Água

Química e Bioquímica dos AlimentosCurso Superior de Tecnologia de AlimentosFaculdade SENAI de Tecnologia Horácio Augusto da Silveira

Boas Vindas....

Informações Gerais

• Docente: Maria Luiza Marchiori Visintin Formigoni (Malu)

• Total de Aulas – 150 aulas de 50 minutos cada aula• Horário:

• Semana Ímpar: Segunda-Feira (2 primeiras aulas) Quinta-Feira (5 aulas)

• Semana Par: Segunda-Feira (5aulas) Quinta-Feira (3 últimas aulas)

Aulas Práticas: Segunda-Feira (Turmas divididas)

Química e Bioquímica dos Alimentos

• Módulo Básico• Objetivo: Desenvolver a compreensão das transformações

químicas e bioquímicas que ocorrem durante o processamento dos alimentos.

• Conhecimentos• Proteínas: Classificação, Estrutura, Propriedades físicas, químicas

e funcionais;• Água;• Lipídios: Ácidos graxos; Reações químicas;• Carboidratos: Monossacarídeos; Glicídeos; Dissacarídeos;

Oligossacarídeos; Reações Químicas;• Amido: Estrutura, Gelatinização, Retrogadação, Amidos

modificados; Glicogênio;

Química e Bioquímica dos Alimentos

• Conhecimentos• Celulose; Hemicelulose; Pectinas; Gomas; • Pigmentos; Flavonóides; Betalanínas; Taninos; Pigmentos

Quinoidais; Riboflavina;• Vitaminas Lipossolúveis; Vitaminas Hidrossolúveis;• Enzimas: Atividade biológica, Ação catalisadora, Especificidade,

Estrutura, Cinética das reações enzimáticas, Utilização de enzimas em tecnologia de alimentos.

• Energética Bioquímica, Bioquímica do rigor mortis, Fisiologia pós colheita

Química e Bioquímica dos Alimentos• Competências Específicas (Capacidades Técnicas):

• Aplicar princípios de química na produção de alimentos.• Aplicar princípios de bioquímica na produção de alimentos .• Identificar as variáveis que interferem na qualidade do produto.• Aplicar legislação sobre aditivos e ingredientes .• Utilizar legislações e normas de alimentos.• Utilizar legislações pertinentes (de padrões microbiológicos,

padrão de identidade e qualidade) .• Utilizar legislações e normas de segurança dos alimentos (BPF e

APPCC).• Identificar os ingredientes, matéria prima e aditivos .• Identificar propriedades físico-químicas e microbiológicas dos

ingredientes, matéria prima e aditivos.• Utilizar conceitos de segurança dos alimentos.

Química e Bioquímica dos Alimentos• Competências de Gestão (Capacidades sociais, metodológicas e

organizativas):

• Ter visão sistêmica • Ser observador • Ter raciocínio lógico • Ter iniciativa • Ter capacidade de análise • Ter ética profissional• Ser crítico• Ser organizado• Ser comunicativo• Manter relacionamento interpessoal • Trabalhar em equipe• Argumentar tecnicamente • Prever consequências• Saber ouvir• Ter objetividade• Respeitar normas e legislações de qualidade e segurança dos alimentos

Bibliografia Básica• BOBBIO, P. A. ; BOBBIO, F. O. Química do Processamento de

Alimentos. 2 ed. São Paulo: Varela, 1992, 151 p.• BOBBIO, P. A. ; BOBBIO, F. O. Introdução a Química dos

Alimentos. 2 ed. São Paulo: Varela, 1992, 151 p.• LENHINGER, A. L.; NELSON, D. L; COX, M. M. Princípios de

Bioquímica. 2 ed. São Paulo: Sarvier, 2000. 839.• RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI, E. A. G. Química de alimentos. São Paulo:

IMT/ Edgard Blücher, 2004. 184p.• STRYER, L. Bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara, 1992, 881p.

Bibliografia Complementar• ARAÚJO, J.M.A. Química de Alimentos: teoria e prática. 3. ed.

Viçosa: UFV, 2004. 478p.• BELITZ, H.D.; GROSH, W. Food Chemistry. 2 ed. Berlim:

Springer, 1999. 992 p.• DAMODARAN, S.; PARKIN, K. L.; FENNEMA, O. R. Química de

alimentos de FENNEMA. Porto Alegre: Artmed, 2010. 900p.• KOBLITZ, M. G. B. BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS – Teoria e

Aplicações Práticas. 1 ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, 2008.

• POTTER, N.N.; HOTCHKISS, J.H. Food Science. 5 ed. Maryland: Aspen, 1998. 608 p.

• SGARBIERI, V.C. Proteínas em alimentos protéicos: propriedades, degradações, modificações. São Paulo: Editora-Livraria Varela, 1996. 517 p.

ÁguaCurso Superior de Tecnologia de AlimentosFaculdade SENAI de Tecnologia Horácio Augusto da Silveira

Água

• A molécula de água• Água no estado vapor, sólido e líquido

• Interação água – soluto• Atividade de água

• Isotermas de sorção e histerese• Atividade de água e conservação dos alimentos

Água

• Essencial aos seres vivos.• Desempenha funções importantes: Estabilizador

da temperatura do corpo, Transportador de nutrientes e de produtos de degradação, Reagente e Meio de Reação.

• Pode ocorrer como componente intracelular ou extracelular, em vegetais e animais e apresenta-se com teor variável nos diferentes alimentos.

Água

• A água na quantidade, localização e estrutura adequada é essencial para o processo vital, influencia na textura, na aparência, no sabor e na deterioração química e microbiológica dos alimentos.

• Métodos de Conservação.

Alimento Teor de Água (g/100g)

Carnes 50-70

Maçã, laranja 85-90

Leite em pó, ovo desidratado 9-12

Cenoura, batata 80-90

Pão francês 30-35

Arroz cru, milho cru 12-15

Fonte: Adaptado de Franco (1992)

Molécula de Água

• As propriedades da água são atribuídas a sua estrutura:

H – O - H104°30”

0,0957nm

Apresenta a forma de um tetraedro

distorcido

Molécula de Água

• A estrutura tetraédrica confere: • Baixa densidade molecular;• Baixo volume;

• Diferença de cargas resulta:• Alto valor de constante dielétrica• Alto momento dipolar (Trata-se do mais alto momento dipolar

entre as moléculas angulares triatômicas)

Garantem as propriedades especiais da água como

SOLVENTE

Molécula de ÁguaPropriedade H2O H2S NH3

PM (g) 18 34 17Densidade (g/ml) 1,000 1,19 (liq) 0,6818 (liq)Viscosidade (kg/(m·s)) 1,002 -- --PE (°C) 100 -60 -33PF (°C) 0 -83 -78Calor latente de vaporização (cal/mol)

9,750 4,500 5,560

Calor latente de liquefação (cal/mol)

80 -- 84

Constante dielétrica 80,4 (20°C) 5,75 (10°C) 22 (-34°C)Momento dipolar (D) (Debye)

1,84 -- --

Fonte: Adaptado BOBBIO

Altos valores das propriedades caloríficas são importantes nas operações de secagem e

congelamento

Água no estado líquido

• Pode se ligar a quatro outras moléculas de água – Por meio de pontes de hidrogênio tridimensionais.

Ponte de Hidrogênio•Ligação eletrostática dipolo-

dipolo .•Ocorre entre Hidrogênio e

Átomos eletronegativos•(F>O>N)

Água no estado vapor

• O aumento da temperatura permite o aumento de energia das moléculas ocasionando o afastamento e o aumento da velocidade de ruptura e formação de pontes de hidrogênio.

• Quando ocorrer o rompimento das pontes de hidrogênio a água passa do estado líquido para o estado de vapor. (calor latente de vaporização).

• Ocorre o aumento de volume.

Água no estado sólido

• O resfriamento de uma massa de água, diminui a energia do sistema assim como os movimentos moleculares, isso permite a formação de um maior número de pontes de hidrogênio e do retículo cristalino (que ocupa um volume maior do que a água no estado líquido).

Água no estado sólido, líquido e vapor

Disponível em: http://i40.tinypic.com/aawtvc.jpg

B

D

C A

D = Ponto TriploAD = Linha de vaporizaçãoBD = linha de solidificação

CD = Linha de fusão

Interação de Água - Soluto

• A adição de sólidos a água resulta em alterações das suas propriedades e também do sólido adicionado.

• Água interage fortemente com substâncias hidrofílicas, por meio de ligações iônicas, dipolo-dipolo ou covalentes.

• Água presente nos alimentos encontra-se em duas formas:

Água Ligada Água Livre

Interação de Água - Soluto

Água LigadaÁgua em contato com soluto e outros constituintes não aquosos,

que exibe mobilidade reduzida e não congela a -40°C.Se divide em: Água constitucional, Água vicinal, Água de

multicamadas.

Água LivreÁgua que apresenta as mesmas propriedades da água pura, que

está disponível para o crescimento de microrganismos e para reações enzimáticas, mas que não flui livremente do alimento

quando o mesmo é cortado.Relaciona-se com o termo “CAPACIDADE DE LIGAR ÁGUA”

Atividade de Água

Atividade de Água

• Conceito: é a relação entre a pressão de vapor da água em um alimento e a pressão de vapor da água pura

• aa (ou aw)

• aw da água pura é igual a 1

• aw em alimentos entre < 1

Pv H2O alimento

aa = Pv H2O

Atividade de Água

• No equilíbrio:

aw =URE/100

• URE = Umidade relativa de equilíbrio.• aw é uma propriedade do produto

• URE é uma característica da atmosfera em equilíbrio

Atividade de ÁguaAlimento Atividade de água

Carne fresca 0,98

Queijo 0,97

Compotas 0,88

Salame 0,83

Fruta seca 0,76

Mel 0,75

Macarrão seco 0,50

Fonte:Adaptado de Coulate (2004)

Reflexão: Teor de Umidade x Atividade de Água

Atividade de Água

• Métodos de determinação da atividade de água:

• Ponto de Congelamento• Sensores de Umidade• Equilíbrio em uma umidade relativa constante

Isotermas de sorção e histerese

• Isotermas de sorção - Tratam-se de gráficos que relacionam o teor de água do alimento, expresso como massa de água por unidade de massa de matéria seca da amostra, com sua atividade de água em uma temperatura constante.

• Fornecem informações úteis para os processos de secagem, concentração e hidratação de alimentos.

• Podem ser de Adsorção (para produtos higroscópicos) e de Desorção (para processos de secagem)


Disponível em: http://1.bp.blogspot.com/_Mz8ozpDdEdQ/S8ri6XznxyI/AAAAAAAAAN0/E7WrjmAgCew/s1600/atividade+da+agua+em+alimentos.jpg

A maioria das isotermas de sorção de água dos alimentos apresenta forma sigmóide, com pequenas variações conforme a estrutura física, a composição química, a temperatura e a capacidade de retenção de água do alimento.


É a água maisfortemente

ligada emenos móvel.

É a água correspondente àscamadas de hidratação dos

constituintes solúveis (proteínas,

sais, açúcares)

Maior parteda água

dos tecidosfrescos.Pontes de hidrogênio e

interações dipolo-dipolo ouretida fisicamente.

Disponível em: http://bioquimica.ufcspa.edu.br/pg2/pgs/tecnologia/atividadedagua.pdf


Para o mesmo conteúdo em água, a aw aumenta àmedida que a temperatura se eleva.




Histerese das isotermas de sorção de água: a isoterma de

adsorção para um determinado produto não é equivalente à

isoterma de dessorção.

Os alimentos com um aw determinada, a uma temperatura

constante, sempre apresentam maior conteúdo de água durante a

dessorção do que na adsorção.

Atividade de Água e Conservação de Alimentos



• Os alimentos são classificados em função da atividade de água em 3 grupos:

• Alimentos com baixa umidade (aw até 0,60)

• Alimentos com umidade intermediária (aw entre 0,60 e 0,90)

• Alimentos com alta umidade (aw com valores acima de 0,90)


• Nos alimentos em que a aw > 0,90 – Poderão formar-se soluções diluídas com os componentes do alimento que serão substratos para os microrganismos crescerem. As reações químicas e enzimáticas podem ter sua velocidade reduzida em função da baixa concentração de reagentes.

• Alimentos com aw na faixa de 0,4 a 0,8 – Velocidade das reações químicas e enzimáticas aumentem devido a elevação nas concentrações dos reagentes. Em regiões de aw menor ou igual a 0,60, o crescimento de microrganismos é mínimo.


• Se a aw for menor ou igual a 0,30, verifica-se que a água da monocamada não está disponível para as reações químicas e enzimáticas e para o crescimento de microrganismos. Porém, a velocidade de rancidez oxidativa é máxima nessa faixa de água, reduz com a elevação da atividade e aumenta novamente com o acréscimo da atividade.

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