TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

Apresentação em tema: "TECNOLOGIA DE ALIMENTOS"— Transcrição da apresentação:

1 TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

2 Reações Químicas dos Carboidratos
Hidrólise pH, TºC, configuração β e α (α mais suscetível), forma e tamanho do anel Nos polissacarídeos a sensibilidade diminui com o aumento de associações intermoleculares As ligações são mais facilmente quebradas em meio H+ São também hidrolisados por enzimas

3 Ex: Sacarose (glicose-frutose)
Ocorre em condições fracamente ácidas e baixa temperatura Os açúcares redutores liberados podem participar de reações de escurecimento ???? BOM OU RUIM???? C12H22O11 + H2O (H+) C6H12O6 (glicose) + C6H12O6 (frutose). (enzima invertase) Sacarose hidrolisada conhecida como AÇÚCAR INVERTIDO (SACAROSE DESVIA LUZ P/ DIREITA QUANDO HIDROLISADA PARA ESQUERDA) O mel de abelhas parecido com açúcar invertido. As abelhas secretam a enzima invertase, que transforma grande parte da sacarose contida no néctar proveniente dos vegetais em glicose e frutose Importante industrialmente mais doce que a sacarose (balas, sorvetes)

4 Reações Químicas dos Carboidratos
2) Mutarrotação Os isomeros α e β de mono. e oligo. são estáveis na forma de cristais, o que não ocorre em solução Reação catalisada por ácidos e bases É a abertura do anel que depois se fecha novamente em ambas as formas α e β. 3) Enolização OH Forma enol (-C = C -) em meio básico e em seguida é convertido em outros açúcares.

5 Reações Químicas dos Carboidratos
4) Reação de desidratação A molécula perde água e forma outros compostos como ácido láctico, acético… 5) Reações de escurecimento Caramelização, reação de Maillard e oxidação do ácido ascórbico A intensidade do escurecimento não enzimático depende da quantidade e tipo do carboidrato presente

6 Reações Químicas dos Carboidratos
As reações estão associadas com aquecimento e armazenamento. Tabela – Mecanismos de reações de escurecimento não enzimático Mecanismo Requerimento de oxigênio Requerimento de NH2 pH ótimo Produto final Maillard Não Sim > 7,0 Melanoidinas Caramelização 3,0 a 9,0 Caramelo Oxidação acd. ascórbico 3,0 <pH <5,0

7 Reação de caramelização
Degradação dos açúcares por aquecimento Açures são estáveis a temperaturas moderadas TºC > 120 ºC os açúcares são pirolisados para diversos produtos de alto peso molecular e escuros denomindos de CARAMELOS. A composição química do complexo formado é pouco conhecida O CARAMELO é um corante marrom (com limitações é tbm um flavorizante).

8 Reação de Maillard: desejável ou não??
Desejável em: café, cacau, carne cozida, pão… Indesejável em: leite em pó, ovos, sucos... O escurecimento ocorre devido a formação de melanoidinas, polímeros insaturados, cuja cor é mais intensa quanto maior for o peso molecular. De marrom-claro até preto Reação entre açúcares redutores e aminoácidos ou proteínas Formação de HMF.

9 Fatores que afetam a reação de Maillard
Temperatura Preferencialmente acima de 70ºC Porém continua durante processamento e armazenamento A velocidade do escurecimento aumenta 2 a 3 vezes para cada aumento de 10ºC Alimentos congelados pouco afetado pela reação

10 Fatores que afetam a reação de Maillard
pH pH proximo neutralidade reação máxima Meio alcalino degrada carboidratos Meio ácido elimina nucleofilicidade do NH2 Tipo do açúcar Presença de açúcar redutor interação do grupo carbonila com os grupos aminas livre Monossacarídeos são mais reativos que dissacarídeos

11 Fatores que afetam a reação de Maillard
Atividade água Aw > 0,9 velocidade diminui ??????? Aw < 0,2-0,25 a velocidade tende a zero ?????? Intensidade em atividade de água entre 0,5 a 0,8 Catalisadores Citrato, fosfato e íons metálicos

12 Inibição da reação de Maillard
Uso de açúres não redutores Redução da Aw Remoção de ac. redutores como em ovos (uso de enzimas produz ácido glucônico a partir da glicose) Adição de SO2., em concentrações elevadas pode causar odores indesejáveis.

13 Oxidaçao do ácido ascórbico
Ácido ascórbico ( meio ácido/calor) melanoidinas

14 Amido A amido é a principal reserva de energia dos vegetais, na verdade é uma mistura de dois polissacarídeos. Amilose = a amilose é uma molécula que consiste entre 350 a 1000 unidades de glicose numa cadeia reta. Amilopectina = essa molécula consiste em unidades de glicose unidas em uma estrutura de cadeias ramificadas, constituidas de 20 a 25 unidades cada

15 AMIDO: dois tipos de polímero de -D-glicose (amilose e amilopectina)
Amilose: linear, ligações glicosídicas (14) Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (14) e (16) a cada 24 a 30 resíduos Amilopectina

16 Amido O amido em várias plantas, incluindo arroz, milho e batata consiste em aproximadamente 80% de amilopectina e 20% de amilose

17 Amido Amido de batata Amido de milho
Híliun ponto de nucleação onde o grânulo se desenvolve

18 Amido Tabela – Teor de amilose de alguns amidos Amido Amilose (%)
Milho 25 Arroz 16 Batata 18 Arroz ceroso zero Milho ceroso Trigo 24

19 Amilose Formada por cadeia linear de unidades de α-glicose unidas por ligações α 1,4 Apresenta estrutura helicoidal, α-hélice, formando PH entre os radicais OH das moléculas de glicose Teste iodo (teste qualitativo presença de amilose)

20 Amilopectina Estrutura ramificada formada por cadeias constituidas de 20 a 25 unidade de α-glicose (α 1,4) e essas cadeias unidas entre si por ligações (α 1, 6) É constituída por 10 a 500 mil unidades de glicose e apresenta estrutura esférica. Forma complexo vermelho com Iodo

21 Amilopectina

22 Propriedades do amido Aparência e solubilidade:
Amido é um pó branco, não cristalino o qual é insolúvel em água fria Doçura: Diferente de monossacarídeos e dissacarídeos, amidos e outros polissacarídeos não tem sabor doce. Hidrólise A hidrólise do amido pode ocorrer através da ação de um ácido ou uma enzima. (C6H10O5)n nH2O H nC6H12O6 amido água enzima glicose ( amido dextrinas maltose glicose)

23 Gelatinização do amido
Umidade do amido 12 a 14 % Insolúvel em água fria (pode absorver até 30% do seu peso) Com aquecimento as moléculas de amido começam a vibrar e rompem as PH intermoleculares Visualmente nada acontece até atingir certa temperatura conhecida como TEMPERATURA DE GELATINIZAÇÃO Os grãos começam a entumecer e formam soluções viscosas Amido gelatinizado há viscosidade máx na TºC de gelatinização e com decrescimo de temperatura forman-se novas PH e formado o GEL.

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25 Gelatinização do amido
Os amidos apresentam diferentes temperaturas de gelatinização Em 120ºC todos os grãos estarão dissolvidos pode ocorrer destruição dos grãos Tabela – Intervalo de TºC de gelatinização de alguns amidos Amido TºC gelatinização Batata 56-66 Mandioca 58-70 Milho 62-72 Trigo 52-63 Arroz 61-67 Milho ceroso 63-72

26 A força do gel de amido depende de vários fatores incluindo:
Proporção de amido e água presentes. Quanto mais amido, mais forte o gel. Proporção de amilose no amido. Amidos com alta amilopectina, isto é, amidos cerosos, gelificam apenas com altas concentrações. A presença de açúcar. O açúcar compete com o amido pela água portanto reduz a força do gel. Presença de ácido ???????

27 Retrogradação do amido
Ao se formar gel, as moléculas de amilose podem se aproximar e se unirem formando zonas de cristalização Essa trasnformação denomina-se RETROGRADAÇÃO Forma-se novamente partes cristalizadas como as destruídas na formação do gel. Ocorre liberação de água: SINERESE A retrogradação é mais rápida a temperaturas prox. 0ºC Retrogadação amilose (min. 9 unidades de glicose irreversível) Com amilopectina é reversível

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29 Amidos modificados Amido pré-gelatinizado
Amido que após ser gelatinizado é seco e pulverizado - A secagem não elimina totalmente a água ligada e a que permanece permite a entrada de mais água (devido ao afastamente das moléculas)

30 Substâncias pécticas É a designação dada a um grupo complexo de derivados de carboidratos extraídos de plantas. São constituídas na sua maioria, por cadeias de ácidos D-galacturônicos ligados em  (1-4) e cujos grupos carboxílicos podem estar parcialmente metoxilados (resíduos de ramnose. arabinose, galactose) a) Protopectinas São as substâncias encontradas nas plantas (rigidez tecido). São insolúveis em água e, por aquecimento em presença de ácidos diluídos, formam ácidos pectínicos (pectina) ou ácidos pécticos. b) Ácidos pectínicos São as substâncias coloidais (1 a 100 nm), não necessariamente solúveis em água, constituidas por ácidos poligalacturônicos com número significativo de metoxilas na forma de ésteres. Dependendo do grau de metoxilação podem formar géis com sacarose em meio ácido, ou em presença de cátions divalentes.

31 Substâncias pécticas c) Ácidos pécticos
São cadeias de ácidos D-galacturônicos, livres de metoxila. Quando em água formam soluções coloidais (1 e 100 nm). d) Pectina São ácidos pectínicos solúveis em água, com número de metoxilas esterificadas e grau de neutralização variáveis. Em meio ácido formam géis com sacarose.

32 Estrutura básica da pectina
Ligacões α -1,4

33 Substâncias pécticas Origem pectina % Batata 2,5 Tomate 3,0 Maçã 5,0
As pectinas se localizam principalmente em tecidos pouco rigidos como o albedo das frutas cítricas e na polpa de beterraba. Origem pectina % Batata 2,5 Tomate 3,0 Maçã 5,0 Beterraba 15,0 Frutas cítricas 30 a 35

34 Substâncias pécticas Quando o grau de esterificação é baixo, as pectinas podem formar géis pela adição de cátions como cálcio ou alumínio.

35 Substâncias pécticas As pectinas são comercialmente classificadas em pectinas de alto teor de grupos metoxílicos (ATM) quando contém acima de 50% de seus grupos carboxílicos esterificados e de baixo teor (BTM), quando somente 50% ou menos estão esterificados. A rigidez do gel, por sua vez, está relacionada com o peso molecular da pectina, crescendo com o aumento do peso.

36 Mecanismo de gelificação da pectina com alto grau de metoxilação
A solução coloidal de pectina contém micelas hidratadas e com cargas negativas devidas ao grupo –COO-. Para a passagem de sol a gel deve-se provocar aproximação das micelas pela eliminação das suas cargas, abaixando-se o pH até 2,8-3,5 e retirando-se pelo menos parcialmente, a água de hidratação. Por resfriamento forma-se o gel que é termoreversível.

37 Mecanismo de gelificação da pectina com alto grau de metoxilação
Considerando–se R-COO – nH2O como uma representação da molécula de pectina hidratada, a gelificação daria segundo o esquema: Ponte de Hidrogênio R - COO-nH2O H R - COOHnH2O R - COOHnH2O açúcar R - COOH (n – m)H2O + açúcar mH2O O ácido protona o grupo carboxílico e ocorre desidratação da micela de pectina pelo açúcar.

38 Mecanismo de gelificação da pectina com alto grau de metoxilação (ATM)
O teor de açúcar necessário para se obter o efeito desidratante desejado é aproximadamente de % do peso total da geléia. A atividade da água na geléia é suficientemente baixa para inibir o crescimento de grande número de microrganismos.

39 A = micela de pectina dispersa em água
H+ d2 A +Ácido d3 d1 +açúcar -H2O Ligada a pectina Açúcar + H2O B C 1 2 3 A = micela de pectina dispersa em água B = camada de água de hidratação C = campo elétrico com cargas negativas D = distancia em micelas. 1 ) (d1) = distancia A - A é muito grande e há repulsão eletrostática. 2 ) (d2) = distancia A - A é grande pela presença de água de hidratação. Não há mais repulsão eletrostática. 3 ) (d3) = Distancia A - A é suficientemente pequena para permitir pontes de H entre as moléculas da micela.

40 Mecanismo da gelificação da pectina com baixo teor de metoxilação (BTM).
Quando a pectina contém menos 50% dos seus grupos carboxílicos esterificados a geleificação é provocada pela formação de ligações entre íons carboxílicos e íons de cálcio, ou de outro metal bi ou trivalente que também ficarão ligados covalentemente a grupos OH. Assim, o metal atua como ligante entre as cadeias de pectina formando a estrutura do gel. Nos alimentos usa-se somente o íon cálcio que é adicionado na proporção de 0, ,5 % do peso do gel. Um excesso de cálcio produz a precipitação de pectato de cálcio. Açúcar, em pequenas quantidades, melhora a textura do gel. Para esses géis a pectina é preparada a partir de pectina comum (ATM) por hidrólise e outros processos químicos controlados.

41 Representação das ligações intermoleculares entre as cadeias de pectina BTM e o íon Ca.