apostila conservacao de alimentos

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  • Apostila de Conservao de Alimentos

    CAPTULO 1 ALERAES EM ALIMENTOSOs alimentos so constitudos por tecidos vivos e assim esto sujeitos a reaes

    bioqumicas, biolgicas e fsicasO que se busca na tecnologia de alimentos retardar/suprimir estas reaes,

    preservando o mximo possvel s qualidades do alimento.Dentre as causas que provocam alteraes nos alimentos, pode-se citar:

    a) Crescimento e atividade de microrganismosb) Ao das enzimas presentes no alimentoc) Reaes qumicas no-enzimticasd) Alteraes provocadas por seres superiores como insetos e roedorese) Ao fsica e mecnica (frio, calor, desidratao, etc)

    Neste trabalho pretende-se enfocar as alteraes nos alimentos que causam escurecimento, destacando-se as reaes enzimticas (oxidases) e as reaes qumicas (caramelizao, reao de Maillard, degradao do cido ascrbico)

    ESCURECUMENTO ENZIMATICOINTRODUO

    Quando a maioria das frutas e dos vegetais amassada, cortada ou triturada, rapidamente se toma escura. Esta descolorao oriunda de reaes catalisadas por uma enzima genericamente conhecida como polifenol oxidase (PPO). A ao desta enzima em vrias frutas e vegetais in natura acarreta perdas econmicas considerveis, alm de diminuio da qualidade nutritiva e alteraes do sabor.

    O escurecimento de frutas e de certos vegetais iniciado pela oxidao enzimtica de compostos fenlicos pelas polifenis oxidases (PPOs). O produto inicial da oxidao a quinona, que rapidamente se condensa, formando pigmentos escuros insolveis, denominados melanina (figura 1), ou reage no-enzimaticamente com outros compostos fenlicos, aminocidos e protenas, formando tambm melanina.

    As reaes de escurecimento enzimtico ocorrem no tecido vegetal quando h ruptura da clula e a reao no controlada, muito embora, no tecido intacto de frutas e vegetais, possa tambm ocorrer o escurecimento, como, por exemplo, em situaes de inibio da respirao durante o armazenamento em atmosfera controlada, uso de embalagem imprpria, deficincia de cido ascrbico no tecido vegetal, armazenamento a frio e radiao ionizante.

    A reao de escurecimento em frutas, vegetais e bebidas um dos principais problemas na indstria de alimentos. Estima-se que em torno de 50,0% da perda de frutas tropicais no mundo devida enzima polifenol oxidase. A ao desta enzima resulta na formao de pigmentos escuros, freqentemente acompanhados de mudanas indesejveis na aparncia e nas propriedades organolpticas do produto, resultando na diminuio da vida til e do valor de mercado.Tabela 1 Substratos end[ogenos para PPO em vegetaisProduto SubstratoBanana 3,4-diidroxifenilamina (dopamina)Maa Acido clorogenico, O-catequinaCacau CatequinasCaf Acido clorogenico, acido cafeicoBerinjela Acido cafeico, acido cinamicoAlface TirosinaCogumelo TirosinaBatata Tirosina, Acido clorogenico, flavonoidesCha Flavonoides, catequinas, taninos

    Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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  • Apostila de Conservao de Alimentos

    Pssego TaninosPra Acido clorogenico

    A O-quinona formada pode interagir com grupos amina e tiol, reduzindo a disponibilidade da lisina, metionina, tiamina e de outros nutrientes essenciais. Os substratos mais comuns em tecidos vegetais so a tirosma e o cido clorognico (Tabela 1).

    A enzima PPO encontrada praticamente em todos os tecidos vegetais, em concentraes especialmente altas em cogumelo, batata, pssego, ma, banana, manga, folhas de ch, abacate e caf. Sua atividade pode ser variada em funo da variedade, do estdio de maturao e das condies de cultivo; to logo ocorra a ruptura do tecido, inicia-se a reao de escurecimento.

    Embora indesejvel na maioria dos casos, em virtude da alterao da colorao, perda de nutrientes e formao de sabor indesejvel, o escurecimento oxidativo em ch, caf, cacau e ameixa seca desejvel. Graas especificidade de vrios substratos, a enzima PPO , s vezes, denominada tirosinase, polifenolase, fenolase, catecol oxidase, catecolase e cresolase. A enzima ocorre tambm em animais, e o substrato a tirosina, responsvel pela cor da pele (melanina).

    Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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  • Apostila de Conservao de Alimentos

    Figura 1 mecanismos de formao de melaninas

    MECANISMO DA ACAO ENZIMTICAA polifenol oxidase est presente em algumas bactrias e fungos, na maioria das

    plantas, em alguns artrpodes e nos mamferos. Em todos estes casos, a enzima est associada com a pigmentao escura do organismo.

    O PM para as diferentes PPOs varia de 57 a 62 Kda, exceo para a PPO de cogumelo, com PM de 128 Kda. Todas possuem habilidade para converter a forma O-diidroxifenol em O-benzoquinona, utilizando o oxignio como substrato secundrio (atividade catecolase), mas nem todas as PPOs so capazes de hidroxilar os monofenis.

    A enzima polifenol oxidase (l,2-benzenodiol : oxignio oxidorredutase) possui cobre (Cu++) no centro ativo e funciona como oxidases de funo mista, catalisando dois diferentes tipos de reao:

    (1) monoxigenase, que atua na hidroxilacao de monofenois para diidroxifenois:

    (2) Oxidase, que atua oxidando os difenois para O-quinona:

    A formao da quinona dependente do oxignio e da enzima. Uma vez formadas, as reaes subseqentes ocorrem espontaneamente, no dependendo mais da enzima nem do oxignio. Em geral, a configurao qumica mais apropriada para a atividade da PPO (Figura 2) a estrutura o-diidroxilada, resultando em reao mais rpida.

    Figura 2 Compostos fenlicos encontrados em vegetais

    Os derivados contendo metil no funcionam como substratos para as PPOs. Em contraste com os o-difenis, os m-difenis so raramente utilizados como substratos e alguns deles possuem efeito inibitrio.

    Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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  • Apostila de Conservao de Alimentos

    MTODOS DE CONTROLEVrias maneiras de inibio da PPO so conhecidas, muito embora os mtodos

    utilizados pelas indstrias sejam relativamente poucos. Isto se deve ao aparecimento de flavor desagradvel e toxidez e a questes econmicas. Trs componentes devem estar presentes para que a reao de escurecimento enzimtico ocorra: enzima, substrato e oxignio. No caso de ausncia ou bloqueio na participao de um destes na reao (seja por agentes redutores, temperatura ou abaixamento do pH), esta no prosseguir.

    O pH timo de atuao da PPO varia com a fonte da enzima e a natureza do substrato. Na maioria dos casos, o pH timo de atuao encontra-se na faixa entre 6 e 7, sendo a enzima inativada em pH 4,0 ou abaixo.

    O escurecimento enzimtico uma reao oxidativa que pode ser retardada eliminando-se o oxignio da superfcie danificada do vegetal. Entretanto, isto nem sempre possvel, ocorrendo escurecimento to logo o oxignio seja reincorporado. Portanto, a maneira mais prtica de prevenir o escurecimento a adio de agentes qumicos capazes de bloquear a reao (Fig. 1). Essas substncias atuam diretamente sobre a enzima ou sobre os intermedirios da formao do pigmento.

    Durante a preparao de diversas frutas e diversos vegetais para enlatamento ou para outras operaes de processamento, a preveno de escurecimento catalisada por enzimas o principal problema; infelizmente, a maioria dos inibidores enzimticos discutidos a seguir no so adequados ou eficientes para uso em alimentos. O escurecimento de frutas e vegetais catalisados pela PPO pode ser prevenido de vrias formas:

    (1) Inativao trmica da enzima pelo uso do calor, muito embora algumas sejam relativamente termoestveis (meia-vida de 12 min a 70 C). Alm disso, necessrio tomar algumas providncias para prevenir o escurecimento oxidativo, at que ocorra a desnaturao da enzima.

    (2) Excluso ou remoo de um ou ambos os substratos [oxignio (atmosfera controlada), embalagens adequadas e fenis (adio de ciclodextrinas em sucos)].

    (3) Abaixamento do pH em duas ou mais unidades abaixo do pH timo (~6,0), pela adio de cido ctrico, por exemplo.

    (4) Adio de substncias redutoras que inibam a ao da PPO ou previnam a formao da melanina.

    Substncias redutoras, como cido ascrbico, sulfito e tiis, previnem o escurecimento, pela reduo do o-benzoquinona de volta para a forma o-diidroxifenol ou pela inativao irreversvel da PPO, sendo, portanto, consumidas no processo. O sulfito, alm de atuar como agente redutor, pode tambm interagir com a quinona, formando sulfoquinona, ou, irreversivelmente, inibir a enzima. Problemas de corroso e aparecimento de sabor estranho podem ocorrer, se utilizado em excesso. Mais recentemente, tem sido implicado no aparecimento de algumas formas de asma. Mesmo assim, sulfitos e, ou, ascorbatos so os mais utilizados no controle do escurecimento em operaes de processamento de alimentos.

    Em contraste, compostos sulfidrilas (-SH) combinam-se quimicamente com o-quinonas, formando produto estvel e incolor, prevenindo adicional oxidao e, conseqentemente, pigmentos escuros.

    O cido ascrbico e seus derivados, utilizados isoladamente ou em combinao com cido ctrico, so muito empregado na preveno do escurecimento oxidativo em sucos, antes da pasteurizao. Em ma, a polifenol oxidase se encontra ligada a partculas suspensas no suco; portanto, a centrifugao ou filtrao elimina a possibilidade de escurecimento. Entretanto, para prevenir o escurecimento do suco antes da etapa de clarificao, necessrio imergir a ma fatiada/cortada em soluo de 1% de cido ascrbico antes da extrao. O produto final, embalado com o mnimo de espao livre, mantm-se inalterado por diversas semanas em condies de refrigerao, at que se torne amarelado, em razo do es