos, provocando a coagulação – separação da fase aquosa); • Propriedade de superfície: emulsificação (na emulsificação de gorduras as partes hidrofóbicas das proteínas são adsorvidas na interface, entre glóbulos de gordura e a fase aquosa, evitando a formação de “ilhas” de gorduras), formação de espumas (expansão do volume pela aeração – albumina da clara de ovo e do leite), formação de películas (a albumina, que forma película na clara batida e ajuda na incorporação de ar; assim como forma película na fervura do leite). Figura 1. Formação de gel Fonte: Degenhardt, J., 2007
  • 11. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 11 Figura 2. Absorção de água pela proteína Fonte: Degenhardt, J., 2007 Figura 3. Emulsificação de gorduras com adsorção protéica Fonte: Degenhardt, J., 2007 Todas as propriedades funcionais estão relacionadas com a capacidade hidrofílica e/ou hidrofóbica das proteínas, e estas, por sua vez dependem dos teores de aminoácidos polares, apolares, da estrutura e da conformação das proteínas, entre outros fatores.
  • 12. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 12 2.2 Desnaturação Protéica A desnaturação é uma modificação na estrutura secundária, terciária (união de 2 ou mais secundárias) e/ou quaternária (união de 2 ou mais terciárias) das proteínas, sem o rompimento das ligações peptídicas envolvidas na estrutura primária (conformação mais simples), ou seja, a desnaturação altera sua conformação. A estrutura secundária, em espiral ou helicoidal, ficou conhecida como α-hélice, e ela é formada por interações do tipo ponte de hidrogênio, entre o H do grupo amino e o O do grupo carbonila. A estrutura helicoidal permite uma utilização mais eficiente das pontes de hidrogênio internas, todas as ligações peptídicas participam de tais pontes de hidrogênio. Porém, nem todos os polipeptídeos podem formar α-hélices estáveis, visto que as cadeias laterais dos aminoácidos (os grupos R) são muito reativas, prejudicando esta estabilidade. Figura 4. Estrutura primária das proteínas Fonte: www.fcfar.unesp.br Figura 5. Estrutura secundária das proteínas Fonte: www.fcfar.unesp.br
  • 13. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 13 Figura 6. Ponte de hidrogênio Fonte: www.fcfar.unesp.br Figura 7. Estrutura terciária das proteínas Fonte: www.fcfar.unesp.br Figura 8. Estrutura quaternária das proteínas Fonte: www.fcfar.unesp.br
  • 14. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 Análises feitas com raios-X demonstraram que as cadeias peptídicas passam para um estado menos organizado, com rompimento parcial ou total de suas ligações secundárias. Através do rompimento das ligações, a molécula se desenrola, se abre, e com isto grupos reativos são expostos, conseqüentemente as proteínas desnaturadas: ƒ Sofrem redução da solubilidade devido ao aumento da exposição de 14 substâncias hidrofóbicas; ƒ São mais susceptíveis ao ataque de enzimas proteolíticas, devido à alta exposição das ligações peptídicas; ƒ Sofrem modificações na capacidade de se ligar a água; ƒ Perdem sua atividade biológica (enzimática, imunológica); ƒ Aumentam a reatividade química. As alterações provocadas pela desnaturação protéica podem ser desejáveis ou não. Como exemplo de alteração desejada na solubilidade das proteínas, pode-se mencionar a fabricação de queijos. A adição de renina (enzima presente no estômago de mamíferos jovens que estão amamentando) no leite provoca redução da solubilidade da caseína pela desnaturação protéica, provocando sua coagulação, formando então o queijo frescal. O grande aumento da superfície na fabricação de ovos em pó pelo método spray provoca a desnaturação das proteínas, com diminuição da solubilidade e da capacidade de reter água. O aquecimento da clara de ovo provoca desnaturação com conseqüente perda das propriedades funcionais (aeração). A desnaturação provocada pela temperatura faz com que a carne tanto congelada quanto cozida contenha menos água, seja menos suculenta e mais rígida. A desnaturação pode ser reversível ou irreversível. A sensibilidade de uma proteína à desnaturação depende da intensidade e do tipo de agente desnaturante. Os agentes desnaturantes podem ser classificados em físicos (temperatura, radiações, agitação e grande aumento de superfície, como é o caso das espumas - clara de ovo aerada) e químicos (ácidos, bases, solventes, soluções salinas concentradas, uréia). A desnaturação por esses diferentes agentes pode conduzir a estados estruturais diferentes. Por exemplo, a desnaturação completa pelo calor é geralmente irreversível, porém, a desnaturação por uréia é, comumente reversível, neste caso, a remoção do agente permite regeneração da proteína à forma ativa. No que se refere à digestibilidade, o calor se moderado, aumenta a digestibilidade, pois melhora o ataque das enzimas digestivas, por esta razão, o leite cozido é mais facilmente digerido que o leite cru, o mesmo é válido para a carne, clara de ovo, etc. Aquecimento excessivo pode provocar degradação das proteínas, influenciando negativamente na digestibilidade. 2.3 Degradação Protéica Degradação protéica é a destruição da estrutura primária, que consiste no desdobramento gradativo da molécula de proteína em peptonas, polipeptídeos e aminoácidos. Pode ser provocada por enzimas autolíticas (enzimas proteolíticas do próprio alimento) ou microbianas. Peptonas e polipeptídeos é a designação da degradação parcial das proteínas, constando de peptídeos de vários tamanhos moleculares. A putrefação dos alimentos de origem animal consiste, sobretudo em uma degradação de sua matéria protéica. Esta alteração é decorrente da ação de microrganismos, que utilizam os aminoácidos livres e os oligopeptídeos como
  • 15. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 nutrientes para se multiplicarem rapidamente. O metabolismo desses nutrientes pelos microrganismos pode levar à formação de certos metabólitos, tais como H2S, NH3, indol e cadaverina, que caracterizam o processo de putrefação. A putrefação é caracterizada pelo aparecimento de odor repugnante e de textura e sabor alterados. Ex: Lisina (aminoácido) sob a ação da enzima lisina descarboxilase do Clostridium 15 cadaveris e E. coli→Cadaverina Como degradação desejada, pode-se citar a provocada por adição de microrganismos na maturação de queijos, os quais os aminoácidos liberados e seus produtos de degradação provocam juntamente com os produtos da lipólise, seu sabor típico. Outra degradação desejada é a transformação do colágeno (proteína de elevado peso molecular) em gelatina (polipeptídeo), por aquecimento em meio ácido ou alcalino. Aquecimento moderado ou excessivo de certos alimentos pode provocar a reação de Maillard ou o chamado escurecimento não enzimático, que é uma reação entre proteína e carboidrato sob a ação do calor. Nela os aminoácidos, através de seu grupo amino, forma com açúcares redutores compostos insolúveis que não podem ser desdobrados por enzimas digestivas. A reação de Maillard é responsável pela cor do leite evaporado (o aquecimento provoca perda de 20% da lisina pela reação com a lactose), bem como pela redução da biodisponibilidade destes nutrientes nos alimentos. 2.4 Agentes Físicos O calor é o agente físico mais comumente responsável pela alteração conformacional das proteínas. O processamento térmico dos alimentos é necessário para impedir a ação de microrganismos e melhorar as condições de palatabilidade e digestibilidade. Em geral, os tratamentos térmicos, como a pasteurização e a esterilização ou a cocção de um alimento de origem animal, provocam a reação de Maillard, a conversão do colágeno em gelatina e a desnaturação das proteínas. A influência negativa do calor aumenta de maneira proporcional ao tempo de exposição. Portanto, podemos assinalar que são menos prejudiciais os processos que usam altas temperaturas por tempos curtos, do que aqueles que usam baixas temperaturas, por tempos longos. Temperaturas entre 50 e 100ºC provocam vibrações que rompem as ligações entre os componentes químicos, lançando grupamentos uns contra os outros de forma aleatória. Tal desnaturação é irreversível devido às novas ligações aleatórias que se formam na configuração espacial da molécula. O uso de temperaturas entre -10ºC e -40ºC também pode provocar desnaturação irreversível das proteínas. Quanto mais rápido for o congelamento menos desnaturante será o processo. Alguns tratamentos mecânicos muito severos (batimentos) podem desnaturar as proteínas, em função da intensidade da força de cisalhamento aplicada. A aplicação de altas pressões (≥50 kPa) também pode ter efeito desnaturante. Radiações podem provocar mudanças na conformação das proteínas através de rupturas de ligações, causando a formação de radicais protéicos livres em função do nível de energia radiante (ionizantes), que causa troca entre os elétrons (oxidação ou redução) ou do comprimento de onda (eletromagnética). A ação da luz pode provocar reações de oxidação com conseqüente decomposição de alguns radicais na cadeia protéica, porém, com menor intensidade.
  • 16. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 16 2.5 Agentes Químicos A desnaturação ocasionada por meios químicos envolve rompimento ou formação de novas ligações entre os compostos químicos, e é geralmente irreversível. O pH do meio exerce forte influência no processo de desnaturação. A maioria das proteínas quando expostas em valores extremos (>10,0 ou <3,0) normalmente desnaturam. Em alguns casos quando a mudança não é muito brusca o retorno ao pH original da proteína a renatura. A maioria dos solventes orgânicos pode atuar como agentes desnaturantes, pois são capazes de penetrar nas regiões hidrofóbicas, rompendo as interações hidrofóbicas e promovendo a desnaturação das proteínas. Alguns compostos orgânicos como a uréia, contribuem para romper as pontes de hidrogênio e provocar a desnaturação protéica. O oxigênio é potente oxidante, catalisa reações de oxidação diretamente nos grupos oxidáveis das cadeias laterais de proteínas e, também, de oxidações de lipídios insaturados que, por sua vez, formam derivados complexos com as proteínas – reação chamada de complexação. 3. CARBOIDRATOS Praticamente todo alimento contém carboidratos naturais ou adicionados, devido a principalmente seu efeito sobre o sabor do alimento. Além disso, os carboidratos são importantes por constituírem a base de nossa dieta. Nos alimentos, temos duas transformações químicas envolvendo carboidratos que merecem destaque pela sua freqüência e pelos seus efeitos: a reação de Maillard e a caramelização. Em ambos os casos, ocorrem degradações nos carboidratos com conseqüentes reações de escurecimento. As reações que provocam o escurecimento nos alimentos podem ser enzimáticas ou não. O escurecimento enzimático é uma reação entre o oxigênio (oxidativa) e um substrato fenólico, catalisado pela enzima polifenoloxidase ou polifenolase, e não envolve carboidratos. Figura 9. Escurecimento enzimático ou oxidativo
  • 17. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 O escurecimento não enzimático ou não oxidativo é muito importante em alimentos, envolve o fenômeno de caramelização e/ou a interação de proteínas com carboidratos (reação de Maillard). Antes de conhecer essas reações, é necessário entender as propriedades 17 funcionais dos carboidratos. 3.1 Propriedades funcionais dos carboidratos Os carboidratos conferem aos alimentos, nos quais estão naturalmente presentes ou adicionados, diferentes características, em função de sua estrutura, concentração e das condições do alimento, tais como: teor de água, pH, etc. • Hidrofilia: a capacidade dos carboidratos de se ligarem à água é uma de suas principais propriedades, pois possuem várias hidroxilas capazes de fazer pontes de hidrogênio com a água; • Higroscopicidade: é a capacidade de ligar-se à água do ar atmosférico, através de suas hidroxilas. A alta higroscopicidade dos açúcares é responsável pela característica de pegajosidade em alimentos ricos nesse nutriente, quando expostos à umidade do ar; • Umectância: como os carboidratos se ligam à água do alimento, eles são capazes de controlar a atividade de água do mesmo. Essa habilidade é uma de suas mais importantes propriedades funcionais. A capacidade de se ligar à água do alimento é denominada de umectância; • Texturização: os açúcares são texturizantes, essa propriedade decorre da elevada solubilidade dos açúcares em água. Os efeitos estruturais dos açúcares nos alimentos dependem de seu estado físico e de suas interações com a água. Os açúcares podem formar soluções supersaturadas, conferindo consistência de sólido e transparência (estado vítreo), ou podem se cristalizar; • Doçura: a doçura é uma das propriedades mais reconhecidas dos mono e dissacarídios, para estes, o padrão de doçura usado é a sacarose, a qual se atribui arbitrariamente um valor de doçura relativa. O poder de docibilidade de um alimento varia com o açúcar, bem como com sua concentração. Tabela 1. Doçura relativa à sacarose (com valor arbitrário igual a 1) dos principais adoçantes dietéticos naturais e artificiais
  • 18. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 18 Fonte: Chemello, E. A , 2005 3.2 Reação de Maillard Reação em que o grupo carbonila de açúcares redutores, sob temperatura moderada a intensa, reage com grupos aminos livres de compostos nitrogenados, tais como aminoácidos e proteínas, para formar pigmentos de cor marrom, os quais são produtos de reações extremamente complexas, inclusive de polimerização. Trata-se de uma reação muito estudada, mas cujo mecanismo ainda não foi totalmente elucidado. O escurecimento é devido à produção de melanoidinas, polímeros de cor marrom, e cuja cor é mais intensa quanto maior for seu peso molecular. A cor pode variar de marrom-claro até preto. As melanoidinas são compostos insolúveis e indigeríveis pelas enzimas digestivas, contém teores variáveis de nitrogênio com um máximo ao redor de 5%, valor esse inferior ao total do nitrogênio perdido durante a reação. Desta forma, a reação de Maillard resulta em perda de nutrientes, como os aminoácidos do alimento, tão importante para a construção e reparação tecidual. Do ponto de vista sensorial, essa reação é extremamente desejável em alguns alimentos como café, cacau, carne cozida, pães, bolos, pois confere características diferenciadas a esses alimentos, mas é extremamente indesejável em outros como leites em pó, ovos desidratados, etc. Alguns fatores podem afetar a reação de Maillard, tais como: o Temperatura: a reação inicialmente ocorre preferencialmente em temperaturas maiores que 70ºC, porém continua em temperaturas da ordem de 20ºC em processamento ou armazenamento. A elevação de temperatura resulta em um rápido aumento da velocidade de escurecimento; o pH: a velocidade da reação é máxima em pH próximo a neutralidade. Em meio ácido ou básico, há retardo da reação pela rápida degradação de carboidratos; o Tipo de açúcar: a presença do açúcar redutor é essencial para a interação da carbonila com os grupos aminos livres. A natureza do açúcar determina a reatividade, pentoses são mais reativas que hexoses e essas mais que dissacarídeos; o Atividade de água: em atividade de água elevada (>0,9) a velocidade da reação diminui, devido à diluição dos reagentes. Em atividade de água baixa (<0,2), a velocidade tende a zero devido à ausência de solvente, necessário para permitir que as moléculas se movimentem e se encontrem. Desta forma, observa-se maior escurecimento em valores de atividade de água intermediários (0,5 a 0,8); o Catalisadores: a velocidade da reação é acelerada por ânions como citrato, fosfato e por íons metálicos como o cobre; o Inibidores: alguns tratamentos utilizados para inibir a reação consistem em: - redução ou aumento da atividade de água; - uso de açúcares não redutores, como a sacarose; -remoção de açúcares redutores enzimaticamente, como, por exemplo, o tratamento com a enzima glicose oxidase sobre a glicose, produzindo ácido glucônico.
  • 19. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 19 Figura 10. Principais estágios da Reação de Maillard Fonte: Cheftel, 1992 3.3 Reação de Caramelização Quando carboidratos, particularmente açúcares (redutores ou não) são aquecidos acima de seu ponto de fusão, e na ausência de proteínas, ocorre uma série de reações químicas complexas, que provocam o escurecimento, como de desidratação e polimerização, resultando na formação de polímeros complexos de massas moleculares diferentes, os caramelos. O mecanismo dessa reação ainda é desconhecido. Inicia-se pela desidratação do açúcar pelo calor, provocando a quebra de ligações glicosídicas, abertura de sua estrutura e formação de novas ligações glicosídicas (pirólise). Levemente colorido e de gosto agradável, o caramelo começa a ser produzido durante os estágios iniciais, mas à medida que a reação continua, ocorre a formação de estruturas de massa molecular mais elevada, o que influi no sabor, o qual se torna gradativamente mais amargo com a elevação da temperatura, ou seja, o açúcar irá queimar de acordo com uma relação diretamente proporcional ao tempo de aquecimento.
  • 20. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 20 Figura 11. Reação de Caramelização Fonte: Cheftel, 1992 Os açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao aquecimento moderado, mas em temperaturas altas (>120ºC) são pirolisados em polímeros escuros (quebra de ligações glicosídicas com formação de novas ligações), denominados caramelos. O ponto de fusão (amolecimento) do açúcar (sacarose com alto grau de pureza) é de aproximadamente 189 ºC. O açúcar passa de tons bem claros de amarelo, transformando-se para um durado característico até chegar a uma cor negra intensa, quando a temperatura atingir cerca de 210 ºC. A composição química do pigmento é complexa e pouco conhecida, embora caramelos obtidos de diferentes açúcares sejam similares em composição. Pode-se encontrar na mistura caramelizada, além do açúcar que não reagiu, ácido pirúvico e aldeídos. O caramelo é um corante marrom e, com limitações, é também um agente flavorizante. A reação de caramelização é facilitada em meio ácido, porém, sua velocidade é maior em meio alcalino. O carboidrato mais comumente usado na produção de aromas e corantes de caramelo é a sacarose, via reação de caramelização. Ela é aquecida em solução com ácido para produção de vários alimentos e bebidas, como por exemplo, refrigerante tipo “cola”, conhaque e cerveja. Figura 12. Diferentes tonalidades do caramelo em função da temperatura
  • 21. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 21 Fonte: Chemello, E. A , 2005 4. LIPÍDIOS Tanto durante o seu armazenamento, como no seu processamento, os lipídios podem sofrer transformações químicas das quais as mais importantes são: a rancidez hidrolítica e a rancidez oxidativa. Todas essas transformações afetam profundamente a qualidade sensorial dos lipídios e são prejudiciais pelos seus efeitos sobre a sua aceitação. Além desses problemas organolépticos, devem ser consideradas as possibilidades de efeitos tóxicos causados pela ingestão contínua e prolongada de produtos rancificados. 4.1 Propriedades físicas dos lipídios As propriedades físicas dos lipídios consistem em critérios úteis para avaliar o estágio de processamento, bem como sua utilidade. Essas propriedades estão diretamente relacionadas com a composição química dos triglicerídeos, são elas: • Ponto de fusão e consistência: Os óleos são líquidos a temperatura ambiente e apresentam baixo ponto de fusão, em torno de -50 a 15°C, enquanto que o ponto de fusão das gorduras oscila entre 30 e 42°C. Os sebos apresentam ponto de fusão acima de 42°C. Desta forma, o ponto de fusão do lipídio depende fundamentalmente de: - Tamanho da cadeia carbônica: quanto menor a cadeia, mais líquido o lipídio. Os saturados de cadeia curta (até 8 átomos de carbono) apresentam consistência líquida, enquanto que aqueles com mais de 8 carbonos apresentam consistência sólida; - Grau de insaturação: quanto maior o grau de insaturação, menor o ponto de fusão; - Isomeria: a presença de duplas ligações na cadeia carbônica possibilita a existência de isômeros cis e trans. Quanto maior o número de isômeros trans, maior o ponto de fusão. • Calor específico: O conhecimento dos calores específicos das gorduras é bastante útil para obter-se o adequado comportamento das mesmas durante os diferentes processos tecnológicos. Os valores do calor específico das gorduras líquidas a temperatura ambiente são o dobro das gorduras sólidas. Isto está diretamente relacionado com a maior mobilidade das moléculas nos distintos estados das gorduras. • Viscosidade: A viscosidade aumenta com o comprimento da cadeia carbônica e diminui com o aumento da insaturação, portanto, aumenta com a hidrogenação. • Peso: É a relação que existe entre o peso da gordura e o peso de igual volume de água destilada, a uma mesma temperatura. As gorduras possuem peso menor, razão porque são ditas mais leves que a água. È interessante saber que o peso dos ácidos graxos decresce com o aumento do número de átomos de carbono e cresce com a insaturação. • Índice de refração: É a relação que existe entre a velocidade da luz no ar e no meio da substância em exame. O índice de refração varia na razão inversa da temperatura e cresce com a insaturação dos ácidos graxos. • Polimorfismo: Os lipídios que possuem grande quantidade de insaturações apresentam pontos de fusão mais baixos. Portanto, a maioria dos óleos vegetais é líquida a temperatura ambiente. Os triglicerídeos são polimórficos, isto é, eles podem existir em vários arranjos cristalinos diferentes. Se um óleo é resfriado lentamente, o triglicerídeo que tiver o ponto de fusão mais alto cristaliza-se primeiro, enquanto aqueles que tiverem o ponto de fusão mais
  • 22. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 baixo cristalizam-se depois, e conseqüentemente, uma mistura de cristais é formada. • Ponto de fumaça: é a temperatura na qual, são constatadas as primeiras fumaças da gordura sob aquecimento. A temperatura ideal de aquecimento dos óleos para fritura não deve ultrapassar 180ºC, tendo em vista que, acima disso, já se observam alterações no lipídio, que resultam em odor, sabor e aspecto indesejáveis. Os óleos mais adequados para fritura são de soja (240ºC), canola (233ºC) e milho (215ºC), e os menos indicados são o de girassol (183ºC) e azeite de oliva (175ºC). As gorduras saturadas apresentam de modo geral, ponto de fumaça semelhante ao do óleo de soja. 22 4.2 Rancidez Hidrolítica ou Lipólise Durante o processamento e estocagem de produtos gordurosos, mesmo à temperatura ambiente, os triglicerídeos podem sofrer hidrólise, isto é, a liberação de ácidos graxos livres, que causam sabor e odor indesejáveis, seja por enzimas lipolíticas naturais ou produzidas por bactérias e fungos contaminantes. Esta alteração é importante em lipídios que contêm ácidos graxos de baixo peso molecular, sobretudo, em ácidos graxos de número de átomos de carbono inferior a 14, os quais têm volatilidade suficiente para serem perceptíveis pelo seu cheiro mesmo em pequenas quantidades quando livres. Desta forma, destacam-se os ácidos graxos butírico (4), valérico (5), capróico (6) e láurico (12), restringindo-se consideravelmente o número de lipídios afetados pela rancidez hidrolítica, esta reação é catalisada pela luz e calor. As gorduras do coco, leite e derivados são comumente atingidas por esse tipo de rancificação, devido à presença de lipases nesses alimentos, resultando na liberação de ácido butírico, capróico e láurico. A decomposição enzimática é ocasionada por lipases e outras enzimas, as chamadas hidrolases. Este tipo de hidrólise pode ocorrer, também, à temperatura ambiente com velocidades diferentes para os diversos substratos, devendo-se ressaltar, que ela diminui com o grau de saturação dos ácidos graxos. De modo geral, todos os tecidos animais e vegetais contém lipases, no reino vegetal destacam-se as sementes oleaginosas. As lipases se encontram também na grande maioria dos microrganismos, desta forma, eles podem causar hidrólise em alimentos gordurosos. A decomposição por hidrólise torna a matéria gordura ácida, devido à alta concentração de ácidos graxos livres, favorecendo o aparecimento de odor e sabor desagradáveis, como é o caso do ácido butírico presente na manteiga, além disso, reduz o ponto de fumaça do lipídio. Entretanto, para alguns alimentos a lipólise pode ser desejável, um exemplo é a maturação de queijos, onde os ácidos graxos liberados (dependendo dos microrganismos) conjuntamente com os produtos da proteólise, dão o sabor típico ao queijo.
  • 23. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 23 Figura 13. Rancidez Hidrolítica 4.3 Rancidez Oxidativa A rancidez oxidativa é a principal responsável pela deterioração de alimentos ricos em lipídios insaturados, que resultam em alterações organolépticas indesejáveis de cor, sabor, aroma e textura do alimento. A oxidação lipídica envolve uma série complexa de reações químicas, que ocorre entre o oxigênio atmosférico e os ácidos graxos insaturados dos lipídios, resultando na formação de peróxidos e em seguida de aldeídos, cetonas, alcoóis, etc. Esta reação ocorre em três estágios: iniciação, propagação e terminação. ƒ Iniciação: ocorre quando um átomo de hidrogênio é retirado do grupo metilênico (CH2) de um ácido graxo insaturado, levando à formação de um radical livre. O oxigênio adiciona-se ao radical livre e forma um radical peróxido. Nesta fase há pouco consumo de oxigênio, baixa concentração de peróxidos e ainda não se notam alterações organolépticas; ƒ Propagação: radicais peróxidos são extremamente reativos (calor, enzimas, metais), e podem retirar átomos de hidrogênio de outros lipídios insaturados, formando hidroperóxidos, e, desta maneira, propagar a reação de oxidação. Os hidroperóxidos não têm importância direta na deterioração do odor e sabor das gorduras, contudo, eles são muito instáveis e se decompõe com o rompimento da cadeia hidrocarbonada, gerando uma variedade de aldeídos, cetonas e alcoóis de baixo peso molecular, responsáveis pelo sabor e odor desagradáveis. Desta forma, essa etapa caracteriza-se pela reação em cadeia de radicais livres, pelo alto teor de peróxidos, pelo alto consumo de oxigênio e pelo início de alterações sensoriais; ƒ Terminação: ocorre quando dois radicais livres se interagem, formando diversas substâncias, terminando assim o papel de propagadores da reação. Nesta fase há pouco consumo de oxigênio, redução da concentração de peróxidos e o alimento apresenta alterações de aroma, sabor, cor e consistência. Os agentes catalisadores da rancidez oxidativa são: íons metálicos (Cu, Fe, Ni), calor, luz e pigmentos fotossensíveis. Deve-se ressaltar que este tipo de alteração
  • 24. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 requer alta quantidade de energia, e sua ocorrência seria pouco provável não fosse à presença de substâncias, ou fatores físicos que permitam a transmissão de energia às moléculas, permitindo que a reação ocorra com relativa freqüência e rapidez. Os íons metálicos atuam como catalíticos dessa reação através de sua interação 24 com os radicais peróxidos, dando origem a novos radicais livres. A luz é um excelente catalisador dessa reação por fornecer energia necessária para sua ocorrência. Da mesma forma, os pigmentos fotossensíveis, como a clorofila (verde) e a riboflavina (amarela) são capazes de absorver a energia luminosa e transferir essa energia para as moléculas envolvidas na rancificação, é a chamada rancificação oxidativa fotoinduzida. Os agentes antioxidantes da rancidez oxidativa são: tocoferóis, embalagens que impedem a entrada de ar e luz, e ainda antioxidantes sintéticos, muito usados atualmente, como o palmitato de ascorbila, galato de propila, butil hidroxianisol, butil hidroquinona e butil hidroxitolueno. Os tocoferóis são potentes antioxidantes, atuam reduzindo a formação de radicais livres. As embalagens devem impedir a passagem de luz e conter pouco ar em seu interior, para que durante o armazenamento, não favoreça a reação oxidativa. O efeito dos antioxidantes sintéticos, assim como os tocoferóis, está baseado em sua ação de minimização da formação de radicais livres na molécula de ácido graxo. Figura 14. Rancidez Oxidativa
  • 25. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 25 4.3.1 Fatores que afetam a velocidade de oxidação ƒ Ácidos graxos: quanto maior o número de ácidos graxos insaturados, maior será a velocidade de oxidação. As ligações em cis são mais facilmente oxidáveis que as configurações trans (mais lineares); ƒ Ácidos graxos livres e triglicerídeos: os ácidos graxos livres sofrem mais rapidamente o processo de oxidação que aqueles esterificados ao glicerol, porque estão mais acessíveis; ƒ Oxigênio: quanto maior a concentração de oxigênio disponível, maior a velocidade de oxidação; ƒ Área de superfície: quanto maior a área de superfície ao oxigênio, maior será a velocidade de oxidação. Por exemplo, a carne moída apresenta uma superfície exposta ao oxigênio muito maior que a carcaça do animal, ou a carne em pedaços; ƒ Atividade de água: em baixos teores de atividade de água, a taxa de oxidação é alta, devido ao maior contato entre substrato e reagente, ou seja, quanto menor a atividade de água, maior a velocidade de oxidação. 5. VITAMINAS Vitaminas são substâncias orgânicas de composição química diversa, essenciais para o organismo, seja para evitar certas doenças, ou para favorecer o metabolismo energético; geralmente cumprem suas funções em doses muito pequenas. Durante a obtenção, processamento e estocagem dos alimentos, ocorrem destruição e perda de vitaminas. Como a ingestão vitamínica diária é essencial à vida, especialmente daquelas que não apresentam reservatório em nosso organismo, vários alimentos são enriquecidos para restaurar a quantidade perdida durante seu processamento e estocagem, ou para garantir a ingestão da dose mínima diária necessária. Às vezes, a adição de vitaminas e pró-vitaminas é feita com finalidade tecnológica, atuando, por exemplo, como conservante/antioxidante (vitamina E e C), e como corante (vitamina A e riboflavina). As vitaminas diferem muito na sua estabilidade em relação à influência de diversos agentes físicos e químicos, podendo ser oxidáveis, termolábeis e também destruídas pela luz ou por compostos químicos, tais como ácidos, bases e metais, além disso, podem ser extraídas pela água ou por lipídios. Na Tabela 2, é apresentada a estabilidade das vitaminas em função do pH, da presença de oxigênio, da exposição à luz, do tratamento térmico e suas perdas durante o cozimento. Porém, muitas propriedades reativas desses nutrientes ainda são desconhecidas.
  • 26. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 26 Tabela 2. Estabilidade das vitaminas VITAMINA Efeito do pH O2 Luz Calor Perdas na cocção (%) Neutro Ácido Alcalino Vitamina A E I E I I I 40 Vitamina D E - I I I I 40 Vitamina E E E E I I I 55 Vitamina K E I I E I E 5 Vitamina C I E I I I I 100 Tiamina I E I I E I 80 Riboflavina E E I E I I 75 Niacina E E E E E E 75 Àc. Pantotênico E I I E E I 50 Piridoxina E E E E I I 40 Biotina E E E E E I 60 Ác. Fólico I I E I I I 100 Cobalamina E E E I I E 10 E: estável (destruição não significativa) I: instável (destruição significativa) Fonte: Adaptada de Harris, R.S. & LOESECKE, H. (1971)
  • 27. IFMT Profª. MSc. Cristiane Lopes Pinto Ferreira 2010 27 BIBLIOGRAFIA • COZZOLINO, Silvia M. Franciscato. Biodisponibilidade de Nutrientes. 2ª ed.: Manole, 2007. • RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI, E. A. G. Química de Alimentos. 2ª ed.: Edgard Blücher, 2007. • TIRAPEGUI, J. Nutrição: Fundamentos e Aspectos Atuais. 2ª ed.: Atheneu, 2006. • PENTEADO, Marilene de Vuono Camargo. Vitaminas - Aspectos Nutricionais, Bioquímicos, Clínicos e Analíticos. 1ª ed.: Manole, 2002. • MORETO, Eliane; FETT, Roseane; GONZAGA, Luciano; KUSKOSKI, Eugênia Marta. Introdução à ciência de alimentos. 2ª ed.: UFSC, 2002. • GAVA, Altanir. Princípios e tecnologia de alimentos. 1ª ed.: Nobel, 2002. • BOBBIO, Florinda; BOBBIO, Paulo. Química do processamento dos alimentos. 3ª ed.: Varela, 2001. • MORETO, Eliane; FETT, Roseane. Tecnologia de óleos e gorduras vegetais na indústria de alimentos. 1ª ed.: Varela, 1998. • BOBBIO, Florinda; BOBBIO, Paulo. Introdução à Química de Alimentos. 2ª ed.: Varela, 1995. • EVANGELISTA, José. Tecnologia de alimentos. 2ª ed.: Saraiva, 1989. • MULLER, M. G.; TOBIN, G. Z. Nutrición y Ciência de los alimentos. 1ª ed.: Acribia Zaragoza, 1986. • LASZLO, H.; BASSO, L. M.; COELHO, C. M. L. Química de alimentos: alteração dos componentes orgânicos. 1ª ed.: Nobel, 1986.