nº17QUÍMICA

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

Professor Ronaldo Paiva

ADITIVOS ALIMENTARES

Basta uma rápida refeição e centenas de aditivos químicos são ingeridos: substâncias capazes de conservar e

melhorar as qualidades dos alimentos. Tão velhos quanto os humanos, os aditivos sempre estiveram presentes em nossa dieta...

Os aditivos alimentares têm sido usados por séculos: nossos ancestrais usaram sal para preservar carnes e peixes; adicionaram ervas e temperos para melhorar o sabor dos alimentos; preservaram frutas com açúcares e conservaram pepinos e outros vegetais com vinagre. Entretanto, com o advento da vida moderna, mais aditivos têm sido empregados, a cada ano. A existência de vários produtos modernos, tais como os de baixo valor calórico, fast-food, salgadinhos embalados (snaks), não seria possível sem os aditivos atuais. Estes são usados para preservar os alimentos, melhorar o seu aspecto visual, seu sabor e odor, e estabilizar sua composição. Além disso, são empregados para aumentar o valor nutricional e evitar a sua decomposição ou oxidação com o passar do tempo. O número de aditivos atualmente empregados é enorme, mas todos eles sofrem uma regulamentação federal no seu uso: alguns são permitidos somente em certas quantidades, enquanto que outros já foram banidos de nosso cardápio. E é dos laboratórios de química que saem, anualmente, mais e melhores aditivos.

Um aditivo alimentar, no senso comum, é qualquer substância adicionada ao alimento. Legalmente, entretanto, o termo signifi ca “qualquer substância adicionada propositalmente a um alimento com o objetivo de alterar características deste”. Essa defi nição abrange qualquer composto usado na produção, processo, embalagem, transporte ou estoque do alimento.

Os aditivos alimentares e seus metabólitos são sujeitos a análises toxicológicas rigorosas antes da aprovação do seu uso na indústria. Os estudos são conduzidos com espécies animais (e.g., ratos, cães, coelhos), objetivando se determinar os efeitos tóxicos a curto e longo prazo. Esses testes monitoram o comportamento dos animais, seu crescimento, taxa de mortalidade, reprodução, química do sangue e desenvolvimento de tumores, durante um perído de 90 dias. A menor quantidade de aditivo que não produz nenhum efeito tóxico é chamada de No-effect level, ou NOEL. Esse valor é, geralmente, dividido por 100 e se obtém o máximo acceptable daily intake, ADI.

Existem cinco importantes razões para se utilizarem aditivos:

Para manter a consistência do produto: o que mantém o sal soltinho e livre? O que faz com que emulsões, como molhos de salada, fi quem estáveis e não se separem? Certos ingredientes, tais como emulsifi cantes, estabilizantes, expessantes e agentes antiaglutinantes ajudam a manter a textura e características do alimento. Exemplos incluem alginatos, lecitina, glicerídeos, metilcelulose, pectina, goma arábica, aluminossilicatos, entre outros.

Para manter ou melhorar o valor nutricional: vários nutrientes dos alimentos podem ser perdidos durante o processo de manufaturação. Por isso as indústrias adicionam vitaminas A, D, ferro, ácido ascórbico, cálcio, ribofl avina, niacina, ácido fólico, zinco, entre outros, a vários alimentos, tais como a margarina ou o leite. As nove vitaminas garantidas na caixa do Sucrilhos, por exemplo, foram todas adicionadas propositalmente.

Para manter a palatabilidade: os alimentos perdem, naturalmente, o sabor e a frescura devido ao envelhecimento e à exposição a agentes como umidade, oxigênio, bactérias e fungos. Para evitar isso, as indústrias adicionam ácido ascórbico, BHA, BHT e nitrito de sódio, numa tentativa de evitar a oxidação e a perda de sabor nos alimentos.

Para aumentar a maciez ou controlar o pH: qualquer dona de casa sabe que sem fermento o bolo não cresce. O fermento pode ser um pó químico: bicarbonato de sódio. Este é um aditivo alimentar. Algumas vezes, deseja-se modifi car o pH de certas comidas para melhorar o sabor ou a aparência.

Para melhorar sabor ou cor: vários temperos naturais e aromatizantes artifi ciais são empregados para melhorar o sabor de alimentos. As cores, também, podem ser alteradas com o uso de aditivos, numa tentativa de atender às espectativas do consumidor.

Os aditivos nutricionais

A incrementação nutricional dos alimentos teve início em 1924, quando, nos EUA, o iodo foi adicionado ao sal de cozinha, numa tentativa de inibir o bócio. Vitaminas são comumente adicionadas a muitos alimentos; as vitaminas D são adicionadas a cereais, farinha, macarrão; a vitamina C é adicionada a bebidas, derivados do leite e confeitos. Além destes, aditivos como óleos essenciais (e.g., ácido linoleico), minerais (e.g., ferro e cálcio) e fi bras dietéticas são também empregados.

Agentes processantes

Um grande número de substâncias químicas é adicionado aos alimentos durante o processo de fabricação. Entre eles estão os emulsifi cantes, que são utilizados para manter uma dispersão uniforme de um líquido em outro, tal como óleo e água. A estrutura química de um agente emulsifi cante, em geral, inclui uma porção hidrofóbica (tal como uma longa cadeia alquílica) e uma parte hidrofílica (iônica ou polar). São, na verdade, surfactantes: a porção hidrofóbica do agente se dissolve no óleo e a hidrofílica na fase aquosa, formando uma dispersão de microgotas desse óleo. Essas substâncias são usadas em emulsões (maionese), para facilitar a dispersão de aromatizantes hidrofóbicos, prevenir a formação de cristais de gelo em produtos congelados (sorvete), e melhorar o volume e uniformidade de produtos assados.

Os estabilizantes e expessantes têm muitas funções nos alimentos. A grande maioria é formada por polissacarídeos, como amido, ou ainda por proteínas, tais como a gelatina. A principal função é aumentar a viscosidade do produto final, bem como estabilizar emulsões. A formação e estabilização de espuma em vários produtos também é um efeito desses aditivos.

Os agentes quelantes (ou sequestrantes) protegem os produtos de muitas reações enzimáticas que podem promover a deterioração durante o processamento e estocagem. Essas substâncias se ligam a muitos dos minerais presentes nos alimentos (e.g., íons cálcio e magnésio) que são requeridos como cofatores para a atividade enzimática de certas proteínas. Um dos compostos mais utilizados para este fi m é o EDTA – ácido etilenodiaminotetracético.

FB NO ENEM2 FB NO ENEM2

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

N

O

O

O

OH HO

O

N

OH HO

EDTA

Além desses agentes processantes, existem os humectantes, que mantêm o alimento úmido e macio. No coco ralado, por exemplo, é adicionado glicerina. Nos marshmallows, adiciona-se monoestearato glicérico.

O

OH

OHO

Agentes preservativos

Para evitar a ação do tempo nos alimentos, as indústrias se valem de agentes que preservam a integridade do produto, aumentando a sua data de validade. Existem dois grandes grupos: os antioxidantes e os antimicrobiais. Os antioxidantes são compostos que previnem a deterioração dos alimentos por mecanismos oxidativos. A oxidação envolve a adição de um átomo de oxigênio ou a remoção de um átomo de hidrogênio das moléculas que constituem os alimentos. São dois os principais tipos de oxidação: a auto-oxidação dos ácidos graxos insaturados (i.e., aqueles que contêm uma ou mais ligações duplas nas cadeias alquílicas) e a oxidação catalizada por enzimas. No primeiro caso, a reação envolve as ligações duplas do ácido graxo com o oxigênio molecular (O2). Os produtos dessa reação, chamados radicais livres, são extremamente reativos, produzindo compostos responsáveis pelo mau odor e pela rancifi cação do alimento. Os compostos que reagem com os radicais livres podem reduzir a velocidade da auto-oxidação. Esses antioxidantes incluem os naturais, tais como o tocoferol (vitamina E) e os sintéticos, tais como o BHA e BHT, ambos derivados do fenol.

O

HO

Tocoferol (vitamina E)

A oxidação dos alimentos também pode ser causadas por reações enzimáticas específi cas. Basta cortar uma maçã ou uma banana, por exemplo, que enzimas chamadas fenolases rapidamente catalisam a oxidação de certas moléculas (e.g., tirosina, um aminoácido), deixando a face exposta com uma cor escura. Esse “bronzeamento enzimático” leva à formação de pigmentos, tais como a melanina. Os antioxidantes que inibem esse tipo de oxidação incluem agentes que se ligam ao oxigênio livre (tal como o ácido ascórbico) ou agentes que inibem a atividade enzimática, tais como o ácido cítrico e sulfi to de sódio.

Além de processos oxidativos, o crescimento de micro-organismos, como fungos e bactérias, também pode ser prejudicial para a qualidade do alimento. Juntamente com outras técnicas, tal como embalagens hermeticamente fechadas e refrigeração, várias substâncias químicas são utilizadas como agentes antimicrobiais. O cloreto de sódio, ou sal de cozinha, é provavelmente o mais antigo desses agentes. Ácidos orgânicos, tais como o acético, benzoico, propanoico e o ácido sórbico, são usados como antimicrobiais em alimentos com pH baixo. Nitratos e nitritos são usados para inibir o crescimento da bactéria Clostridium botulinum em alimentos que contêm carne crua, tais como a linguiça, o presunto, o bacon e o salame. Dióxido de enxofre e sulfitos são usados para controlar o crescimento de micro-organismos em frutas secas, sucos e vinhos. Nisin e natamicina são usados para inibir o crescimento de bactérias e fungos.

Agentes sensoriais

Nossa interface com o mundo, incluindo os alimentos, é feita através de percepções sensoriais, tais como visão, olfato e paladar. A cor de um alimento, por exemplo, infl uencia diretamente na percepção do sabor e da qualidade do produto. O processamento pode causar a degradação de pigmentos naturais encontrados nos alimentos. Outros produtos, ainda, precisam da adição de corantes (naturais ou sintéticos) para possuirem uma aparência agradável e diferencial, tal como em refrigerantes (você consegue diferenciar uma coca-cola, uma fanta e um sprite apenas pela cor?), sorvetes, e snacks. Até mesmo o pipoqueiro da esquina costuma adicionar anilina aos grãos de pipoca, pois sabe que a pipoca rosada é “mais gostosa”.

Os corantes podem ser naturais: derivados de plantas, animais ou mesmo minérios (tal como o óxido de titânio, TiO2, presente em sucos artifi ciais). A grande maioria é derivado de extratos de plantas; estes, entretanto, apresentam algumas desvantagens: instabilidade quando expostos à luz e ao calor, insolubilidade em água, a falta de fornecedores, a reatividade com outros componentes da comida e a presença de aromas ou odores indesejados.

Os corantes sintéticos são solúveis em água e avaliáveis como pó, pastas, grânulos ou soluções. Muitas substâncias utilizadas como corantes, tal como o Brilliant Blue FCF, o Indigo Carmine, o Fast Green FCF e Allura Red AC são bastante tóxicas. Mas, como a concentração utilizada nos alimentos é muito pequena, não chegam a ser preocupantes. Mesmo assim, certos corantes permitidos no Brasil (tal como o Allura) foram proibidos em vários países (como o Canadá).

Além da cor, os aditivos também são utilizados para alterar o odor e paladar: são os agentes fl avorizantes. Nós somos capazes de perceber 5 sabores básicos: doce, salgado, amargo, azedo e unami. Isto é possível porque certas moléculas são capazes de sensibilizar células especializadas localizadas nos nódulos palatativos, na língua, boca e garganta.

O

OHÁcido sórbico

Linguagens, Códigos e Suas Tecnologias

FB NO ENEM 3

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

Nitrito de Sódio: mocinho ou bandido?!

Um dos aditivos mais utilizados é o nitrito de sódio, NaNO2. Ele é um excelente antimicrobial e está presente em quase todos os alimentos industrializados à base de carne, tal como salames, presuntos, mortadelas, bacon etc. O problema é que existem estudos que evidenciam que, no estômago, o nitrito de sódio pode se transformar em metabólitos carcinogênicos: nitrosaminas. É um processo que envolve 3 etapas, iniciando com a dissociação do sal em água:

1) NaNO2 → Na+ + NO2–

O íon nitrito reage, no estômago, com o ácido clorídrico:

2) NO2– + HC� →HNO2 + C�–

Finalmente, sabe-se que o ácido nitroso pode reagir com certas aminas (como as obtidas pela hidrólise de proteínas) e formar nitrosaminas. Por exemplo, na reação abaixo, com a dimetilamina, o ácido nítrico gera a N-nitrosodimetilamina; esta reação já foi feita em laboratório.

3) HNO2 +

Apesar destas evidências, continuamos ingerindo nitrito de sódio diariamente...

O

H

N NN

Além de sensibilizar o paladar, um agente fl avorizante pode estimular células do olfato, que são capazes de detectar mais de 10.000 estímulos diferentes. Há vários séculos, na Ásia, já se utilizava uma substância que acabou sendo o primeiro fl avorizante a ser vendido comercialmente como tal: os cozinheiros de lá usavam o aminoácido L-glutâmico ou o glutamato monossódico (MSG). Essa substância é capaz de proporcionar um sabor rico e característico (chamado unami), típico em pratos orientais. Outros compostos que são utilizados como fl avorizantes são as lactonas, ésteres, os 5’-ribonucleotídeos, monofosfato de inosina (IMP), malte e proteínas vegetais hidrolizadas.

HO

HO

OH

O

OH

O

OH

OH

OH

O

OH

Sacarose (açúcar comum)

Além dos fl avorizantes, as indústrias se utilizam de agentes adoçantes. A sacarose, por exemplo, é uma das substâncias químicas mais vendidas no mundo. Todos nós temos, em casa, quilos deste produto químico. Como ela fornece energia na forma de carboidratos, é considerada um adoçante nutritivo – tal como a glucose, frutose, xarope de milho, sorbitol, etc. Desde a descoberta da síntese da sacarina, há quase 200 anos, os químicos vêm preparando mais e mais adoçantes

não nutritivos, que fornecem nada ou poucas calorias e nutrientes. Esses adoçantes, em geral, são muito mais poderosos que a sacarose e, portanto, bastam quantidades mínimas para se provocar o efeito desejado. São usados na produção de praticamente todos os produtos de baixas calorias, tais como doces, bolos, derivados do leite, refrigerantes e confeitos. Ao contrário dos adoçantes nutritivos, esses adoçantes não fornecem textura ou viscosidade aos produtos, então é necessário a adição de agentes, tal como a polidextrose. Alguns adoçantes, entretanto, podem provocar câncer: é o que se constatou com o estudo, em ratos, dos ciclamatos e com a sacarina. Por causa disso, os ciclamatos foram proibidos nos EUA (embora sejam vendidos livremente no Brasil) e a sacarina recebeu uma menção de alerta pelo FDA. Uma grande polêmica surgiu, também, em torno do aspartame: boatos diziam que ele poderia causar vários males, desde câncer até impotência sexual. Mas não existem evidências de que o aspartame seja realmente prejudicial. Para o FDA a substância não apresenta nenhum efeito colateral. Toda a confusão iniciou na Internet (quem nunca recebeu algum spam-e-mail alertando sobre os perigos do aspartame?) e, provavelmente, foi movida por indústrias açucareiras que perceberam o grande potencial do rival sintético. O aspartame, contudo, é um dos adoçantes artifi ciais menos tóxicos já fabricados pelo homem.

O uso dos aditivos alimentares possibilitou ao homem uma alimentação mais sadia, segura e higiênica. A ameaça do botulismo, comum em décadas passadas, foi praticamente banida. Hoje os alimentos podem ser guardados por longas datas, mesmo sem refrigeração. Com um rígido controle de toxidade, foi possível se estabelecer uma estreita relação entre a química e os alimentos: os sabores foram realçados, as aparências melhoraram e os micróbios morreram. Os químicos trabalham incessantemente para o aumento do conforto humano; este campo, dos aditivos alimentares, é apenas uma das inúmeras áreas de atuação de nossos profi ssionais.

Quiweb/UFSC - Artigos.

Exercícios

1. “Um modo de prevenir doenças cardiovasculares, câncer e obesidade é não ingerir gordura do tipo errado. A gordura pode se transformar em uma fábrica de radicais livres no corpo, alterando o bom funcionamento das células.

As consideradas boas para a saúde são as insaturadas de origem vegetal, bem como a maioria dos óleos. Quimicamente, os óleos e as gorduras são conhecidos como glicerídeos, que correspondem a ésteres da glicerina, com radicais graxos.”

Adaptado de Jornal do Brasil, 23/08/98.

A alternativa que representa a fórmula molecular de um ácido graxo de cadeia carbônica insaturada é:A) C12H24O2

B) C14H30O2

C) C16H32O2

D) C18H34O2

HO

O O

O

NH

Na+

2

Glutamato monossódico (MSG)

FB NO ENEM4 FB NO ENEM4

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

OSG.: 59589/12 - 08/05/12Vicentina / Rev.: TSS

2. No processo de fabricação de pão, os padeiros, após prepararem a massa utilizando fermento biológico, separam uma porção de massa em forma de “bola” e a mergulham num recipiente com água, aguardando que ela suba, como pode ser observado, respectivamente, em I e II do esquema abaixo. Quando isso acontece, a massa está pronta para ir ao forno.

I II Um professor de Química explicaria esse procedimento da

seguinte maneira: “A bola de massa torna-se menos densa que o líquido e sobe.

A alteração da densidade deve-se à fermentação, processo que pode ser resumido pela equação:

C16H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energia. glicose álcool comum gás carbônico

Considere as afi rmações abaixo.I. A fermentação dos carboidratos da massa de pão ocorre

de maneira espontânea e não depende da existência de qualquer organismo vivo;

II. Durante a fermentação, ocorre produção de gás carbônico, que se vai acumulando em cavidades no interior da massa, o que faz a bola subir;

III. A fermentação transforma a glicose em álcool. Como o álcool tem maior densidade do que a água, a bola de massa sobe.

Dentre as afi rmativas, apenas:A) I está correta. B) II está correta.C) I e II estão corretas. D) II e III estão corretas.E) III está correta.

3. A FENADOCE é um evento de âmbito nacional, realizado anualmente, no qual se ressalta a tradição doceira de Pelotas. O componente mais importante de doces é o açúcar comum ou sacarose. A sacarose, conhecida também por açúcar-de-cana, está presente em vários vegetais e, em nível industrial, a sua obtenção é feita principalmente a partir da cana-de-açúcar e da beterraba.

Podemos afi rmar que a sacarose:A) é um dissacarídeo formado por uma molécula de glicose e uma

de frutose.B) é um monossacarídeo formado por uma molécula de glicose e

uma de frutose.C) é um heterosídeo formado por uma molécula de glicose e uma

de frutose.D) é um monossacarídeo formado por duas moléculas de glicose.E) é um dissacarídeo formado por uma molécula de glicose e uma

de lactose.

4. Um estudo realizado na Unifesp revela que a má nutrição na infância é a maior causa de hipertensão e doenças cardíacas em adultos e adolescentes de baixa renda. Depois das mortes violentas, a hipertensão é apontada como maior causa de mortalidade entre a população de baixa renda.

Esse quadro coloca os brasileiros pobres com a mesma expectativa de vida encontrada em países como o Afeganistão, cuja média de vida é 47 anos.

A pesquisa indica que o maior problema na alimentação da população carente é, além da falta de alimentos, a ausência de aminoácidos. De acordo com a pesquisa, a inclusão, por exemplo, de carne e feijão seria sufi ciente para corrigir a falha.

O estudo revela, portanto, a falta principalmente de alimentos ricos em:A) carboidratos, considerados alimentos energéticos e presentes

nos ovos e verduras.B) lipídios de grande importância para o metabolismo celular e

presentes nas batatas e tubérculos.C) proteínas, consideradas nutrientes construtores e presentes no

leite e nos peixes.D) vitaminas hidrossolúveis, que transportam os nutrientes para

células e presentes nas frutas e legumes.E) sais minerais, que fornecem energia necessária para o organismo

e presentes nos cereais e condimentos.

5. A “Folhateen”, em julho de 2004, colocou em questão os alimentos considerados fast food, muito apreciados pelos jovens. A reportagem foi sobre o fi lme Super Size Me, que mostra o caso de um homem que comeu 90 hambúrgueres durante um mês, consumindo 5000 calorias/dia, o que lhe rendeu 11 kg a mais. Segundo a matéria, esse tipo de alimento é rico em gorduras e para uma pessoa suprir suas necessidades nutricionais ainda precisa consumir alimentos ricos em vitaminas, cálcio, fi bras e proteínas. Esses nutrientes, na ordem em que foram citados, podem ser encontrados, respectivamente, em:A) verduras, queijo, carnes magras e sucos de frutas.B) queijos, sucos, verduras e massas.C) saladas, verduras, carne de peru e cereais.D) frutas, leite, pão integral e carnes magras.E) arroz integral, cereais, massas e frutas.

FB no Enem – Nº 16 – Professor: Zilfran Varela1 2 3 4 5C D B A D

Anotações