Profa. Dra. Gabriela Macedo gmacedo@fea.unicamp.br TA 514 - 2007 Vitaminas Profa. Dra. Gabriela Macedo gmacedo@fea.unicamp.br

Vitaminas Para profissional na área de alimentos: Estrutura química das vitaminas e entender fatores que influenciam a retenção/degradação e biodisponibilidade nos alimentos. Saber o papel de algumas vitaminas no metabolismo

1.Funções São micronutrientes essenciais que têm as seguintes funções: Coenzimas e seus precursores: biotina, riboflavina e niacina Componentes do sistema de defesa antioxidantes: vitamina C e E Fatores reguladores genéticos: A e D Funções especializadas: visão: vitamina A. absorção Cálcio vitamina D

Estabilidade A estabilidade varia com a forma química em que a vitamina se apresenta e com o meio em que está em contato. Ácido Tratamento térmico neutro alcalino Processamento geral oxigênio Luz

Adição de vitaminas a alimentos A adição de vitaminas pode ter vários motivos: Restaurar: adição até concentração original do alimento antes do processamento. Fortificar: tornar o alimento fonte nutricional de algum nutriente não necessariamente presente naturalmente Enriquecer: adicionar com padrões definidos pela legislação

Adição de vitaminas a alimentos Condições: estável sob condições de estoque, uso, distribuição disponível fisiologicamente através do consumo nível que não seja excessivo ao consumo segurança com base legal

Biodisponibilidade Representa o grau ou quantidade da vitamina ingerida que é absorvida pelo intestino e cumprirá função metabólica. Afetada por: Composição da dieta ( influência do trânsito intestinal, pH, emulsão, viscosidade) forma química da vitamina (próvitamina) interações entre a vitamina e os compostos da dieta( fibras, lipídeos, amido, etc) processamento e estocagem

Causas de variação e perda de vitaminas em alimentos Variação inerente da concentração de vitamina no alimento: em frutas e vegetais a variação é grande com o clima, variedade, região, maturação. Em animais, varia com a dieta e controle biológico Mudanças após colheita: ação de enzimas degradativas em função do metabolismo pós colheita. Boas práticas de estocagem

Distribuição das Vitaminas em brócoles

Causas de variação e perda de vitaminas em alimentos Pré processamento : lavar, descascar, moer. Cascas são ricas em algumas vitaminas. Na lavagem se perdem as hidrossolúveis. Na moagem, parte do endosperma é perdido Branqueamento e Tratamento térmico:oxidação e extração aquosa são os principais fatores de perda. O calor é fator secundário, pois pode acelerar algumas reações que ocorreriam naturalmente, mas depende do meio.

Estabilidade do Ác. Ascórbico

Relação entre grau de extração e vitaminas retidas na farinha de trigo

Estabilidade das vitaminas de cereais matinais

Estabilidade da Vit C em alimentos fortificados

Estrutura química da vitaminas Hidrossolúveis: não são acumuladas no organismo, o excesso é eliminado: ácido ascórbico (C) , Tiamina (B1), Riboflavina (B2), Niacina, Piridoxina (B6), Ácido fólico, Biotina, Cobalamina (B12). Àc. Pantotênico (B5) Lipossolúveis: podem ser acumuladas no organismo: A, D, E, K

Vitaminas lipossolúveis Agrupadas não só pela solubilidade, mas por apresentarem funções especializadas: modo de ação

Vitamina A Vitamina A: carotenóides, retinol e seus ésteres. Rica em carbonos insaturados Degradação está associada a oxidação de lipídeos insaturados Biodisponibilidade: absorvida naturalmente com as gorduras. Ação relacionada à visão

Vitamina A Função metabólica: é um constituinte da rodopsina = receptor de pigmentos da luz. Processo de visão Deficiência: xeroftalmia, cegueira noturna Fontes: vegetais altamente pigmentados (ricos em caroteno)

Degradação do Beta caroteno

Vitamina D Tem papel fundamental na absorção de Cálcio pelo organismo, é constituinte do hormônio 1,25-dihidroxicolicalciferol- regula mineralização dos ossos Ministrada como próvitamina e na presença de luz sofre reação em cadeia tornando-se bioativa. Aumenta a absorção intestinal de Calcio e Fosforo. Regula a concentração de Ca no plasma: síntese de colesterol, contração muscular, etc

Estabilidade A vitamina D é sensível ao oxigênio e à luz. Estável nos alimentos, processamento térmico não afeta sua atividade Fontes: óleos peixe, leite, ovo, fígado

Vitamina E Alfa tocoferol e tocotrienol,na fase lipídica, não polares. Degradação por oxidação Ação antioxidante muito forte em óleos e no corpo. Na cura da Carne com nitritos impede a formação da nitrosaminas: procarcinógenos

Vitamina K Naftoquinona com ou sem o radical terpeno na posição 3. Muito estável a calor e oxidação. Ação metabólica : fatores coagulantes do sangue (protrombina e proconvertina) Fonte: sintetizada por bactérias intestinais

Mecanismo de coagulação sangue

Vitaminas Aquassolúveis Coenzimas: Vitamina C – não tem função coenzimática Tiamina B1 Riboflavina B2 Niacina Piridoxina (B6) Biotina H Ácido pantotênico B5 Cianocobalamina (B12) Ácido fólico Complexo B Função coenzimática

Vitaminas hidrossolúveis Muitas vitaminas hidrossolúveis fazem parte da estrutura das coezimas e por isso são essenciais para o metabolismo Possuem estrutura muito diversas entre si e como propriedade comum: polaridade Não são acumuladas e devem ser continuamente fornecidas pela dieta, com exceção da B12 que fica no fígado por anos.

Vitaminas hidrossolúveis e o Metabolismo de carboidratos Coenzima Niacina NAD+ Riboflavina FAD+ Àc pantotênico Coenzima A Tiamina Tiamina pirofosfato

Metabolismo de lipídeos Vitamina Coenzima Nicotinamida NAD+ Riboflavina FAD+ Àc pantotênico Coenzima A

Metabolismo de proteínas Vitamina Coenzima Àcido fólico Ac tetrahidrofólico Piridoxina Piridoxal-fosfato

Vitamina C Vitamina C ou ácido ascórbico é um importante antioxidante em alimentos. Inibidor de escurecimento enzimático pela PFO pois reduz a o-quinona Redução de íons metálicos Reduz formação de nitrosaminas em carne curada Sequestra oxigênio singlete

Degradação do ácido ascórbico: Escuros atividade vitamínica

Tiamina É uma pirimidina com metil ligado com o anel tiazol. Tiamina mono e difosfato Tiamina pirofosfato funciona como COENZIMA das desidrogenases, desacarboxilases, fosfocetolases e transcetolases. Pouco estável a pH alcalino

Estrutura da Tiamina

Função da Tiamina Pirofosfato TPP Participa das reações de Descarboxilação oxidativa Coenzima de: Complexo piruvato desidrogenase (3 enzimas) -Cetoglutarato desidrogenase Transcetolase Fosfocetolase Exemplo: Reação do ácido pirúvico é descarboxilado em CO2. Complexo chave na glicólise: metabolismo de carboidratos. Quanto maior a ingestão dos mesmos, maior o requerimento de tiamina

A glicose é convertida a Ácido pirúvico e este em acetaldeído e CO2 produzindo gás e etanol se seguir a fermentação alcoólica.

Alcoólatras obtém energia de bebidas alcóolicas que não possuem tiamina, podem se tornar tiamina deficientes. Enriquecimento de alimentos com tiamina: farinhas, biscoitos, macarrão, cereais... Estabilidade em solução aquosa é baixa. Nitritos e SO2 inativam a tiamina (PFO)

Deficiência : Béri-béri: concentração de piruvato no sangue é alta Alcoólatras, indigentes, dieta pobre em carnes e legumes. Peixe cru: alguns peixes possuem tiaminase: destróe a Tiamina (termolábil)

Degradação da tiamina. Somente a vitamina intacta tem atividade biológica.

Riboflavina: FAD (B2) FMN- flavina mono nucleotídeo FAD- flavina adenina dinucleotídeo São coenzimas de várias enzimas que catalisam processos de oxidação e redução. São encontradas em várias formas químicas nos alimentos

Papel da riboflavina Participa como cofator ou grupo prostético de enzimas que catalisam a transferência de elétrons Bastante estável em alimentos: perdas são da ordem de 10 – 15%. Termoestável mas sensível a luz, sob radiação UV se decompõe.

Reações FAD

Niacina Nome genérico para a piridina ácido 3 carboxilíco e seus derivados. Ácido nicotínico e sua amida nicotinamida são as vitaminas mais estáveis. Não é degrada por luz ou calor. NAD e NADP - nicotinamida adenina dinucleotídeo: NADPH e NADH, coenzimas nas reações de desidrogenases. Pode ser obtida a partir do triptofano

Pelagra: deficiência de Niacina Europa: alimentação básica milho, 1900 nos EUA. Doença dos 3D: diarréia, dermatite, demência 60 mg de triptofano geram 1 mg de Niacina:

Niacina: Coenzima NAD+ NAD: nicotinamida adenina dinucleotídeo NADP: nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato Função: transferência de elétrons (H) na reações de óxido redução São coenzimas das enzimas redutases e desidrogenases

Complexo Piruvato Desidrogenase

B6 Nome genérico para 2 metil 3 hidroxi 5 hidrometil piridina PLP- piridoxal fosfato é coenzima em mais de 100 reações que envolvem metabolismo de amac, carboidratos e lipídeos Todas as formas química existem em alimentos. Formas glicosiladas (vegetais) não são biodisponíveis para humanos

Estruturas B6 Forma mais estável

Coenzima Piridoxal Fosfato Coenzima piridoxalfosfato participa de várias reações importantes no metabolismo de amac: transaminação; descarboxilação; racemização

Ácido Fólico Ácido fólico consiste em ácido glutâmico com algumas substituições. Concentrações traço em alimentos verdes Muita carência pois é pouco absorvido. Necessita ser convertido enzimaticamente, degradada no estômago, etc.

Funções do ácido fólico

Anemia megaloblástica Alteração morfológica e do funcionamento do núcleo das células de vários tecidos como por exemplo: Células sanguíneas Medula óssea Bloqueio da síntese de DNA

Biotina Coenzima em reações carboxilação e transcarboxilação. Função importante na síntese de ácidos graxos e gliconeogênese Metabolismo de lipídeos e proteínas. Fator de crescimento Muito estável a luz, calor e oxigênio

Reação de Carboxilação:

B12 Cianocobalamina, a forma coenzimática é metilcobalamina e deoxiadenosil-cobalamina. Transferência do grupo metil na síntese da metionina Difícil adicionar a alimentos pois tem coloração avermelhada.

Encontrada somente em animais e microrganismos. Microrganismos do TGI produzem quantidades significativas de B12. Doença : anemia perniciosa: deficiência na formação da hemoglobina B12 é indispensável nas redutases de nucleotídeos, enzimas envolvidas naredução de ribosa a RNA e desoxiribose a DNA: síntese de DNA. A diminuição na produção de hemáceas está ligada à problemas da síntese de DNA

Metabolismo de ácidos graxos participa do metabolismo de ácidos graxos:

Minerais Divididos arbitrariamente em dois grupos: Macrominerais: requeridos em quantidades maiores que 100 mg/dia Ex. Calcio, Fósforo, Sódio, Potássio, Cloreto, Magnésio Microminerais: elementos traço: requeridos em quantidade menores que 100 mg/dia Ex. cromo, cobalto, cobre, iodo, ferro, manganês, selênio, zinco

Perdas de minerais no processamento Ocorre por remoção física ou combinação nas formas que não são bioativas: quelantes. Não ocorre por destruição: Lavagem ( solubilidade do mineral) Corte e descasque de vegetais Moagem de cereais: farinha de trigo

Fatores importantes na biodisponibilidade: fortificação de alimentos Ferro A forma química é importante os sais são mais facilmente absorvidos: sulfato ferroso Matriz animal pH presença de fosfatos Fitato e oxalatos Em farinhas forma sabor e odor estranho: catalisa a oxidação de ácidos graos e vitaminas lipossolúveis