INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DO PIAUÍ

DIRETORIA DE ENSINO

DEPARTAMENTO DE INFORMAÇÃO, AMBIENTE, SAÚDE E PRODUÇÃO

ALIMENTÍCIA

CURSO DE TECNOLOGIA EM ALIMENTOS

DISCIPLINA: BIOQUIMICA DOS ALIMENTOS

PROFESSORA: NÍVEA MARIA

ANA KAROLINE NOGUEIRA

DALANE MENDES

HÉRICA DINIZ

JONNY REGIS

MARACÉLIA CARLA

NAYARA

ROSA KELLY

VÂNIA LANARA

PRÁTICA DE ESCURECIMENTO

(ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO E NÃO ENZIMÁTICO)

TERESINA

JUNHO 2013

Sumário

1 - INTRODUÇÃO 1

2.0 – OBJETIVOS 3

2.1 – OBJETIVOS GERAIS 32.1 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3

3.0 – MATERIAIS E METÓDOS 4

3.1 – MATERIAIS 43.2 – MÉTODOS 4

3.2.1 – Escurecimento enzimático 43.2.2 – Escurecimento não enzimático - Caramelização 53.2.3 – Escurecimento não enzimático – Reação de Maillard 5

4.0 –RESULTADOS E DISCUSSÃO 6

4.1 – ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO 64.2 – ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO - CARAMELIZAÇÃO 84.3 – ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO – REAÇÃO DE MAILLARD 9

5 - CONCLUSÃO 11

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 12

1 - INTRODUÇÃO

Os carboidratos são também chamados glicídios, hidratos de carbono

ou açúcares. Eles podem ser divididos em três grupos; monossacarídeos -

açúcares simples, dissacarídeos - açúcares formados pela combinação de

duas moléculas de monossacarídeos, polissacarídeos - carboidratos formados

pela combinação de muitas moléculas de monossacarídeos. (LOPES et.al

2005)

Os carboidratos são constituídos geralmente por carbono, hidrogênio e

oxigênio. Um exemplo disso é a glicose, cuja função básica é fornecer energia

para as atividades vitais. As hexoses (glicose, frutose e galactose), têm papel

predominantemente energético, além disso, são unidades de formação de

carboidratos mais complexos. As pentoses compõem as moléculas de DNA e

RNA; trioses, tetroses, pentoses e hexoses são compostos intermediários na

respiração celular aeróbia e na fotossíntese. (FAVARETTO et.al 2005)

Nos alimentos destacam-se duas reações químicas de escurecimento

que envolve carboidratos e merecem destaque pelos seus efeitos e pela sua

frequência. São as reações que provocam o escurecimento de alimentos,

conhecidas como caramelização e a reação de Maillard. Nas duas reações

ocorre degradação dos carboidratos com formação de produtos (novos

compostos) escuros e de alto peso molecular.

As reações de escurecimento podem ser desejáveis ou não, são

desejadas em produtos de confeitaria (bolos, bolachas, balas, biscoitos, pães e

assados em geral), carnes assadas, batatas fritas, amendoim, café torrado,

cerveja escura. E devem ser evitadas em alguns alimentos, principalmente os

desidratados armazenados por longo tempo (leite em pó, ovo em pó), pescado

salgado e seco e sucos de frutas.

A reação de caramelização envolve a degradação de açúcares. Os

açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao aquecimento, mas em

temperaturas maiores que 120oC são degradados a produtos de alto peso

molecular e escuro, denominados caramelos. A reação de Maillard é uma

reação de escurecimento não enzimático, caracterizada pela junção do grupo

carbonila dos açúcares redutores com o grupo amínico dos aminoácidos de

proteínas ou peptídeos. Esta é uma reação extremamente complexa que se

desenrola numa série de etapas onde ocorrem combinações; rearranjos

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(chamados arranjos de Armadori); a formação da base de Schiff; a degradação

de Strecker e algumas reações intermediárias, onde, de algumas delas surgem

o furfural ou o hidroximetilfurfural, que é polimerizado, originando as

melanoidinas.

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2.0 - OBJETIVOS

2.1 - Objetivos Gerais

o Verificar as reações de escurecimento na maçã, cebola e sacarose.

2.2 - Objetivos Específicos

o Analisar a ação do metabissulfito, suco de limão, branqueamento e a

temperatura sob a maçã.

o Realizar a caramelização com a sacarose

o Observar a reação de Maillard na cebola.

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3.0 – MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 – Materiais

Maçã

Faca

Fogão

Água gelada

Suco de limão

Metabissulfito de sódio

Becker de 100 ml

Espátula

30g de sacarose

Água destilada

Balança analítica

Placa de aquecimento

Cebola

Óleo

Frigideira

Bicarbonato de sódio

3.2 – Métodos

3.2.1- Escurecimento enzimático

Foi cortada uma maçã em quatro partes iguais e separadas em

seguida. O primeiro pedaço da maçã ficou exposto à temperatura ambiente, no

segundo pedaço foi adicionado o suco do limão, o terceiro pedaço da maçã foi

imerso em solução de metabissulfito e reservado, e o ultimo pedaço da maçã

foi submetido ao processo de branqueamento, que consiste em imergir o

alimento em água quente por aproximadamente dois minutos e em seguida

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resfriado em água gelada. Após esses procedimentos foi aguardado o tempo

de 1hora para verificar as mudanças que ocorreram na amostra.

3.2.2 – Escurecimento não enzimático – Caramelização

Foi pesada uma porção de 10g de sacarose em um Becker de

100 ml. Em seguida pipetado 10 ml de água destilada e adicionado ao Becker.

Após a agitação foi levado para o aquecimento iniciando o processo de

caramelização.

3.2.3 – Escurecimento não enzimático - Reação de Maillard

Foi cortada uma cebola em pequenos pedaços e em seguida

colocada dentro de uma frigideira com óleo quente. Dentro da frigideira a

amostra foi dividida ao meio e em partes iguais, em uma delas foi adicionada

uma pitada de bicarbonato de sódio e verificado as mudanças ocorridas.

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4.0 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 – Escurecimento enzimático

Após trinta minutos foi verificada a condição em que as fatias de

maçãs se encontravam constatando pigmentos escuros na que permaneceu a

temperatura ambiente sem qualquer adição de compostos e um fraco

escurecimento na que passara pelo processo de branqueamento. Enquanto as

que tiveram adicionadas suco de limão e metabissulfito não demonstraram

nenhum traço.

Devia ter sido feito experimento com a imersão de uma fatia de maçã

em gelo, todavia os alunos não levaram para a aula prática este último item.

Figura 1 Maçã a temperatura ambiente, adição de suco de limão, após o branqueamento

e com metabissulfito respectivamente.

A presença desse escurecimento ocorre como uma resposta a injúrias

físicas e fisiológicas (impactos, abrasões, excesso de CO2) sendo resultado da

oxidação de compostos fenólicos (PORTE e MAIA, 2001; VILAS BOAS, 2002).

Tendo como produto final a quinona, que rapidamente se condessa, formando

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pigmentos escuros insolúveis denominados melanina, ou reage não

enzimaticamente com outros compostos fenólicos, aminoácidos e proteínas

formando também melanina. (LUPETTI et al., 2005).

O grau de escurecimento depende da presença de oxigênio,

substâncias redutoras, íons metálicos, pH, temperatura, e atividade de

diferentes enzimas oxidativas, especialmente a polifenoloxidase (PPO) e a

peroxidase (POD) (LÓPEZ-NICOLÁS et al., 2007).

O escurecimento enzimático pode ser controlado por diferentes

métodos, um deles é o branqueamento que consiste de mergulhar frutas e

hortaliças em água fervente ou trata-las com vapor para em seguida ocorrer um

rápido resfriamento. Assim ocorrendo um choque térmico inativando as

enzimas responsáveis pela oxidação, impedindo que a reação de degradação

se prolongue com o tempo.

Outro método utilizado é a adição de sulfitos, no caso metabissulfito,

que vão eliminar a presença de oxigênio para inibir as reações inerentes à

oxidação por atividades enzimáticas (CAVALCANTI, 2003). Uma ação similar

ocorre com adição do suco de limão sob a fatia, que devido conter ácido

ascórbico ocasiona o abaixamento do pH inibido a reação de escurecimento e

outras reações oxidativas. (SAPERS e MILLER, 1998).

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4.2 – Escurecimento não enzimático - Caramelização

Inicialmente a coloração que a solução adquire é amarela clara e com

o passar do tempo a tonalidade se intensifica até tornar-se marrom claro, que é

o ponto onde fora decidido parar a caramelização, mas se continuasse a

tonalidade se tornaria negra.

Figura 2 - Reações de caramelização.

A caramelização se dá pela degradação de açúcares em ausência de

aminoácidos ou proteínas, logo sem a presença de enzimas, podendo ocorrer

tanto em meio ácido quanto em meio básico, envolvendo altas temperaturas e

tem como produtos finais compostos escuros de composição complexa. E

envolve várias reações, tais como hidrólise, degradação, eliminação e

condensação. (Berk, 1976).

Inicialmente os açúcares sofrem desidratação e após a condensação

ou polimerização se formam moléculas complexas de peso molecular variado.

Um produto ligeiramente colorido com sabor agradável de caramelo é

produzido. Porém como a reação continua mais moléculas de alto peso

molecular são formadas e o sabor vai ficando mais amargo, em outros termos

haverá carbonização ou queima.

As reações são auto catalisadas pelo desprendimento de água e

aceleradas pelo calor e umidade.

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4.3 – Escurecimento não enzimático - Reação de Maillard

A parte da cebola que teve a adição de bicarbonato de sódio

escureceu rapidamente enquanto a que se manteve sem permaneceu com sua

cor por alguns minutos antes de iniciar o procedimento de escurecimento.

Isso se deve a presença do bicarbonato de sódio provocando a

modificação do pH da cebola que na forma in natura apresenta pH 5,

implicando em aproximá-lo do pH ótimo para ocorrência do escurecimento.

Figura 3 Cebola antes e depois da adição do bicarbonato de sódio.

O tipo de escurecimento que aconteceu na cebola é denominado

Reação de Maillard, onde há reação entre aldeído (açúcar redutor) e grupos

amina de aminoácidos, peptídeos e proteínas em seu estado inicial, seguida de

várias etapas culminando com a formação do pigmento escuro, melanoidinas.

Influenciando no sabor e cor do produto. (Araújo, 1999).

A reação ocorre em três estádios, primeiramente há a condensação

entre o açúcar redutor e o grupamento amínicos formando os produtos do

rearranjo de Amadori (quando o açúcar em uma aldose) ou levando os

produtos de Heyns (quando o açúcar é uma cetose); estes dois compostos

levam ao inicio da etapa intermediária, ocasionando a fragmentação dos

compostos de Amadori e à formação de produtos sem coloração e liberando o

grupamento amínico; no estágio final há a desidratação, ciclização e reações

de polimerização nas quais há a participação dos grupos amínicos, formando

pigmentos poliméricos de coloração marrom, como as melanoidinas. É nesta

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etapa que acontece a formação da coloração marrom característica com mais

intensidade. (CHEVALIER et al., 2001; QIU et al., 2005).

A reação de Maillard pode seguir por diferentes rotas dependendo

fortemente das condições do meio, como temperatura, pH, tempo e a

composição química (BOEKEL, 2006; BOURAIS et al., 2006). Por isso quando

ocorreu a adição de bicarbonato de sódio, a reação acelerou aliada aos demais

fatores.

Figura 4 - Reação química de Maillard

Fonte: google.com

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5 – CONCLUSÃO

Tendo em vista os resultados obtidos, as seguintes conclusões

podem ser estabelecidas:

1. A imersão em suco de limão e metabissulfito mostraram resultados

mais eficientes na inibição de escurecimento enzimático do que o

método de branqueamento.

2. Na reação de caramelização os processos ocorreram de modo

esperado, podendo ocorrer tanto em meio ácido quanto em meio

básico.

3. Para a reação de Maillard, a adição de bicarbonato de sódio

acelerou o procedimento de escurecimento.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

PORTE, A.; MAIA, L. H. Alterações fisiológicas, bioquímicas e

microbiológicas de alimentos minimamente processados. B. CEPPA,

Curitiba, v. 19, n. 1, p. 105-118, jan./jun. 2001

VILAS BOAS, E. V. B. Qualidade de alimentos vegetais. Lavras:

UFLA/FAEPE, 2002b. p. 59

LUPETTI, K. O.; CARVALHO, L. C.; MOURA, A. A.; FATIBELLO-FILHO, O.

Análise de imagem em química analítica: empregando metodologias

simples e didáticas para entender e prevenir o escurecimento de tecidos

vegetais. Química Nova, v.28, n.3, p.548-554, 2005.

LOPEZ-ZSERRANO. Purification and characterization of a basic

peroxidase isoenzyme from strawberries. Food chemistry, 1996

CAMARGO, L. S. As hortaliças e seu cultivo. Campinas: Fundação

Cargill,p.252, 1992.

CAMARGO, R. Tecnologia dos produtos agropecuários. São Paulo: Nobel, 1986. 123 p.OETTERER, MARILIA. Fundamentos de ciência e tecnologia em alimentos.

São Paulo: Manole, 2006.

CAVALCANTI, L. B. Variações das condições hidrológicas e da clorofila a associadas ao cultivo do camarão marinho Litopenaeus vannamei (Boone, 1931),na região estuarina do rio Paraíba do Norte (Paraíba – Brasil). Tese de Doutorado 148 p., Recife, 2003. BERK, Z. Braverman's introduction to the biochemistry of foods. Elsevier: Amsterdam. 1976SAPERS, G. M.; MILLER, R. L. Browning inhibition in fresh-cut pears. Journal. Food Science, v. 63, n. 2, p. 342-346, 1998.BOEKEL, M. A. J. S. Van. Formation of flavour compounds in the Maillard reaction. Biotechnology Advances, v. 24, n. 2, p. 230-233, 2006. BOURAIS, I.; AMINE, A.; MOSCONI, D.; PALESCHI, G. Investigation of glycated protein assay for assessing heat treatment effect in food samples and protein–sugar models. Food Chemistry, v. 96, n. 3, p. 485-490, 2006.Araújo, J.M.A Química de alimentos: teoria e prática. 2º edição. Viçosa: UFV, 1999CHEVALIER, F.; CHOBERT, J.; POPINEAU, Y.; NICOLAS, M. G.; HAERTLÉ, T. Improvement of functional properties of b-lactoglobulin glycated through the Maillard reaction is related to the nature of the sugar. International Dairy Journal, v. 11, n. 3, p. 145-152, 2001

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QIU, Z.; STOWELL, J. G.; MORRIS, K. R.; BYRN, S. R.; PINA, R. Kinetic study of the Maillard reaction between metoclopramide hydrochloride and lactose. International Journal of Pharmaceutics, v. 303, n. 1-2, p. 20-30, 2005.

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