Universidade Federal do Cear Centro de Cincias Agrrias Departamento de Engenharia de Pesca Laboratrio de Recursos Aquticos - LARAq

PROCESSAMENTO (TECNOLOGIA) DO PESCADO I

(MATERIAL DIDTICO TERICO)

Edio: 2006

(Setembro/2006)

PROFESSOR EVERARDO LIMA MAIA

FORTALEZA CEAR

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UNIDADE I O PESCADO COMO MATRIA-PRIMA

A) CONCEITOS BSICOS SOBRE PESCADO

A.1) PROCESSAMENTO DO PESCADO Trata do pescado desde a sua captura at o consumidor final, utilizando tcnicas adequadas de manipulao, higiene, beneficiamento, armazenamento e transporte, visando manter o produto em bom estado de conservao para o consumo.

A.2) REAS RELACIONADAS AO PROCESSAMENTO DO PESCADO Para alcanar uma melhor eficincia no PROCESSAMENTO DO PESCADO, que

tambm pode ser chamado de TECNOLOGIA, BENEFICIAMENTO OU INDUSTRIALIZAO DO PESCADO, recomendvel associar os conhecimentos em diversas outras reas, a saber: A.2.1) ENGENHARIA DE PESCA Tecnologia da pesca : onde faz-se necessrio ter conhecimentos sobre mtodos e artes de

captura do pescado, avaliao dos recursos pesqueiros, biologia da pesca, classificao, fisiologia, anatomia, ecologia, etc.

Aqicultura : criao de peixes e outros organismos em cativeiro; Limnologia : compreender a importncia da penetrao de luz, calor, oxignio dissolvido,

Demanda Bioqumica (DBO) e Demanda Qumica de Oxignio (DQO). A.2.2) ENGENHARIA DE ALIMENTOS

- Desenvolvimento de equipamentos e instalaes otimizadas para processamento do pescado. A.2.3) ENGENHARIA NAVAL

- construo de barcos adequados para espcies especficas de pescado, instalaes de cmaras frigorficas e lay-out das artes de pescas. A.2.4) OCEANOGRAFIA

- Conhecimento sobre algumas propriedades da gua do mar, tais como, salinidade, temperatura, profundidade, estudo das correntes marinhas, etc. A.2.5) ECONOMIA anlise dos investimentos, custos, lucros, retorno do capital envolvido na elaborao e comercializao dos produtos processados. A.2.6) MICROBIOLOGIA

conhecimento, controle e mtodos de preveno dos principais microrganismos envolvidos em cada produtos elaborados. A.2.7) QUMICA E BIOQUMICA DE ALIMENTOS

fornecer informaes sobre as principais transformaes qumicas e bioqumicas que ocorrem com o pescado, desde sua captura at o processamento e estocagem final dos diversos produtos elaborados. A.2.8) NUTRIO ANIMAL E HUMANA

conhecer informaes bsicas sobre o tipo de alimentao preferida pela pescado e seus reflexos sobre a composio qumica e nutrientes de importncia, tambm para a alimentao humana, que trata-se do elo final na cadeia natural alimentar de seres vivos. A.3) CLASSIFICAO DO PESCADO Pescado uma denominao ampla que engloba diversos organismos animais (peixes, mariscos, quelnios, mamferos e anfbios) e vegetais (algas) coletados vivos ou no em seus

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ambientes aquticos (gua salgada, doce, salobra), podendo ser usado na alimentao humana ou em outras finalidades comerciais.

Os diferentes tipos de pescado podem ser classificados em 6 grandes categorias, que so as seguintes:

A.3.1) PEIXES Segundo dados da FAO (1999) existem aproximadamente cerca de 28.000 diferentes

espcies de peixes identificadas. Desse total, 11.500 (~40%) espcies so peixes exclusivamente de gua doce e cerca de 300 (1% ) so de espcies didromas, isto , de habitat parcial em gua doce e salgada. Os peixes de gua salgada representam 58% do total, o que equivalente a cerca de 16.200 espcies.

De acordo com o tipo de esqueleto, os peixes so classificados como: (1) Telesteos ou actinopteriges so peixes que apresentam:

um esqueleto sseo com muitas vrtebras; diversos tipos de escamas; presena de bexiga natatria; amnia (NH3) como principal metablito de excreo. espcies representativas:

a) Pargo, Lutjanus purpureus b) Cioba ou caranho vermelho, Lutjanus analis.

TOTAL DE ESPCIES DE PEIXES (28.000)

PEIXES MARINHOS ( ~ 60%)

PEIXES DE GUA DOCE ( ~ 40%)

GUA SALOBRA ( ~ 1%)

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c) Tilpia niltica, Oreochromis niloticus d)Tilpia vermelha, Oreochromis sp.

e) Surubim ou cachara, Pseudoplatystoma fasciatum f) Peixe voador, Hirundichthys affinis.

(2) Cartilaginosos ou elasmobranchs so peixes que apresentam:

Esqueleto cartilaginoso (sem osso verdadeiro), com muitas vrtebras; Escamas so do tipo placides; Ausncia de bexiga natatria; Apresenta uria [CO(NH2)2] como principal metablito de excreo. Espcies representativas: (a) Tubares (Lombo preto, Prionace glauca, Sete guelras; Notorynchus cepedianus)

Fonte: http://www.marinebiodiversity.ca/shark/english/images/key3%20copy.jpg

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(b) Caes (Lixa, Ginglymostoma cirratum; sicuri branco, Carcharhynus porosus), etc. (c) arraias ou raias (skates; rays).

Fonte: http://www.mun.ca/biology/scarr/Fig28-12.htm

A.3..2) MARISCOS so invertebrados que apresentam uma carapaa ou concha de alguma

forma. So divididos em crustceos e moluscos. (1) Crustceos So animais com extremidades articuladas e carapaa dura. Geralmente apresentam cefalotrax e abdome. Exemplos: Lagostas

Camaro do Pacfico, Litopenaeus vannamei.

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Caranguejos e siris

(2) Moluscos apresentam corpo mole coberto por um manto fino, carnoso e comumente abrigado em uma concha calcria externa. Podem ser divididos nas seguintes classes: (2.1) Cefalpodes So animais que apresentam tentculos ligados cabea, corpo mole coberto por um manto fino e desprovido de concha, exceo de Nautilus. Exemplos:

Polvo (a) e Choco (b)

Lula ou calamar

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(2.2) Bivalve So animais com o corpo mole includo em uma concha rgida de duas partes. Podem ocorrer em gua salgada ou doce. Exemplos: Ostra (oysters)

Mexilho (mussel e clam)

Vieira (scallop)

(2.3) Gastrpodes So animais que apresentam o corpo mole envolvido por apenas uma concha, isto , so univalves. So encontrados em todos os principais habitates terrestres, de gua doce e marinha. Exemplos:

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Abalone ou haliote e Escargot (snail)

Conchas

A.3.3) Rpteis - So animais cujo modo de locomoo atravs de rastejamento, roando o ventre no solo.

De modo geral apresentam as seguintes caractersticas (STORER et al., 1984): 1) Corpo: coberto com pele seca e cornificada (no mucosa), geralmente com escamas ou

escudos e poucas glndulas superficiais; 2) Esqueleto: So vertebrados por possurem endoesqueleto cartilaginoso ou sseo 3) O sistema digestivo completo, com glndulas bem desenvolvidas, como fgado e

pncreas. 4) Respirao: pulmes e brnquias ausentes. 5) Reproduo atravs de ovos grandes. Estes podem ser consumidos pelos seres humanos. 6) Sua pele pode ser usada para confeco de sapatos, bolsas, etc. 7) A carne de tartaruga e de jacar podem ser consumidas pelos seres humanos. 8) A concha ou carapaa de tartaruga pode ser usada na fabricao de pentes e diversos

adornos. Exemplos: Jacars (Ordem Crocodilia) e; tartarugas (Ordem Chelonia)

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A.3.4) Anfbios Vivem parcialmente na gua doce e na terra. Situam-se entre os peixes e os rpteis. Exemplos: Rs, jias e sapos

R, Rana catesbeiana Segundo STORER et al. (1984), as seguintes caractersticas ocorrem nestes

animais: 1) Pele: mida e glandular; sem escamas externas; 2) Esqueleto: sseo em grande extenso, podendo ter ou no costelas, dependendo da

espcie. No girino jovem, o esqueleto cartilaginoso, passando para sseo com a idade; 3) Respirao: atravs de brnquias, pulmes, pele e mucosa bucal; e 4) Sapos e rs podem ser utilisados como alimento humano.

A.3.5) Mamferos Aquticos O termo mamfero refere-se s glndulas mamrias das fmeas, que fornecem leite para amamentar os filhotes (STORER et al., 1984). Exemplos incluem: Ordem cetcea: Baleias (cachalotes ou baleia-de-espermacete; baleia-jubarte, Megaptera novaeangliae),. Golfinho Atlantic bottlenose, Tursiops truncatus Boto marinho, Sotalia fluviatillis

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Algumas caractersticas interessantes incluem-se (STORER et al., 1984): 1) Presena de nadadeiras ou barbatanas; 2) Por baixo da pele apresentam uma grossa camada de gordura (panculo adiposo). A pele

tambm contm glndulas sebceas que produzem gordura lubrificante; 3) Respirao atravs de pulmes; 4) A baleia cachalote tem um grande reservatrio na cabea que produz o espermacete rico

em leo de uso lubrificante. No seu estmago produzido o MBAR-CINZENTO, uma substncia importante na indstria de perfumes carssimos.

Ordem sirenia: Peixe-boi (gua doce ou marinha). a) Peixe-boi-marinho, Trichechus manatus b) Peixe-boi-da-Amaznia, Trichechus inunguis

Principais caractersticas: 1) sua carne considerada deliciosa. 2) Chegam a atingir 4 metros de comprimento e pesar cerca de 1,5 toneladas. 3) Apresentam barbatanas ou nadadeiras.

Ordem Pinnipedia: lobos, focas, lees e elefantes marinhos.

a) Leo marinho da Califrinia, Zalophys californianus b) Lobo marinho

Principais aspectos: 1) Pele bastante espessa e peluda, geralmente de alto valor comercial 2) Sob a pele, como os cetceos, h uma camada de gordura que funciona como isolante

trmico do corpo e reserva energtica.

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A.3.6) Algas - So organismos vegetais fotossintticos unicelulares abundantes em guas doce e marinha. (1) CLASSIFICAO DAS ALGAS MARINHAS (SEAWEEDS) As algas marinhas so classificadas em trs grandes categorias baseada na sua pigmentao, como (1) vermelha ou Rhodophyceae, (2) marrom ou Phaeophyceae (3) verde ou Chlorophyceae. Estas trs categorias de algas so consideradas como MACRO-ALGAS para diferenci-las das MICRO-ALGAS diatomceas e cianofceas (Cyanophyceae) (algas azuis esverdeadas

ou azuis) ou cianobactrias, por serem compostas principalmente algas unicelulares microscpicas que proliferam em gua doce e marinhas. (2) INFORMAES NUTRICIONAIS E TECNOLGICA SOBRE ALGAS (2.1) ALGAS VERMELHAS

Com cerca de 4.000 espcies, a maioria de habitat marinho, as algas vermelhas apresentam-se numa faixa morfolgica de organismos unicelulares simples, filamentos mono ou multiramificados a complexos multiaxiais incrustados ou dispostos verticalmente. Seus pigmentos incluem a clorofila a, ficobiliprotenas (ficoeritrina vermelha - a forma mais predominante -, e ficocianina azul), bem como, carotenos, lutena e zeaxantina. (www.mbari.org/staff/conn/botany/flora/reds.htm)

Do ponto de vista comercial e nutricional as algas vermelhas mais importantes so: 1) Porphyra spp.

(A) Nori, Porphyra umbilicalis; Fonte: http://omp.gso.uri.edu/doee/biota/algae/rhodo/porph.htm) (B) Folhas secas de Nori, P.perforata e (C) Nori desidratada para sushi (Fonte: http://waynesword.palomar.edu/algae1.htm )

Conhecida como nori no Japo, zicai na China e purple laver na Inglaterra. Pode ser consumida crua ou cortada em tiras ou triturada. usada para envolver bolas de arroz cozido (sushi).

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Indicada para tratamento de cabelo, unha e pele pelo seu elevado teor de vitamina A. Contm ainda, teores considerveis de vitamina C (equivalente ao limo) e B12.

Devido presena de vitamina E, tem sido usada na formulao de cremes faciais e como antioxidante natural contra a oxidao lipdica e formao de radicais livres indesejveis.

Tem alto teor de protena (25 a 35% do peso seco) com75% de digestibilidade considerada alta para seres humanos.

Seus aminocidos assemelham-se aqueles encontrados em ovos e peixes. O sabor agradvel devido presena de aminocidos livres, em especial, cido glutmico, alanina e glicina.

Na dieta tem sido relacionada positivamente na preveno de cncer intestinal, mamrio e estomacal em ratos e camundongos, bem como, na reduo de colesterol no sangue.

A cor caracterstica do nori se deve aos pigmentos ficoeritrina (vermelho) e ficocianina (azul esverdeado), que podem ser usados como marcadores fluorescentes em testes bioqumicos.

Contm quantidades apreciveis de ferro e fsforo.

2) Gelidium spp.

Alga vermelha, Gelidium pulchrum (http://waynesword.palomar.edu/algae1.htm)

Gelidium uma espcie de alga vermelha produtora de goma polissacardica, chamada de agar (agar-agar).

Agar-agar comercial em p (http://waynesword.palomar.edu/algae1.htm) Agar-agar usado como agente espessante em alimentos, atuando similar a gelatina.

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3) Chondrus spp.

Irish moss, Chondrus crips (http://waynesword.palomar.edu/algae1.htm) uma alga vermelha limosa (viscosa). de importncia comercial por ser uma fonte de carragenina, um agente espessante de

importncia comercial. Carrageninas so polissacardios hidroflico semelhantes s gomas. Elas absorvem gua e so usadas como agentes espessantes e emulsificantes. Previnem a formao de cristais de gelo em sorvetes, picols e cremes congelados. So conhecidas como ficocolides porque derivam das algas (phyco) e formas gis em

gua (suspenses coloidais). Quando adicionado ao leite quente, ligaes so formadas com molculas de casena

(protena), criando uma textura cremosa espessa. So usadas em vrios alimentos e produtos farmacuticos, incluindo sobremesas de

chocolate, gelias, glacs, pudins, iogurtes, gemadas, sopas cremosas, gis cirrgicos, pomadas medicinais, ungentos e pastas de dentes.

tambm usado como agente gomoso nas indstrias txteis e de couro, e como agente emulsificantes na fabricao de tintas base de leo.

4) Outras Algas Vermelhas

(A) Gracilaria glacilis; (B) Gigartina stellata (Mastocarpus stellatus).

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(2.2) ALGAS MARRONS OU PARDAS- As 1.500 espcies de algas marrons so quase que exclusivamente encontradas em

habitat marinho. Seus pigmentos incluem a clorofina a e c, bem como, carotenos e xantofilas. A cor marrom predominante devida ao pigmento fucoxantina, mas outros espectros de cores so observados nessas algas, variando de bege plido, amarelo-amarronzada ou prximo ao preto. Suas paredes celulares so compostas por camadas de celulose com polissacardios (cido algnico). (www.mbari.org/staff/conn/botany/flora/browns.htm). Exemplos: a) Laminrias

Nos mares tropicais elas variam de filamentos microscpicos at vrios metros de comprimentos, como em Laminarias.

Comercialmente, estas algas (Kelp ou kombu) so vendidas na forma seca, a exemplo, do produto mostrado abaixo.

kelp (Laminaria spp.) desidratada vendida como alimento mo mercado asitico. (Fonte: http://waynesword.palomar.edu/algae1.htm)

Informaes nutritivas e tecnolgicas: Nos pases ocidentais so chamadas de kelps. No Japo kombu e haidai na China. So ricas em iodo e apresentam altos teores de potssio, clcio, ferro e magnsio, bem

como, de elementos traos, tais como, zinco, cobre e mangans. As kelps grandes so usadas como estabilizantes de emulses, em sorvetes cremosos. So tambm usadas como fertilizantes e fontes ricas em vitaminas. Fucoidanas so polissacardios encontrados principalmente nas algas marrons.

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Dados nutricionais da Laminaria digitata.

Nutrientes Contedo Protena 8 a 14% Gordura 1% Carboidrato 48% Vitamina C 12 a 18 ppm Vitamina B1 5 ppm Vitamina B2 22 ppm Vitamina B3 34 ppm Vitamina B12 0,6 a 12 ppm Laminarana 0 a 18% Manitol 4 a 16% Clcio 12.400 a 13.200 ppm Iodo 2.479 ppm Ferro 50 a 70 ppm Magnsio 6.400 a 7860 ppm Mangans 1 a 16 ppm Sdio 2 a 5,2%

b) Fucus.

Alga marrom, Fucus vesiculosu (http://ww2.creaweb.fr/bv/banque/phyco-fucus.html)

As principais caractersticas das Fucus incluem-se: Extratos de fucides so teis na reteno da umidade natural da pele humana, por isso

so usados na indstria de cosmticos. So usadas como tonificantes intestinais, atuando como laxante. Ajudam na reduo dos nveis de colesterol. Dados nutricionais: Contm cerca de 8 g de protenas. 46 g de carboidratos. Contm cerca de 8 g de fibra Rico em sdio e potssio e menores quantidades de boro, clcio, cloro, cobalto, cobre,

fsforo, ferro, ltio, magnsio, nquel, silcio e zinco, entre outros. Apresenta alto teor de iodo. Contem vitaminas A, B2, C e E. A presena de polissacardios como o manitol, contendo vrios grupos hidroxlicos que so

capazes de causar sensao de saciedade alimentar (controle de peso) e na reduo da acidez gstrica.

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c) Sargassum (Ex. Sargassum fusiforme)

Alga marrom, Sargassum muticum

Apresentam as seguintes propriedades: Anti-herbvoros: contm compostos fenlicos que detm epfitos e bactrias. Pigmentos: clorofilas a & c; fucoxantina, xantofilas e carotenos. Paredes celulares: : presence de alginatos, fucoidinas e xilanas. Componentes de estocagem: laminarina e manitol.

d) Hijiki (Cystophyllum fusiforme ou Hijikia fusiforme)

uma espcie de alga que cresce em gua marinha de pouca profundidade. No Brasil (cozinha nipo-brasileira) este nome compreende a alga marinha desidratada (sem especificao do tipo de alga).

Hijiki (Sargassum spp.)

Apresenta valor medicinal e alimentcio, mas tem sido relatada a presena de alto teor de arsnio txico. Arsnio inorgnico suspeito de causar cncer em seres humanos e consumo elevado tem sido relacionado com doenas no fgado, no sistema gastro-intestinal e anemia.

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e) Undaria spp. (Walame, Undaria pinnatifida).

O sabor da Undaria similar ao de ostras, sendo adequada para sopas e saladas. No Japo seu consumo chamado de wakame quando usado como um aditivo em sopas,

de Yaki-wakame quando a alga torrada e de ito-wakame se ela for coberta com acar. rica em protena, sdio, potssio, clcio (15 vezes mais do que o leite), iodo, magnsio e

ferro. Contm vitaminas B1, B2, B3, B6, B12 e cido flico.

(2.3) ALGAS VERDES

Acredita-se que existe cerca de 5.000 espcies de algas verdes de gua doce e de guas tropicais marinhas, a maioria unicelular ou filamentosa simples. Como as plantas terrestres, as algas verdes estocam amido (amilose ou amilopectina) e clorofila a e b, bem como pigmentos secundrios, a exemplo de carotenos, lutena e zeaxantina. Suas paredes celulares frequentemente so compostas por celulose, hidroxiprolina, glicosidios, xilanas, mananas e carbonato de clcio. (http://www.mbari.org/staff/conn/botany/flora/green.htm) Exemplos:

a) Ulva spp. (Sea lettuce, Ulva californica e U. lactuca )

Alga verde ou alface do mar (sea lettuce), Ulva spp.

so consumidas em sopas. U. lactuca contm 15% de proteina, 50% carboidratos (aucares e amido), menos de 1%

de gordura e 11% de gua quando seca. rica em fibras de importncia para o funcionamento norma do sistema digestivo humano.

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Tambm contm altos teores de ferro, ido, alumnio, mangans e nquel. Elas tambm contm vitaminas A, B1 e C, sdio, potssio, magnsio, clcio, nitrognio

solvel, fsforo, cloro, silcio, rubdio, brio, rdio, cobalto, boro e elementos traos. b) Wawaieile ou codium - tambm cozida e consumida em sopas.

http://waynesword.palomar.edu/algae1.htm

c) Monostroma nitidum;

(2.4) ALGAS AZUIS (cyanobacteria) As duas espcies mais comuns usadas para consumo humano so Spirulina maxima e

Spirulina platensis.

Espirulina seca ao sol e em p desidratado.

Espirulinas so particularmente ricas em protenas. Contm carotenides, vitaminas e cidos graxos essenciais. Algumas algas azul-verdes so txicas, apresentando riscos sade dos seres humanos e

animais quando consumidos em quantidades elevadas.

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B) APROVEITAMENTO INTEGRAL DO PESCADO

B.1) RGOS EXTERNOS

B.1.1) Pele ou couro - A pele do peixe dividida em duas camadas, a epiderme (mais

externa) e a derme. A epiderme feita de clulas epiteliais, arranjadas umas sobre as outras. Estas clulas so renovadas e substitudas por novas clulas. Nos espaos inter celulares das clulas epiteliais existem clulas limosas, que produzem secrees mucides que atuam como uma camada protetora muito importante para sobrevivncia do peixe.

A derme situa-se logo abaixo da epiderme. A parte mais profunda da derme feita de fibroblastos (tecido conectivo), colgeno e vasos sangneos.

Alm desses aspectos, a pele pode ser utilizada para: Extrao de Colgeno - A pele contm cerca de 40% de colgeno cola, gelatina ou

isinglass (usado na clarificao de vinhos). Fabricao de bolsas, cintos, sapatos, roupas, etc.

Rao natural para cachorro (Snack for Dogs) Cerca de 77% da pele de peixe seca protena e a maioria do resto fibra.

Extrao de pigmentos: As diferentes matizes coloridas da pele, vsceras e fil de pescado so produzidas por clulas na derme. As clulas so designadas pelo nome do pigmento que contm:

1) Eritrforos pigmentos vermelhos. Ex. carotenides. 2) Xantforos pigmentos amarelos. Ex. carotenides.

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3) Melanforos so pigmentos preto ou marrom formados a partir da tirosina ou de outros compostos fenlicos. Ex. melanina.

4) Os peixes podem ocasionalmente mudar de cor. Isto se deve ao movimento de gros de melanina dentro de cada clula. Quando dispersos, eles absorvem mais luz e a rea do peixe escurece. Quando compactos, o peixe torna-se plido.

5) Flavinas esverdeado a amarelo. 6) Iridforos contm cristais que refletem e refratam a luz, dando um aspecto metlico

pele. So pigmentos prateado a branco contendo guanina ou cido rico, por isso, tambm so chamados de pigmentos purnicos.

Fonte de Iodo 1) % de I2 na pele de peixe gordo > % de I2 na carne. 2) % de I2 na pele de peixe magro < % de I2 na carne. Secreo mucosa rica em mucopolissacardios, com potencial aproveitamento como

lubrificante e ao microbiana ou antimicrobiana. Revestimento de papel fotogrfico, tela de televiso e encapsulao de medicamentos

(GILFBERG, A. 2001) B.1.2) Barbatanas (elasmobrnquios) usado na alimentao. A barbatana de tubaro contribui para o encorpamento gelatinoso de sopas orientais, sem

alterar o sabor original de seus condimentos

Fonte: http://www.thailandlife.com/sharkfinsoup.html).

B.1.3) Nadadeiras (telesteos) extrao de pigmentos em peixes coloridos, a exemplo do pargo. B.1.4) Escamas Rica em escleroprotena do tipo queratina (ossos, unhas e cabelos). Uso como lixa e fabricao de adornos e prolas artificiais. Coagulante orgnico para guas residuais: as escamas so secadas, modas e utilizadas para remover slidos suspensos em guas residuais industriais. B.1.5) Olhos Importante fonte de cidos graxos polinsaturados relacionados com a retina. B.1.6) Carapaa de crustceos Extrao de pigmentos carotenides.

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Extrao de quitina e quitosana. B.1.7) Valvas de moluscos Enfeites para mesas Cinzeiros

B.2) RGOS INTERNOS B.2.1) Estmago, intestino e cecos pilricos Enzimas proteolticas como TRIPSINA, QUIMOTRIPSINA, etc. Essas enzimas so usadas em detergentes, couro e industrias de alimentos (cerveja,

vinho, cereais leites, produtos derivados do pescado, extratos de sabor, etc.).

Partes internas de um tubaro: estmago (A), cecos pilricos (B) e intestino (C). B.2.2) Fgado

atua como rgo de estocagem de gordura e glicognio;

Fonte: http://www.marinebiodiversity.ca/shark/english/internal%20anatomy.htm

Rico em Vitaminas A e D. Contm cidos graxos polinsaturados, em especial, da famla Omega-3. Alugns fgados de peixes contm teres lipdicos, com importantes funes medicinais; Fonte de pigmentos carotenides, com potencialidade precursora de vitamina A.

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B.2.3) Gnadas masculina (testculos, esperma) e feminina (ovrios, ovas)

Gnadas de fmeas e machos de salmo (Fonte: http://www.pskf.ca/sd/ )

Fonte de hormnios (testosteronas, estrgenos e progesteronas). Fonte de pigmentos carotenides e flavinas. Possibilidade de envolvimento na produo de prostaglandinas. Produo de caviar de ovas de salmo, esturjo, arenque e peixe voador.

Caviar: de beluga a lumpfish.(Fonte: http://russia-in-us.com/Cuisine/Dadiani/caviar.html)

Extrao de nucleoprotena (protamina) usada como preservativo. B.2.4) Bexiga Natatria

Bexiga natatria de salmo (Fonte: http://www.pskf.ca/sd/ )

produo de cola e gelatina base de colgeno. B.2.5) Pncreas Contm Ilhas pancreticas ou Ilhas de Langerhans que produzem INSULINA. Fornecer enzimas para digesto intestinal. B.2.6) Hepatopncreas um rgo tpico de mariscos, sendo a combinao do fgado e do pncreas. B.2.7) Tecido adiposo Fonte de gordura e cidos graxos fonte de energia metablica.

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B.2.8) Vescula biliar Produz biles que contm sais biliares, que podem atuar como agentes emulsificantes em

alimentos. B.2.9) Estrutura ssea

1) Cartilagem uma forma especializada de tecido conectivo, consistindo de clulas condrcitas circundada por uma matriz de fibras colagenosas (5-10%) e substncia fundamental (sulfato de condroitina). um constituinte do esqueleto das larvas e juvenis dos peixes. Nos peixes sseos convertido em osso com a idade. No caso dos tubares e raias este tipo de tecido persiste at a idade adulta.

2) Coluna vertebral, espinhas e ossos So tecidos sseos formados por clulas

(ostecitos, osteoblastos e osteoclastos) e um material intercelular calcificado, formando a MATRIZ SSEA.

A matriz ssea contm: elementos inorgnicos:~50% de (Ca, P, Mg, K, Na, HCO3-). elementos orgnicos: fibras colagenosas (~95%) e substncia amorfa (mucopolissacardios

+ protena). Ca e P (cristais de hidroxiapatita) se ligam as fibras de colgeno dando dureza e

resistncia aos ossos. A remoo de Ca produz ossos intactos e moles como os tendes.

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UNIDADE II COMPONENTES QUMICOS DO PESCADO

II.1) COMPOSIO QUMICA CENTESIMAL

A ) PRINCIPAIS NUTRIENTES RELACIONADOS COM A COMPOSIO QUMICA CENTESIMAL

De acordo com a AGNCIA NACIONAL DE VIGILNCIA SANITRIA (ANVISA), um nutriente definido como qualquer substncia qumica consumida normalmente como componente de um alimento, que:

a) Proporcione energia, e/ou; b) Seja necessrio para o crescimento, desenvolvimento e manuteno da sade e da vida,

e/ou; c) Cuja carncia faz com que se produza mudanas qumicas ou fisiolgicas caractersticas. Com esta definio em mente, ento as seguintes substncias naturalmente presentes em alimentos so consideradas um nutriente:

gua protenas gordura ou lipdios sais minerais ou cinzas vitaminas carboidratos fibra alimentar cidos graxos aminocidos, etc.

Contudo, com relao ao significado da expresso Composio Qumica Centesimal (CQ), entende-se apenas descrio dos nutrientes majoritrios presentes nas amostras. s vezes estes nutrientes majoritrios so tambm chamados de macronutrientes.

No pescado, os macronutrientes que contribuem para sua CQ, quase que exclusivamente so os seguintes: i) UMIDADE OU GUA (H2O). ii) PROTENA TOTAL (PT) OU BRUTA. (PB) iii) LIPDIO TOTAL (LT), GORDURA OU LEO. iv) CINZAS (CZ) OU SAIS MINERAIS. v) CARBOIDRATOS (CHO).

B ) OBJETIVOS DA DETERMINAO DA COMPOSIO QUMICA

i) Classificar os grandes grupos de alimentos de acordo com os teores de gua, protenas, lipdios, carboidratos e minerais;

ii) Padronizao dos produtos alimentares na base de critrios nutricionais; iii) Fornecimento de subsdios para decises de carter dietrio;

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iv) Acompanhamento de processos industriais e pesquisas atravs de mudanas nos componentes qumicos;

v) Seleo de equipamentos apropriados para a otimizao econmica e tecnolgica do alimento manufaturado;

vi) Rotulagem nutricional de alimentos embalados.

C ) COMPOSIO QUMICA DO PESCADO X OUTROS ALIMENTOS

Em termos gerais, o pescado, quando comparado com outros tipos de alimentos (Tabela 01), considerado como um alimento de elevado teor protico e de baixo teor de lipdios.

TABELA 01 Composio Qumica Centesimal de diversos tipos de alimentos.

MACRONUTRIENTES ( % ) AMOSTRA GUA PROTENA LIPDIOS CHOa CINZAb TOTAL

Leite lquido 87,0 3,4 3,7 4,8 1,1 100 Leite em p 5,0 34,5 0,3 49,2 11,0 100 Queijo 37,0 25,4 34,5 --- 3,1 100 Ma 84,1 0,3 0,1 14,0 1,5 100 Bacalhau 79,2 18,0 0,9 --- 1,1 99,2 Batata 75,8 2,1 0,1 22,9 --- 100,9 Batata desidratada 6,5 6,6 0,3 80,3 6,3 100 Ovo 73,4 11,9 12,3 0,7 1,7 100 Ovo desidratado 7,0 43,4 43,3 2,6 3,7 100 Carne magra 68,3 19,3 10,5 --- 1,9 100 Bacon 40,9 13,1 44,6 --- 1,4 100 Farinha de Trigo 38,3 7,8 1,4 52,7 --- 100,2 Macarro 12,4 10,7 2,0 79,2 --- 104,3

a CHO = carboidratos

b Valores obtidos por diferena. Fonte: Duckworth, R. D. (1976) The roles of water in food. Chemistry & Industry, 18 (24) : 1039

1042.

D ) COMPOSIO QUMICA DO PESCADO

A composio qumica da parte comestvel, isto , do fil isento de espinhas e pele, de vrios tipos de pescado originrios de diferentes pases, pode variar muito como se pode constatar atravs dos dados descritos na Tabela 02.

TABELA 02 Composio Qumica da Carne de Pescado Variao Nutriente Mdia (%) Mnima Mxima

Razo amplitudinal (mxima/mnima)

Umidade H2O 74,8 28,0 90,0 3,2 Protena PB 19,0 6,0 28,0 4,7 Lipdio LT 5,0 0,2 64,0 320 Cinza CZ 1,2 0,4 1,5 3,8 Carboidrato CHO 0,3 0,1 5,0 50,0

Fonte: Stansby, M. E. (1962) Proximate composition of fish. Fishing News (Books), London, p. 55 60.

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Vrias espcies de pescado coletadas no Nordeste brasileiro foram investigados em sua composio qumica (Tabela 03), obtendo-se os seguintes valores: TABELA 03

Dados sobre a composio qumica de pescado marinho e de gua doce do Estado do Cear.

Composio Qumica ( % ) Tipo de Pescado H2O PB LT CZ Total CHO

Fonte

PESCADO MARINHO Cavala 76,1 20,2 2,1 1,3 99,7 0,3 Nunes et al. (1976) Serra 76,0 19,6 1,8 1,4 98,8 1,2 Idem Ariac 77,0 17,1 1,5 1,2 96,8 3,2 Idem Cioba 76,4 16,4 1,9 1,3 96,0 4,0 Idem Pargo 77,4 17,3 1,8 1,3 98,1 1,9 Idem Pargo 81,5 17,0 0,5 0,7 99,7 0,3 Charles & Maia (1999) Arabaiana 70,7 19,2 7,7 2,3 99,9 0,1 Sales & Monteiro(1988) Guaiba 77,2 16,8 2,0 1,4 97,4 2,6 Nunes et al. (1976) Caranguejo 77,6 17,3 0,8 2,0 97,7 2,3 Charles & Maia (1999) Camaro 80,5 17,5 1,2 1,1 100,3 - Idem Cabea de camaro 74,3 16,2 4,2 3,6 98,3 1,7 Idem Cauda de lagosta 73,5 24,7 1,4 1,6 101,2 - Vieira (com. pessoal) Ostra 83,8 7,6 2,6 1,5 95,5 4,5 Charles (2000) Alga Gracilaria cearensis 15,9 16,9 - 6,3 - - Bastos et al. (1971)

PESCADO DE GUA DOCE Tilpia 80,7 18,1 0,5 0,4 99,7 0,3 Charles & Maia (1999) 75,0 18,5 3,6 2,4 99,5 0,5 Sales & Monteiro(1988) 75,2 18,9 3,4 2,2 99,7 0,3 Gurgel & Freitas (1972) Curimat 75,5 20,6 4,5 1,2 101,8 - Charles & Maia (1999) 75,5 18,5 6,6 1,7 102,3 - Sales & Monteiro(1988) 69,6 18,3 11,2* 1,9 101,0 - Gurgel & Freitas (1972)

* Variao: 4,1% a 26,1%.

Com relao composio qumica de resduos derivados de pescado, poucas informaes foram publicadas. Na Tabela 04 so mostrados teores de protena em resduos de bacalhau.

TABELA 04 Composio qumica de resduos de bacalhau

Amostra % Protena (N x 6,25)

Peixe inteiro 16,7 Fil 18,2 Cabea 16,4 Vsceras 13,0 Carcaa 15,8 Pele 24,5

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E ) FATORES QUE AFETAM A COMPOSIO QUMICA

F ) CLASSIFICAO DO PESCADO QUANTO AOS TEORES DE LIPDIOS

F.1) De acordo com STANSBY (1962)

Designao Teor de Lipdio Peixe magro ou de baixo teor de lipdios (BTL) 5% Peixe semi-gordo ou de mdio teor de lipdios (MTL) 5 < x 15% Peixe gordo ou de alto teor de lipdios (ATL) >

15%

F.2) De acordo com JACQUOT (1961)

Designao Teor de Lipdio Peixe magro 2,5% Peixe semi-gordo 2,5 < x 10% Peixe gordo >

10%

F.3) De acordo com ACKMAN (1989)

Designao Teor de Lipdio Peixe magro < 2% Peixe de baixo teor de lipdio (BTL) 2% a 4% Peixe de mdio teor de lipdio (MTL) 4% a 8% Peixe de alto teor de lipdio (ATL) > 8% Fonte: ACKMAN (1989).

Idade do Peixe (alevino ou adulto)

poca do ano

Sexo e Desenvol- vimento gonadal

Fatores da Matria Prima

Remoo eficiente dos resduos

Tipo de msculo (claro, escuro)

Zona do Corpo (cauda, cabea, etc)

COMPOSIO

QUMICA

Fatores de Amostragem

Espcies Diferentes Mtodos de anlises

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G ) CLASSIFICAO DO PESCADO QUANTO AOS TEORES DE PROTENAS

G.1) De acordo com STANSBY (1962)

Designao Teor de Protenas Peixe de baixo teor de protena (BTP)

15% Peixe de alto teor de protena (ATP) 15 < x 20% Peixe de muito alto teor de protena (MATP) > 20%

H ) CATEGORIA DE PESCADO QUANTO AOS TEORES DE PROTENAS E LIPDIOS

H.1) De acordo com STANSBY (1962)

CATEGORIA Designao Teor de Lipdios Teor de Protenas A BTL ATP

5% 15 < x 20% B MTL ATP 5 < x 15% 15 < x 20% C ATL BTP >

15% 15% D BTL MATP

5% > 20% E BTL BTP

5% 15%

I ) CLCULO DO VALOR ENERGTICO OU CALRICO DE ALIMENTOS

O valor energtico ou calrico de alimentos dever ser calculado usando-se os FATORES DE ATWATER (Tabela 05), descritos na RESOLUO RDC n 40, de 21 de maro de 2001 da ANVISA (www.anvisa.gov.br/legis/resol/40_01rdc.htm), que so os seguintes:

TABELA 05. Fatores de Atwater usado para clculo do valor energtico de alimentos.

Fatores de Atwater Nutriente Kilocaloria (kcal/g) Kilojoule (kJ/g)*

Lipdios 9,0 37 Protenas 4,0 17 Carboidratos (exceto poliis) 4,0 17 Poliis 2,4 10 Polidextrose 1,0 4 cidos orgnicos 3,0 13 lcool (etanol) 7,0 29

* 1 kcal = 4,184 kJ.

As recomendaes dietrias de calorias so diferentes para homem e mulheres. Os requerimentos mdios de energia para homens e mulheres que apresentam atividade moderada de esforos fsicos e entre 19 a 50 anos de idade so mostrados na tabela 06.

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TABELA 06 Recomendaes de requerimentos de energia para mulheres e homens saudveis.

Nutrientes Mulheres Homens Calorias {1} 2000kcal 2700kcal Protena {2} 176kcal (44g) 224kcal (56g) Gordura {3} 594kcal (66g) 810Kcal (90g)

{1} RDA ; {2} 8 to 12 % das calorias-RDA; {3} 30% das calorias-RDA. http://mywebpages.comcast.net/tjohn/rda.html

Leitura complementar

Os carboidratos so considerados nutrientes energticos, pois tm como funo o fornecimento da maior quantidade de energia necessria para o corpo realizar suas atividades normais como andar e trabalhar. Podem ser classificados como carboidratos simples, os que possuem uma absoro mais rpida fornecendo ao organismo uma rpida forma de energia (glicose); e os complexos, que para serem absorvidos e utilizados como fonte de energia devem ser quebrados em carboidratos simples. Os representantes desta classe de nutriente so as massas, pes, cereais, tubrculos e gros. J os lipdios, apesar de tambm fornecerem grande quantidade de energia, no tm como principal funo este fornecimento. As gorduras auxiliam na absoro de vitaminas lipossolveis (A, D, E e k), fornecem saciedade ao organismo, produzem hormnios, protegem e isolam rgos e tecidos. Existem dois tipos de lipdios, os saturados, que so produtos de origem animal (carnes, manteiga, creme de leite, requeijo) ou de origem vegetal slido (gordura vegetal hidrogenada, presente, por exemplo, em sorvetes); e os insaturados, que so mais saudveis e so encontrados na forma lquida como os leos de canola, soja, oliva, de milho e girassol. (Fonte: http://www.gastronomiabrasil.com.br/Nutricao_e_Saude/Agosto_2002.htm)

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UNIDADE II - COMPONENTES QUMICOS DO PESCADO

II.2) GUA EM ALIMENTOS

A) ABUNDNCIA RELATIVA DE GUA EM ALIMENTOS

GUA um importante nutriente dietrio, sendo responsvel direta ou indiretamente pelas propriedades fsicas, tecnolgicas, sensoriais e preservao de alimentos, alm da sobrevivncia de animais, vegetais e microrganismos. Ela o constituinte individual mais abundante na maioria dos alimentos (TABELA 07), especialmente naqueles comercializados no estado in natura. TABELA 07

- Composio qumica percentual e concentrao molar da gua e outros nutrientes.

Composio Qumica (%) Concentrao molar (M)

Amostra H2O PT LT CHO H2O PT LT CHO Leite 87,0 3,4 3,7 4,8 48,3 0,24 0,044 0,27 (acar) Ma 84,1 0,3 0,1 14,0 46,7 0,02 0,001 0,68 (acar) Bacalhau 79,2 18,0 0,9 ----- 44,0 1,24 0,011 -----

Batata 75,8 2,1 0,1 22,9 42,1 0,15 0,001 1,12 (amido) Geleia 29,8 0,6 0,05 69,0 16,6 0,04 0,001 3,83 (acar) Mel 23,0 0,4 0,05 76,4 12,8 0,03 0,001 4,24 (acar)

Abreviaturas: PT = protena total; LT = lipdios totais e CHO = carboidratos.

B) CONTEDO DE GUA DO PEIXE QUANDO CAPTURADO O pescado, em geral, contm de 60 a 85% de umidade, com algumas excees como

o caso de gua-viva e pepino do mar que ultrapassam este limite, atingindo nveis superiores a 95%. O contedo de gua da carne de bacalhau usualmente varia entre 79 a 83%, tendo mdia de 81%.

O contedo percentual de gua no pescado varia, entre outros fatores, com a espcie, poca do ano, idade, sexo e estado nutricional.

Peixes gordurosos so biologicamente um pouco diferentes. Quando altamente alimentados eles depositam gordura nos tecidos, substituindo a gua. Assim, o contedo de gordura do arenque, Clupea harengus, pode variar sazonalmente de 0,2 a 30%, com valor correspondente de gua variando de 80 a 54%. Na curimat cearense, foi constatado variao sazonal, especialmente, entre o teor de umidade (60 a 77%) e lipdios (4 a 26%), que variaram inversamente.

A parte comestvel de diferentes espcies de mariscos (shellfish) tm diferentes contedos de gua; crustceos normalmente tm em torno de 80%, enquanto moluscos, como a ostra, pode alcanar 90% de umidade. Os crustceos ocasionalmente mudam sua carapaa para crescer. Eles devem expandir rapidamente seu volume, para receber a nova carapaa, e, para isto, seu contedo de gua aumenta consideravelmente por um perodo.

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Quando o pescado rico em lipdios, a umidade baixa, porm a soma destes dois componentes est em torno de 80%. Esta relao mostrada na Figura 1 para sardinha.

FIGURA 01 Relao entre os teores de umidade e lipdios em Sardinha, Sardinops melanosticta. Fonte: Adaptado de Haard,N.F. (Food Research International, v.25, n.4, p.289-307,1992).

C) LOCALIZAO DA GUA EM CARNES De acordo com RANKEN (1976), a distribuio de gua nas clulas de uma carne

bovina magra a seguinte (Tabela 08): TABELA 08

Distribuio da gua entre os componentes celulares.

Componentes celulares % do msculo % de gua

Fibras ou clulas 1) Fibrilas 2) Sarcoplasma

60 25

45 19

Espaos extracelulares, incluindo tecidos conectivos. 15 11 Total 100 75

Fonte: RANKEN, M.D (Chem. & Ind., v.18, n.24, p. 1052-7, 1976) Que fenmeno faz com que 75% da gua estejam retidas numa clula muscular?

Cerca de 5% a quantidade provvel de gua ligada s protenas miofibrilares. Estudos com RMN indicam que uma outra pequena frao encontra-se imobilizada como cristais lquidos ou outras formas altamente ordenadas.

A quantidade de fludo que poder ser removida por presso ou centrifugao varia de 12 a 30%, sendo considerada uma gua livre ou frouxamente retida por foras capilares. exemplo de outros de organismos vivos, o espao livre entre as fibras ou clulas musculares do pescado preenchido com um lquido, o sarcoplasma, que uma soluo aquosa de protenas e outros nutrientes. Os espaos entre as fibrilas ou miofilamentos tambm so ocupados por gua. Esta gua denominada de gua intracelular, estando retida principalmente pela membrana celulular ou sarcolema, que uma camada de tecido

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conjuntivo de permeabilidade relativamente baixa gua. A gua restante chamada de extracelular.

D) DENOMINAES DA GUA EM ALIMENTOS

Fonte: http://www.chem.leeds.ac.uk/People/CMR/labstuff/litreviews/solventeffects.doc

D.1) De acordo com o modo de imobilizao da gua Durante muito tempo, os termos gua livre e gua ligada ou de constituio eram

usados para descrever como a gua encontrava-se imobilizada dentro da estrutura tissular dos alimentos. Elas so definidas das seguintes maneiras: D.1.1) GUA LIVRE a gua que est retida no alimento por foras meramente fsicas, ou seja, uma gua fracamente ligada ao substrato. Ela pode ser considerada como: a) gua adsorvida

aquela retida sobre a superfcie dos slidos devido ao contato com um ambiente mido. A quantidade de gua adsorvida por uma dada massa de slido depende: a.1) da umidade do slido: teor quantidade de gua adsorvida. a.2) da temperatura do slido: temperatura quantidade de gua adsorvida. Quando aquecido a temperatura > 100C, a quantidade de gua adsorvida tende a zero. a.3) da rea superficial do slido: rea quantidade de gua adsorvida.

b) gua absorvida a gua retida como uma fase condensada nos interstcios ou capilares dos slidos. A quantidade de gua absorvida diminui com a elevao da temperatura, porm, o aquecimento a 100C no garante sua completa remoo.

c) gua oclusa a gua lquida aprisionada em cavidades microscpicas irregularmente

distribudas nos cristais. A quantidade de gua oclusa tem o seguinte comportamento: c.1) no afetada pelas variaes da umidade do ambiente; c.2) o aquecimento do slido pode causar uma gradual difuso de umidade at a superfcie, seguida de evaporao. Isto pode ocorrer em velocidade aprecivel em temperatura superior a 100C.

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A gua livre apresenta as seguintes propriedades: a parte da gua total da carne do pescado que se encontra imobilizada ou retida na

clula ou fibra muscular, entre as fibrilas e nos tecidos do corpo. Atua como solvente, isto , tem o poder de dissolver solutos solveis em gua. Atua como veculo transportador de componentes nutritivos e produtos metabolizados. eliminada com relativa facilidade. Participa da manuteno do equilbrio de eletrlitos e controle da presso osmtica. Permite o crescimento de microrganismos. Geralmente congela entre 1 a 2 C. Em geral, contribui com 75 a 85% da gua total no msculo do pescado.

D.1.2) GUA LIGADA OU DE CONSTITUIO a gua que se encontra fortemente imobilizada dentro do alimento. Dois tipos de gua ligada so dados a seguir:

a) gua de cristalizao. Exemplos: (i) CaC204.H20 (oxalato de clcio monohidratado); (ii) BaCl2.2H20 (Cloreto de brio bihidratado); e (iii) Na2S04.10H20 (sulfato de sdio decahidratado).

b) gua de constituio. Exemplos: (i) Ca(OH)2 CaO + H2O; e (ii) 2 KHSO4 K2SO4 + H2O. De modo geral, a gua ligada apresenta as seguintes propriedades: a frao de gua que est fortemente ligada s protenas e carboidratos, atravs de

pontes de hidrognio envolvendo entre outros, os seguintes grupos: (a) CARBOXILICO: -COOH (b) HIDROXLICO: -OH (c) AMINO: -NH2 (d) IMINO: compostos contendo o grupo NH, onde o tomo de nitrognio (N) faz

parte da estrutura de um anel ou o grupo =NH-, onde o tomo de N se encontra ligado a um tomo de carbono atravs de uma dupla ligao (-C=NH-).

eliminada com muita dificuldade e tempo secagem muito prolongado. Esta gua no tem carter de solvente. No utilizada pelos microrganismos.

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difcil de congelar mesmo em temperaturas demasiadamente baixas. Em geral, contribui com 15 a 25% da gua total no msculo do pescado.

D.2) De acordo com a disponibilidade da gua. Hoje em dia, a tendncia mundial evitar os termos gua livre e ligada. Para isto, uma

nova classificao foi sugerida, onde fatores fsico-qumicos da gua so levados em conta para consider-la mais ou menos disponvel para utilizao. Entre outros, os seguintes fatores so considerados: (a) Estrutura da gua - leva em conta a posio mdia das molculas de gua em relao s

estruturas dos solutos e substncias biolgicas. (b) Mobilidade das molculas de gua

leva em conta o movimento vibracional, rotacional e translacional da gua (Figura 2).

FIGURA 02 Tipos de movimentos da molcula de gua.

(c) Energia de ligao da gua As molculas de gua apresentam trs tipos de energia

interna. Energia qumica a energia que mantm os tomos ligados na molcula, isto , a energia de ligao do hidrognio ao oxignio. Energia molecular a energia envolvida nas foras de atrao repulso entre as molculas (Ex. calor latente de vaporizao, que a diferena entre a energia da gua lquida e do vapor de gua) e energia trmica a energia de movimento das molculas de gua. Estas trs formas de energia permitem manter unidas as molculas de gua gua, gua soluto e gua on.

(d) Atividade de gua ( Aw

) leva em conta a poro da gua envolvida nos processos de alteraes dos alimentos. Em outras palavras, qual tipo de gua presente nos alimentos est envolvido com as transformaes qumicas e enzimticas e desenvolvimento microbiano? (ver mais informaes sobre o conceito de Aw no tpico F).

Com base nas quatro propriedades acima, a gua pode ser classificada em 4 tipos, definidos na Tabela 09.

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TABELA 09 Tipos de gua e alteraes caractersticas relacionadas. Tipo de gua

Descrio % Md Ao de Solvente

Alteraes nos alimentos

Tipo IV gua pura (no existe em alimentos)

------ Normal ------------

Tipo III gua fisicamente retida no alimento atravs de: 1) Membranas 2) Macrocapilares ( > 1m) 3) Fibras 4) Fibrilas, etc.

Min: 0,14 0,33 Mx: 20

Ligeiramente Reduzida

1) Crescimento de microrganismos

2) Atividade enzimtica

3) Reaes hidrliticas

4) Reaes oxidativas

5) Escurecimento no enzimtico

Tipo II gua retida atravs de: 1) Pontes de H (H2O/soluto,

H2O/H2O) em multica- madas entre solutos

2) Microcapilares ( < 1m)

Min: 0,07 Mx: 0,l4 0,33

Substancial-mente

Reduzida

1) Escurecimento no Enzimtico

2) Atividade enzimtica

3) Reaes hidrolticas

4) Reaes oxidativas

Tipo I gua retida atravs de: 1) Monocamadas de H2O em

solutos 2) gua de hidratao 3) Pontes de H (on H/ H2O) 4) Ligao H2O /dipolo.

0 0,07 Grandemente reduzida ou Totalmente

perdida

1) autoxidao

a %Md = percentagem de umidade em base seca = massa (g) de gua contida em 100g de slidos.

Fonte: Fennema, O.R. (Principles of Food Science, part I Food Chemistry, p.13 39, 1976).

Uma ilustrao da reteno de gua em mono e multicamadas mostrada na figura 3.

FIGURA 03 Diagrama representativo de adsoro de molculas de gua em mono e

multicamadas. (Adaptado de: http://www.jhu.edu/~chem/fairbr/bet.html)

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E) DETERMINAO DO TEOR DE UMIDADE

A determinao de umidade uma tcnica analtica das mais importantes que deve ser acompanhada durante o processamento e o controle de qualidade de produtos alimentcios.

O contedo de umidade de grande significncia na determinao de caractersticas fsicas, processos tecnolgicos, estabilidade microbiolgica, vida til e propriedades sensoriais de alimentos, ou seja, um parmetro til e indicativo da estabilidade e qualidade de alimentos.

O conhecimento do teor de umidade pode ser usado para quantificao de slidos e dos rendimentos comerciais e econmicos de um dado processo tecnolgico (JOSLYN, 1970).

E.1) Mtodos para Determinao do Teor de Umidade Vrios mtodos so disponveis para a determinao do teor de umidade, a exemplo

dos citados na Tabela 10.

TABELA 10 Mtodos usados para a determinao do teor de umidade em alimentos.

Mtodo Principio Tempo Observaes MTODOS PRIMRIOS OU DIRETOS so mtodos que medem diretamente o contedo de gua verdadeira. 1. Destilao 2. Secagem

1 hora No pode ser usado para determinao de baixo teor de gua em alimentos. Em estufa a 105C

Em estufa a vcuo Vrias horas No um mtodo rpido. Infravermelho Vrias horas Usada para alimentos (ex. frutas que contm levulose) que se decompem facilmente em temperaturas de 70 130C. Recomenda-se usar vcuo de 50 100mmHg e T 70C.

5 20 min. A amostra aquecida sobre o prato de uma balana com radiao infravermelha ( = 0.7 mm at 100 mm)

Microonda

Separao fsica da gua.

Separao fsica da gua.

2 5 min. A amostra aquecida num aparelho de microonda com radiao microonda ( =10 a 0,01 cm).

3. Produo de gases C2H2 (acetileno) ou H2

10 30 min. CaC2 + H2O C2H2 + CaO ou CaH2 + H2O 2 H2 + CaO

4. Titulao Karl Fischer

Reao qumica com a gua.

2 5 min. CH3OH + SO2 + base ZH+ + CH3OSO2- (Z = base: imidazlica) ZH+ + CH3OSO2- + I2 + H2O + 2Z 3ZH+ + CH3OSO3- + 2I-

MTODOS SECUNDRIOS so mtodos que medem propriedades que dependem do contedo de gua ou medem propriedades caractersticas da molcula de gua. 1. Densitometria 2. Polarimetria Mede a rotao da radiao 3. Refratometria Mede a refrao da radiao 4. Eltrico

Determinao de propriedade fsica da gua.

Alguns segundos a 1 min.

5. Espectrometria RMN < 1 s. 6.Espectrometria microonda < 1 s. 7. Espectrometria NIR (regio prxima do infravermelho)

Medio de propriedades caractersticas da molcula de gua

< 1 s. = 800 a 2500nm

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O mtodo mais usado para a determinao de umidade em pescado envolve a dessecao em estufa a 105C. A quantidade de gua evaporada calculada, usualmente aps sua remoo completa da amostra, por aquecimento sob condies padronizadas em estufa na temperatura de 105 5C. Uma curva de secagem (Figura 4) para tilpia recm capturada mostrada abaixo.

FIGURA 04 - Curva de secagem (umidade) da tilpia em estufa a 105C.

E.2) Maneiras de Expressar o Teor de Umidade As seguintes frmulas so utilizadas para calcular o teor de umidade: (1) Base mida (%Mu) = quantidade de gua presente em 100g de amostra mida

(frmula 1).

Esta percentagem expressa a quantidade de gua existente em amostra in natura ou em semidesidratada. Nesta ltima, sempre haver ainda uma quantidade de gua residual a ser evaporada. Por exemplo, um peixe in natura poder ter 75%.Se este peixe for submetido a uma salga e secagem, sua umidade residual poder ser, por exemplo, de 40% Mu.

Base seca (%Ms) = quantidade equivalente de gua que deveria estar presente em

100g de slidos de um alimento contendo gua (frmula 2).

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Esta maneira de expressar o teor de gua no quer dizer que toda a gua foi removida do alimento, mas apenas feita uma previso da quantidade de gua que deve existir em 100g de slidos da amostra mida.

Por isso, o termo base seca causa certa confuso quando relacionado com a gua; o mesmo no acontece para expresso dos demais nutrientes em base seca. Neste caso, entende-se que toda a gua do alimento foi removida, ficando ento, o resduo slido, isento de gua, onde se faz uma correo dos teores de protena, lipdios, cinzas, etc., para uma quantidade equivalente de 100g de slidos na amostra seca.

A maneira de expressar umidade em base seca usada com muita freqncia na elaborao de curva de isoterma de soro e no conceito de atividade de gua.

Para ilustrar a aplicao das frmulas 1 e 2, analise a seguinte situao: Um peso de 4,53g de amostra mida foi secada em estufa a 105C at obteno de um

peso constante de 1,812g. Quais so os teores de %Mu e %Ms? Clculos:

(a) %Mu = (mH2O/ma) x 100 = (ma ms/ma) x 100 = (4,53 1,812/4,53) x 100 =

(2,718/4,53) x 100 = 271,8/4,53 = 60%.

(b) %Ms = (mH2O/ms) x 100 = (ma ms/ms) x 100 = (4,53 1,812/1,812) x 100 = (2,718/1,812) x 100 = 271,8/1,812 = 150%.

As frmulas 3 e 4 permitem fazer a converso da %Mu para % Ms e vice-versa. Como

elas so deduzidas? (Lembre-se que: % Slidos = 100 %H2O e que ma = mH2O + ms).

Para mostrar o uso das frmulas 3 e 4, considere os valores do exemplo acima.

Se %Mu = 60%, ento pela frmula 3 %Ms = (100x60)/(10060) = 6000/40 = 150%. Se %Ms = 150%, ento pela frmula 4 %Mu = (100x150)/(100+150) = 15000/250 = 60%.

F)

ATIVIDADE DE GUA F.1) CONCEITOS SOBRE ATIVIDADE DE GUA

De acordo com OHLWEILER (1978), o conceito de atividade de gua surgiu dos conhecimentos dos princpios termodinmicos da teoria das solues inicas, ao afirmar que a fora inica varia inversamente proporcional com o coeficiente de atividade de modo a manter a constante de ionizao de solutos em solues qumicas. Esta relao chamada de atividade do on, sendo definida pela frmula 5.

39

O coeficiente de atividade de uma espcie inica pode ser tomado como uma medida de sua eficincia no estabelecimento do equilbrio do qual ele participa. A atividade depende do soluto presente na soluo, porque a energia livre por mol, conhecida com potencial qumico, uma propriedade da substncia. Por exemplo, a variao da energia livre de Gibbs resultante da adio de 1 mol de acar diferente daquela devido a adio de 1 mol de sal. O potencial qumico estimado aplicando-se a frmula 6.

Em outras palavras, a frmula 6 pode ser usada para medir: a) A energia de escape de uma substncia num sistema em equilbrio. b) A tendncia de migrao espontaneamente de uma substncia qumica de uma regio de

alto potencial qumico para uma regio de baixo potencial qumico. Em se tratando de GUA, sua ATIVIDADE chamada de ATIVIDADE DE GUA, e na frmula 6, a substituda por Aw redundando na frmula 7, abaixo:

Obs: Presso de vapor: Quando o vapor dgua entra na atmosfera as molculas de gua se dispersam rapidamente, misturando-se com os outros gases e contribuindo para a presso total exercida pela atmosfera. A presso de vapor simplesmente a parte da presso atmosfrica total devida ao seu contedo de vapor dgua e diretamente proporcional concentrao de vapor no ar.

40

Com base nos termos descritivos nas frmulas 5 a 7, deduz-se que: (a) A atividade de gua uma medida do estatus de energia da gua no sistema; (b) A definio mais comum para a atividade de gua, em termo fsico-qumico (frmula 7),

dada pela razo entre a presso de vapor da gua no alimento (p) e a presso de vapor da gua pura (p0), isto , Aw = p/p0. Diversas maneiras so descritas na literatura para expressar a atividade de gua, como por exemplo, Aw, aw, aw,, AA, Aa, Aa aa ou aa (obs: a primeira letra a/A refere-se atividade, enquanto as outras letras esto associadas gua, com w = water). Nesta apostila, a preferncia pelo uso de Aw.

(c) Percebe-se pela equao 7, que um aumento no nmero de moles do soluto (ns) provoca uma diminuio na presso de vapor de gua no sistema ( p ), e como conseqncia, na Aw.

F.2) DETERMINAO DA ATIVIDADE DE GUA A determinao da atividade de gua envolve conhecimentos prvios sobre umidade

relativa do ar e umidade relativa de equilbrio. UMIDADE RELATIVA (UR) DO AR - um indicativo da quantidade (w) de vapor de gua

contido no ar, relativo a quantidade (ws) de vapor de gua se o ar estivesse saturado. estimada pela frmula 8).

A UR indica quanto prximo o ar est da saturao, ao invs de indicar a real quantidade de vapor dgua no ar. UMIDADE RELATIVA DE EQUILBRIO (URE)

Considere a seguinte situao: Se um material seco e de fcil absoro/adsoro de gua, como por exemplo uma farinha de peixe liofilizada, for colocado num ambiente muito mido (alta % UR), ela absorver/adsorver gua e seu contedo de umidade aumentar. Inversamente, materiais com alto contedo de gua perdero umidade para um ambiente mais seco (baixa %UR). O movimento de gua do material para o ambiente e vice-versa continuar at que a presso de vapor no sistema (material + ambiente) adquira um equilbrio. Isto significa que a presso de vapor de gua no material igual a presso de vapor de gua no ar ambiental. Quando esta condio atingida, o nvel de umidade do material pode ser expresso em termos de umidade relativa de equilbrio e o teor de gua no material chamado de CONTEDO DE UMIDADE DE EQUILBRIO.

Quando o ar ambiental e a umidade da amostra esto em equilbrio, pode-se afirmar que a Aw da amostra e a umidade relativa do ar (UR) no ambiente so iguais. Nessa condio, a medida chamada de URE, que definida como a razo entre a presso de vapor do ar e a presso de vapor do ar saturado e expresso pela frmula 9.

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Pela frmula 9, deduz-se ento, que a atividade de gua pode ser calculada tambm pela frmula 10.

F.2.1) PRINCPIO DO MTODO DE DETERMINAO DA Aw envolve a medio da

presso de vapor da gua presente em alimentos, e ento, relacionando-a com a presso de vapor da gua pura, ambas medidas mesma temperatura. F.2.2) MTODOS PARA MEDIO DA Aw.

A determinao da atividade de gua em alimentos pode ser realizada atravs de mtodos gravimtrico e instrumental. a) Mtodo gravimtrico

Consiste em colocar a amostra seca (adsoro) ou mida (desoro) em um ambiente de umidade relativa conhecida at atingir o equilbrio entre as presses de vapor do ambiente e da amostra. O equilbrio ocorre quando o peso da amostra ficava constante.

Antigamente, a Aw era determinada dentro de dessecador de vidro, sob vcuo ou no, temperatura constante, contendo diferentes sais com Aw conhecida. Os principais sais e suas respectivas Aw so mostrados na Tabela 11.

TABELA 11 Solues salinas usadas para determinao da Aw de alimentos.

Atividade de gua Temperatura (C)

Solues Salinas

5 15 20 25 30 35 40 50 60 70 NaOH 0,070 0,070 0,065 0,060 0,045 0,020

LiBr 0,074 0,069 0,064 0,0597

LiCl 0,11303

0,1133 0,112 0,113 0,110 0,113 0,110 0,110 0,110 0,110

KCH3COO2 0,291 0,234 0,225 0,216

MgCl2 0,336 0,333 0,3320 0,328 0,325 0,321 0,317 0,317 0,305 0,295

K2CO3 0,431 0,432 0,432 ,,,,,,,

0,436

Mg(NO3)2 0,589 0,559 0,529 0,499 NaNO2 0,732 0,693 0,655 0,654 0,635 0,628 0,615 0,600 0,590 0,590

SrCl2 0,771 0,741 0,709

NaCl 0,757 0,756 0,755 0,753 0,755 0,749 0,755 0,745 0,740 0,740

(NH4)2SO4 0,824 0,817 0,803 0,803 KCl 0,877 0,859 0,853 0,843 0,835 0,830 0,820 0,810 0,800 0,795

BaCl2 0,910 0,907 0,903 0,900 0,895 0,893 0,885 0,875 0,870

CuSO4 0,973 0,968 0,893 0,885 0,875 0,870

K2SO4 0,985 0,979 0.973 0,967

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b) Mtodos Instrumentais b.1) Higrmetro de fibra baseia-se na mudana de comprimento de uma fibra ao adsorver ou desorver umidade. Quando atingido o equilbrio, no ocorre mais mudana de comprimento da fibra e a Aw lida diretamente numa escala.

b.2) Higrmetro eletrnico basicamente, existem trs tipos de medidores eletrnicos:

Baseado na capacidade que uma lmina higroscpica de cloreto de ltio tem de alterar sua resistncia eltrica ou condutncia, induzida por uma mudana na umidade relativa devido a presena da amostra. Essa mudana na resistncia medida em termos de corrente eltrica num sensor de uma escala de um potencimetro.. Ex. Novasina.

Baseado na variao da impedncia eltrica de que uma substncia liquida higroscpica apresenta, ao adsorver ou desorver umidade.

Baseado na mudana da capacitncia de um elemento sensor, que um pequeno filme, que contm um capacitor, composto de um eletrodo com um polmero dieltrico. Mudanas na umidade relativa do meio provocam mudanas de capacitncia.

Veja a seguir alguns instrumentos comerciais modernos usados para medio da Aw. (1) Instrumento porttil e de bancada da AQUALAB (http://www.decagon.com).

FIGURA 05 Instrumento de bancada (A) e porttil (B) para medir a atividade de gua

O aparelho mede o ponto de orvalho (dew point). O sensor inclui um espelho Peltier de ouro resfriado (Peltier colled gold mirror) para medir o ponto de orvalho e um detector de infravermelho (IR) para medir a temperatura superficial da amostra. A amostra colocada dento de uma cmara que ento fechada para formar uma atmosfera delgada de ar. No sistema do ponto de orvalho em espelho resfriado, a Aw medida pelo equilbrio da fase

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lquida da gua na amostra com a fase lquida da gua no espao superior da cmara fechada e medio da umidade relativa do espao superior. A leitura digital aparece dentro de 1 a 2 minutos. (2) Instrumento controlado por computao.

FIGURA 06 Instrumento computadorizado para medir a atividade de gua.

um sistema integrado e totalmente automtico para determinao do perfil de soro de gua de materiais slido e lquido. O sistema opera em presso ambiente usando o mtodo gravimtrico, isto , monitorando as mudanas de peso na amostra.

F.3) RELAO ENTRE O TEOR DE UMIDADE E A ATIVIDADE DE GUA Para qualquer alimento, a Aw aumenta quando o contedo de umidade aumenta. O

inverso tambm ocorre, ou seja, quando a umidade diminui, a Aw tambm diminui. Uma isoterma de soro uma representao grfica desta relao, que pode ocorrer pela perda de gua (desoro ou desidratao) e ou ganho de gua (adsoro ou rehidratao) de gua, como mostrado na figura 7.

FIGURA 07 Curva tpica de isotermas de desoro e adsoro de gua em alimentos,

mostrando o fenmeno de histerese.

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Uma isoterma de soro obtida durante o processo de secagem ou de rehidratao de alimentos. No primeiro caso, a isoterma chamada de isoterma de desoro ou desidratao, enquanto no ltimo, chamada de isoterma de adsoro ou rehidratao. Geralmente, em alguma faixa de atividade de gua, as isotermas de desoro e adsoro no se sobrepem. Este fenmeno chamado de HISTRESE, que significa a existncia de diferena no contedo da umidade de equilbrio (URE) entre as curvas de desoro e adsoro. Devido a este fenmeno, um alimento semi-desidratado e outro semi-hidratado, tendo o mesmo teor de umidade podem apresentar diferentes Aw, e como conseqncia, vidas de prateleiras diferentes por causa das diferentes possibilidades de sofrerem alteraes qumicas e microbianas.

A preparao de uma isoterma de soro para um determinado alimento realizada atravs do emprego dos modelos chamados de isoterma BET (Brunauer, Emmet. & Teller) e isoterma GAB (Guggenheim, Andersen, de Boer), onde possvel determinar as trs regies onde os diferentes tipos de gua acham-se envolvidos, em especial, a regio para a gua do tipo I.

BET Model aw / [(1 - aw) * m] = 1 / (mo * c) + [(c - 1)/(mo * c)] * aw, (formula 11)

(aplicado para Aw at 0,55)

Onde, M = contedo de umidade em base seca; T= temperature (K); aw = atividade de gua; mo = contedo de umidade na monocamada; C = constante de calor da superfcie; e C = exp (Qs/RT), onde Qs = excesso de capacidade calorfica na monocamada (cal/mol) e R = constante universal dos gases.

GAB Model aw / [(1 - k * aw) * m] = 1 / (mo * c * k) + [(c - 1) / (mo * c)] * aw (frmula 12)

ou m = mo * c * k * aw / [(1 - k * aw)(1- k * aw + c * k * aw) (frmula 13)

(aplicado para Aw at 0,9) Onde, c = constante (diferente da equao BET). k = constante na faixa de 06 a 1,0.

Uma isoterma pode ser dividida em trs regies (UNIDO, 2005) como mostrada na Figura 08.

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Regio A: representa a gua ligada (tipo I), onde as primeiras molculas esto retidas nos grupos hidroflicos polares e carregados dos componentes dos alimentos (protena, polissacardios, etc.). Incluem-se guas estruturais, da monocamada e de hidratao.

Regio B: as molculas de gua ligam-se menos firmemente do que a primeira. Esta gua disponvel como um solvente para solutos de baixo peso molecular e para algumas reaes bioqumicas. Esta classe de gua (tipo II) representa um estado de transio contnuo entre a gua ligada (tipo I) e a gua livre (tipo III).

Regio C: as propriedades da gua nesta regio esto bastante prximas daquela da gua livre, que preenche os espaos vazios e inter-granulares, os poros e vasos capilares, portanto, fracamente ligados nos materiais alimentcios. uma gua mvel e retm as propriedades da gua pura (solvente e agente dispersante).

FIGURA 08 Isoterma de adsoro de gua em alimentos, mostrando as regies envolvendo os trs tipos de gua. (Adaptado de: http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/301/water/wprin.htm#anchor-activity)

Uma isoterma de adsoro de gua por flocos de milho mostrada na Figura 9.

FIGURA 09 Curva de isoterma de soro de gua em alimentos.

(Fonte: http://www.users.bigpond.com/webbtech/isotherm.html)

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F.4) IMPORTNCIA DA DETERMINAO DA ATIVIDADE DE GUA A atividade de gua (Aw) tem sido considerada como uma propriedade fundamental no controle de qualidade de alimentos. A Aw de um alimento no a mesma coisa que a determinao do seu contedo percentual de gua. Informaes importantes deduzidas atravs da medio da Aw incluem as seguintes:

a) considerada uma medida da gua que no est ligada ao alimento, isto , da gua livre. Em outras palavras, o teor de gua livre expresso como atividade de gua.

b) Fornece uma estimativa da gua que se encontra envolvida com as alteraes qumicas e biolgicas nos alimentos, como mostrado na Figura 10.

FIGURA 10 Velocidade de transformaes qumicas e microbianas em funo do teor de umidade (% base seca) e atividade de gua.

Observando a figura acima, conclui-se que:

(1) O crescimento microbiano (bactrias, levedura e fungos) de modo geral inibido em Aw 0,70.

(2) Caracteristicamente, para as grandes classes de microrganismos, os valores de Aw descritos abaixo so admitidos para impedir seus desenvolvimentos:

Bactrias: 0,80 Bactrias haloflicas: 0,75 Leveduras: 0,75 Leveduras osmoflicas (ambientes de alta presso osmtica): 0,60. Fungos: 0,70 Fungos xeroflicos (ambientes secos): 0,65

Outras reaes caractersticas que podem ser controladas atravs da Aw so as seguintes: Preveno da atividade enzimtica: Aw < 0,3. Inibio do escurecimento no enzimtico (Reao de Maillard): Aw < 0,2. oxidao lipdica: intensa tanto na regio de alta e baixa Aw. Devido a este fato, existe uma regio de oxidao mnima, onde a Aw em torno de 0,3 (faixa de 0,2 a 0,4). Na regio de baixa Aw, a oxidao intensa porque a pequena quantidade de gua presente no alimento

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atua (1) destruindo radicais livres; (2) ligando tomos de H nos hidroperxidos, como conseqncia, diminuindo sua velocidade de converso em outros produtos oxidados; e (3) provocando a hidratao ou reao com metais, com isto, reduzindo a ao catalisadora oxidativa desses metais. Quando a Aw aumentada em direo da regio de alta Aw, a oxidao lipdica aumenta, devido ao aumento da mobilidade dos catalisadores e porque novas superfcies catalticas so expostas no alimento intumescido.

Valores de atividade de gua para algumas bactrias, leveduras e bolores individuais so mostrados na Tabela 12.

TABELA 12 Valores da atividade de gua controlando o desenvolvimento de microrganismos.

Aw BACTRIA LEVEDURA BOLORES 0,98 Cl.botulinun E e Pseudomonas 0,97 Cl. botulinum A, B, C 0,96 Flavobacterium klebsiella,

Lactobacillus, Proteus, Pseudomonas, Shigella

0,95 Alcaligenes, Bacillus, citrobacter, Cl. Botulinum A e B, enterobacter, Vibrio, Escherichia, Proteus, Pseudomonas, Salmonella, , Serratia, Lactobacilus

0,94 Lactobacillus, Microbacterium, Pediococcus, Streptococcus, Vibrio, enterobacter

Stachybotrysata

0,93 Lactobacillus, Streptococcus, Vibrio Rhizopus, Mucur, Botrytis

0,92 Rhodotorula, Picchia 0,91 Corynebacterium (anaerobiose)

Staphilococcus, Streptococucs

0,90 Micrococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Vibrio, Bacillus

Hansenula, Saccharomyces

0,88 Candida, Debaryomuces, Torulopsis, Hanseniaspora

Cladosporium

0,87 Debaryomyces 0,86 Staphylococcus (aerobiose) e Vibrio Paecilomyces 0,85 Penicillium 0,80 Saccharomyces baillii Aspergillus, Penicillium

Eremascus 0,75 Halobacterium (halfilas)

Halococcus Aspergillus

0,62 Saccharomyces rouxii Monascus 0,605 Xeromyces bsporus

Um resumo da relao entre os valores da atividade de gua, controle das alteraes e tipos de alimentos caractersticos mostrado na Tabela 13.

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TABELA 13 Valores da atividade de gua controlando as alteraes em alimentos. Aw FENMENO EXEMPLOS 1,0 Alimentos ricos em gua (aw 0,90-1,0) 0,95 Alimentos com 40% de sacarose ou 7% de

NaCl, salsicha cozida, miolo de po, peixe cura leve.

0,90 Limite inferior geral para bactrias Alimentos com 55% de sacarose ou 12% NaCl, presunto seco, queijo de cura mdia, peixe defumado a quente Alimentos de umidade intermediaria (aw = 0,55 0,90)

0,85 Limite inferior para crescimento da maioria das leveduras

Alimentos com 65% de sacarose ou 15% de NaCl, salami, queijo velho, peixe salgado.

0,80 Limite inferir para atividade da maioria das enzimas.

Farinha de trigo, arroz (15-17% de gua), leite condensado

0,75 Limite inferior para bactria halollica Alimentos com 25% NaCl (saturado), gelia 0,70 Limite inferior para crescimento da

maioria dos fungos xerofilicos (ambiente seco)

0,65 Velocidade mxima para reao de Maillard

Aveia 10% de gua

0,60 Limite inferior para crescimento de leveduras e fungos osmoflicos ou xeroflicos

Frutas secas (15-20% de gua). Toffes, caramelo (8% de gua)

0,55 Desordem de DNA (limite inferior para continuidade da vida)

Alimentos desidratados (aw = 0 0,55)

0,50 Macarro talharim (12% de gua), temperos e condimentos (10% gua), protena concentrada de peixe (10% gua)

0,30 Bolacha cream cracker, po torrado (3-5% gua)

0,25 Mxima resistncia para esporos de bactrias resistentes ao calor

0,20 Leite em p integral (2-3% gua) vegetais desidratados (5% gua), flocos de milho (5% gua)

F.5) EFEITO DA TEMPERATURA SOBRE A Aw A Aw de solues diludas no dependente da temperatura. Em solues saturadas,

a temperatura afeta a solubilidade, assim a Aw muda com a temperatura. A Aw aumenta quando a temperatura da amostra,aumenta mas a Aw da maioria das solues saturadas diminui quando a temperatura aumenta (Tabela 14). Consequentemente, no podemos prever a mudana da Aw com a temperatura visto que ela depende de como a temperatura afeta os fatores que controlam a Aw do alimento.. LABUZA mostrou que o efeito da temperatura sobre a Aw negligencivel em alimentos de alta umidade, mas em alimentos de intermediria e baixa umidade uma mudana de 10C pode resultar numa mudana de algumas % em Aw.

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TABELA 14 Efeito da temperatura sobre a atividade de gua de amostras.

Amostra 10C 20C 30C 40C 6M NaCl 0,760 0,760 0.760 0,760 gua destilada 1,000 1,000 1,000 1,000 Soup mix 0,191 0,239 0,292 0,302 Toasted oats 0,220 0,242 0,289 0,272 Peanut Butter cup 0,297 0,292 0,289 0,272 Cookie 0,524 0,529 0,546 0,55 Dog Food 0,762 0,769 0,789 0,817 Coconut cake 0,761 0,764 0,764 0,770 Beef jerky 0,694 0,697 0,693 0,698 Chocolate syrup 0,866 0,866 0,858 0,868 Salsicha 0.942 0,943 0,944 0,938

G) CLASSIFICAO DOS ALIMENTOS DE ACORDO COM O TEOR DE UMIDADE E ATIVIDADE DE GUA

Para interesse comercial dos processadores, os alimentos geralmente so classificados em trs categorias de acordo com a quantidade de gua que ele contem. Essas categorias so as seguintes (Duckworth, 1976):

G.1) ALIMENTO DE ALTA UMIDADE - so alimentos que apresentam a maioria da gua

relativamente livre de interaes restritivas com os slidos. caracterizado por apresentar: Teor de umidade (base seca) > 60%. Isto corresponde em base mida a 37,5%. Aw 0,9 ou URE 90%.

G.2) ALIMENTO DE MDIA UMIDADE OU UMIDADE INTERMEDIRIA so os

alimentos que apresentam parte da gua retida por interaes fsico-qumicas com os slidos. caracterizado por ter os seguintes valores:

Teor de umidade (base seca): 15 a 60%, eqivalendo a cerca de 13,0% a 37,5% de gua em base mida. No existe concordncia entre os pesquisadores para esta faixa de umidade, pois LABUZA (2002) considera os valores de 10 a 40% de gua em base seca.

Aw = 0,6 a 09 ou URE = 60 a 90%. G.3) ALIMENTO DE BAIXA UMIDADE so os alimentos em que a gua encontra-se

muito presa aos slidos. Apresentam os seguintes valores: Teor de umidade (base seca) < 15% ou < 13,0% de gua em base mida. Aw < 0,6 ou URE < 60%.

H)

PAPEL DA GUA EM ALIMENTOS Alm de influir no desenvolvimento de microrganismos e de alteraes qumicas nos

alimentos, a gua em si, desempenha papel importante, tanto do ponto de vista qumico, como fsico, conforme descrio abaixo:

H.1) Solvente Faixa de umidade dos alimentos: Todas, com exceo da faixa muito baixa.

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Mecanismo de efeito: Formao de soluo. Qualidade afetada: Todas (qualidade de comestibilidade, nutricional, processamento,

conservao H.2) Meio de reao

Faixa de umidade dos alimentos: Todas, com exceo da faixa muito baixa. Mecanismo de efeito: Facilita a mudana qumica. Qualidade afetada: Todas, em especial na manuteno da qualidade.

H.3) Mobilizao de reagentes - A mobilidade dos reagentes alterada pela Aw porque muda a viscosidade do sistema. Isto influencia o escurecimento no enzimtico, degradao de vitaminas, desnaturao de protenas, gelatinizao do amido e retrogradao de amido. Faixa de umidade dos alimentos: Baixa Mecanismo de efeito: Facilita o movimento das molculas do reagente sobre as superfcies

hidratadas. Qualidade afetada: Manuteno da qualidade de alimentos desidratados

H.4) Reagente Faixa de umidade dos alimentos: Todas Mecanismo de efeito: hidrlise de lipdios, protenas, polissacardios. Qualidade afetada: Sabor, odor, textura e manuteno geral da qualidade.

H.5) Antioxidante Faixa de umidade dos alimentos: Baixa Mecanismo de efeito: 1) Hidratao de metais catalizadores. 2) Ligao de H aos radicais perxidos. 3) Remoo de radicais livres atravs de recombinaes ou raes alternativas. 4) Reduo da concentrao de metais catalisadores pela precipitao com hidrxidos. 5) Ligao de H aos grupos funcionais das protenas e polissacardios. Qualidade afetada: Alterao de sabor , odor, cor, textura e valor nutritivo, especialmente

durante estocagem. H.6) Pr-oxidante

Faixa de umidade do alimento:

Mdia - Mecanismo de ao:

1) Reduo na viscosidade aumentando a mobilidade dos reagentes e catalisadores.

2) Dissoluo de precipitados catalticos. 3) Entumescimento dos slidos, expondo novos stios catalticos e grupos

oxidveis. - Qualidade afetada: Sabor, odor, cor, textura e valor nutritivo, especialmente durante estocagem

Mdia e alta - Mecanismo de ao: Formao de principais fontes de radicais livres em alimentos irradiados.

- Qualidade afetada: Especialmente sabor, odor e cor aps irradiao.

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H.7) Estrutural - A gua retida por ligaes H, on-dipolo e outras ligaes qumicas fortes.

H.7.1) Intramolecular (participao de gua dentro de macromolculas) Faixa de umidade dos alimentos: Todas Mecanismo de ao: Manuteno da integridade das molculas de protenas. Qualidade afetada: Textura e outros atributos influenciado por enzimas.

H.7.2) Intermolecular (participao de gua entre macromolculas) Faixa de umidade dos alimentos:

Baixa - Mecanismo de ao:

1) Pontes de H cruzadas com potenciais grupos de macromolculas. 2) Qualidade afetada: Textura (de alimentos desidratados e reconstitudos). 3) Ligao de H em grupos superficiais de partculas slidas, aumentando a frico entre elas.

- Qualidade afetada: Viscosidade em chocolate

Mdia - Mecanismo de ao: Interaes moleculares influenciando a ligao de lipdios s protenas de farinha de trigo.

- Qualidade afetada: Propriedades reolgicas de massas ou panificao.

Mdia e alta - Mecanismo de ao:

1) Influncia sobre a conformao e interao de polissacardios e protenas na formao de gel.

- Qualidade afetada: Propriedades da textura de gis. 2) Influncia sobre a estrutura de emulses pela interao com lipdios de superfcies ativas.

- Qualidade afetada: Propriedades reolgicas das emulses.

I) EFEITO DO PROCESSAMENTO SOBRE O TEOR DE GUA

O contedo de gua do peixe comea a mudar to logo foi capturado. Peixe fresco inicialmente ganha gua se mantido em gelo ou gua do mar resfriada. Se mantido em gelo, sob presso (excesso de gelo e peixes) por longo perodo, o peixe comea a perder peso; em caso extremo at 15% perdido, mas nem tudo gua. Semelhantemente, todo tipo manuseio posterior podem conduzir s mudanas no teor de gua.

A Tabela 15 relaciona algumas operaes de processamento do pescado, os efeitos e fatores para controlar as alteraes de gua. Verifica-se que perdas de peso so mais comuns do que ganhos.

Medidas, sobre base livre de gordura, da relao protena/gua, provavelmente dever ser a melhor indicao da gua perdida ou incorporada.

Os interesses dos produtores e consumidores nesta rea tende a ser algo diferentes. O produtor tende a evitar perda no peso (exceto onde necessrio, tal como, na defumao ou

52

enlatamento) e aplica tratamento com polifosfatos e glazeamento que aumentam o peso. Isto no implica que o ganho de peso seja somente a causa principal para o tratamento. Aos consumidores, por outro lado, no dever ser oferecido pescado que tenha sido adicionado intencionalmente uma certa quantidade de gua. Devemos conciliar os interesses.

TABELA 15 Fatores afetando o teor de umidade em diferentes tipos de processamento de peixe.

Processamento Efeito Fatores afetando o teor de

umidade Variao de peso *

Estocagem do peixe inteiro em gelo

Ganho ou perda de peso

Tempo e presso mecnica. +2 a 5

Estocagem do peixe inteiro em gua do mar resfriada

Ganho de gua (normalmente)

Tempo, concentrao de sal e proporo peixe/gua.

+ 3

Lavagem do fil Ganho de gua (mas facilmente perdida depois)

Tempo e temperaTura. + 1

Manuteno do fil para processamento e distribuio no varejo.

Perda por drip Tempo - 2

Tratamento com polifosfa- tos ou imerso em salmou ra pr-congelamento

Aumenta a capacidade de reteno de gua.

Tempo, temperatura, concen- trao do polifosfato ou sal.

+ 5

Congelamento Perda de gua por evaporao.

Velocidade do ar, Temperatura e forma da poro do peixe.

- 3

Glazeamento do peixe congelado.

Aplicao de uma camada de gelo sobre a superfcie.

Temperatura do peixe e da gua, tempo e forma da poro do peixe.

+5 a + 20%

Estocagem fria e distribuio congelada.

Desidratao por sublimao do gelo.

Projeto e operao da cmara fria, tempo e embalagem.

- 5

Degelo Perda por drip Temperatura da cmara de estocagem, tempo de estocagem fria e mtodo de degelo.

-2 a - 5

Defumao Perda ou incorporao de gua na salmouragem, secagem no defumador.

Condies de salmouragem e de defumao

-10 a 15

Sal ou marinhado Perda de gua Concentrao de sal ou cido e tempo.

- 40

Secagem (incluindo a manufatura de farinha de peixe)

Evaporao

Tempo e temperatura - 80 (mximo)

Cozimento (incluindo enlatamento)

Perda de lquido Tempo e temperatura -20

* % do peixe fresco.

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UNIDADE II COMPONENTES QUMICOS DO PESCADO II.3) LIPDIOS: LEOS E GORDURAS A ) CONCEITOS GERAIS SOBRE LIPDIOS A.1) DEFINIO

Do ponto de vista de solubilidade, os lipdios podem ser definidos da seguinte maneira: LIPDIOS so substncias de origem animal, vegetal ou microbiana que so insolveis em

gua e solveis em solventes orgnicos, especialmente, naqueles de baixa e mdia polaridade.

A.2) FUNES DOS LIPDIOS A.2.1) Energtica: fornecem 9 Kcal/g, quando oxidados metabolicamente. Os triacilgliceris so a principal fonte de gordura alimentar. A.2.2) Isolante trmico e mecnico: protegendo os organismos vivos contra mudanas bruscas de temperatura, choques e pancadas. A.2.3) Componente de Membrana Celular: so imprescindveis na formao das membranas celulares dos organismos vivos. Ex. glicolipdios, fosfolipdios e colesterol. A.2.4) Sabor e aroma de alimentos: contribuem decisivamente do sabor caracterstico de alimentos in natura ou processados. Ex. cidos graxos livres, aldedos e cetonas formados durante a peroxidao e/ou metabolismo de lipdios. A.2.5) Cor dos alimentos: so responsveis diretos ou indiretamente pela cor de alimentos in natura ou processados. Ex. Pigmentos carotenides (cor natural de certos alimentos). A.2.6) Fabricao de sabes e detergentes: Ex. leos, gorduras, triglicerdios e cidos graxos. A.2.7) Agentes emulsificantes: Ex. Fosfolipdios, como lecitinas. A.2.8) Componentes das lipoprotenas: Ex. Triglicerdios, fosfolipdios e colesterol participam das lipoprotenas de baixa (LDL) e alta densidade (HDL), etc. A.2.09) Fontes de cidos graxos essenciais: Ex. cidos linolico e linolnico. A.2.10) Precursores prostaglandinas e hormnios: Ex. cidos graxos eicosanides, colesterol e vitamina D. A.3) COMPOSTOS BSICOS DOS LIPDIOS

Os lipdios, com algumas excees, so formados por um ou mais dos compostos bsicos relacionados a seguir: A.3.1)

CIDO GRAXO: CH3 (CH2)n COOH (ver maiores detalhes na seco 9). A.3.2) GLICEROL: (glicerina; propano-1,2,3-triol ou propanotriol).

FIGURA 11 Designao estereoespecfica (sn) e comum do glicerol.

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A.3.3) ESFINGOSINA uma base amina (NH2), contendo dois grupos hidroxlicos (OH) e uma cadeia hidrocarbnica monoinsaturada de 15 tomos de carbono. Pode ser considerada como um derivado do glicerol, onde o grupo OH no C-2 do glicerol foi substitudo pelo grupo amino e o hidrocarboneto encontra-se ligado a uma extremidade do glicerol. Compostos contendo a esfingosina so chamados de ESFINGOLIPDIOS.

FIGURA 12 Frmula estrutural da esfingosina.

A.3.4)

CARBOIDRATO - galactose, glicose, manose e arabionose.

FIGURA 13 Frmulas estruturais dos principais monossacardios presente nos lipdios.

A.3.5) LCOOL GRAXO: Geralmente, um lcool monohidrxido aliftico primrio, apresentando-se na forma livre ou esterificado com um cido graxo. Sua cadeia pode ser saturada ou insaturada e linear ou ramificada (iso, anteiso ou multiramificada). Apresenta a seguinte frmula geral:

FIGURA 14 Frmula geral dos lcoois graxos.

Exemplos: (1) lcool hexadecanlico ou cetlico (n= 14, saturado) (2) lcool octadecanlico ou estearilico (n= 16, saturado) (3) lcool octadecenlico ou olelico (n = 16, com uma dupla ligao) A.3.6) UNIDADE PERIDROCICLOPENTANOFENANTRENO: presente em esteris, especialmente, em colesterol.

FIGURA 15 Esqueleto bsico dos esteris.

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A.3.7) GRUPO FOSFATO: especialmente presente nos fosfolipdios.

FIGURA 16 Frmula geral dos fosfolipdios, destacando-se o grupo fosfato.

A.3.8)

GRUPO SULFATO: normalmente presente na forma de sulfato em galactocerebrosdios

(sulfolipdios ou sulfatdios).

FIGURA 17 Frmula estrutural de glicolipdio sulfatado (sulfogalactolipdio).

A.3.9) GRUPO AMIDA: presente na ceramida neutra (N-acilesfingosina), esfingomielina

(esfingofosfolipdios onde um grupo fosfato est ligado ao OH de C-1) e cerebrosdios (esfingoglicolipdios onde um mono-, di- ou oligossacardio est ligado ao OH de C-1).

FIGURA 18 Frmula estrutural de uma ceramida (N-acil-esfingosina).

A.3.10)

HIDROCARBONETOS GRAXOS: so componentes formados exclusivamente por

tomos de carbono e hidrognio. Eles ocorrem normalmente como cadeias muito longas normal, ramificada e insaturada. Alguns apresentam como caracterstica, a presena de uma ou vrias unidades isoprnicas, derivada do composto isopreno, mostrado abaixo (Ver mais informaes em A.8.3).

FIGURA 19 Frmulas estruturais para representao da unidade isoprnica.

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A.4) COMPONENTES LIPDICOS Os compostos bsicos dos LIPDIOS, individualmente ou unidos entre si, formam os

componentes lipdicos. Dentre estes, destacamos os seguintes: (1) Acilgliceris: glicerol + cidos graxos (2) Glicoglicerolipdios ou glicolipdios (GL): glicerol + cidos graxos + carboidrato. (3) Esfingoglicolipdios: esfingosina + cidos graxos + carboidrato. (4) Glicerofosfolipdios ou fosfolipdios (PL): glicerol + cidos graxos + grupo fosfato + base

orgnica. (5) Esfingofosfolipdios: esfingosina + cidos graxos + grupo fosfato + base orgnica. (6) Esteris: peridrociclopentanofenantreno + cidos graxos + cadeia hidrocarbnica. (7) Pigmentos carotenides: cadeia hidrocarbnica + cidos graxos. (8) Vitaminas lipossolveis: compostos variados. (9) Cras: cidos graxos + lcoois graxos. (10) cidos graxos livres. (11) Hidrocarbonetos graxos: so HC de alto peso molecular. A.5) EXTRAO DOS COMPONENTES LIPDICOS Os vrios componentes lipdicos presentes numa determinada amostra so chamados coletivamente de LIPDIOS TOTAIS (LT). Para extrao dos LT, comumente faz-se uso dos seguintes mtodos: (A.5.1) MTODO DE SOXHLET emprega-se o aparelho chamado de BATERIA DE SOXHLET ou SABELLIN, composta pelos seguintes elementos (Figura 20):

FIGURA 20 Aparelhos para extrao de gordura pelo mtodo de Soxhlet.

(http://www.chemkeys.com/bra/md/tee_7/pcqeb_2/mde_10/mde_10.htm# ).

(1) Chapa ou manta de aquecimento com reostato para controlar a taxa de aquecimento; (2) Balo de vidro de fundo chato para recuperao do LT extrado; (3) Extrator de vidro Soxhlet, onde a amostra contendo o LT colocada; (4) Condensador de bola (Allihn) com gua corrente usada como refrigerante.

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O mtodo est baseado em trs etapas: A - Extrao da gordura da amostra com solvente. B - Eliminao do solvente por evaporao. C - A gordura extrada quantificada por pesagem.

A extrao de lipdeos dos alimentos se faz na maioria dos casos por lixiviao exaustiva por meio de solvente orgnico (ter etlico), seguida de remoo por evaporao do solvente utilizado. O resduo seco obtido constitudo por todos os compostos que nas condies de determinao so extrados pelo solvente: acilgliceris, glicolipdios, fosfolipdios, esterides, vitaminas, carotenides, etc.

As seguintes observaes devem ser lembradas durante a extrao de LT pelo mtodo de Soxhlet: considerado um mtodo de extrao com solvente quente, cuja temperatura

(geralmente na faixa de 40 a 80C) dependente da soluo formada entre os componentes lipdicos e o solvente utilizado. Por exemplo, cerca de 70 C, utilizando lcool etlico como solvente para extrao de prpolis.

Envolve uma extrao slido/lquido (amostra/solvente) De preferncia deve ser usada amostra totalmente seca (em estufa) ou semi-desidratada

(misturada com sulfato de sdio anidro). Amostra mida pode ser usada, mas o tempo de extrao mais prolongado.

Solventes recomendados: de baixa e mdia polaridade ou apolares, tais como, hexano, ter de petrleo, ter etlico, acetona, tetracloreto de carbono, etc. Estes solventes apolares extraem a frao lipdica neutra que incluem cidos graxos livres, mono, di e triacilgliceris, e alguns mais polares como fosfolipdios, glicolipdios e esfingolipdios. Esteris, ceras, pigmentos lipossolveis e vitaminas, podem ser extrados apenas parcialmente. Contudo, em funo do tempo prolongado de extrao, considera-se que todos os componentes lipdicos sejam extrados por este mtodo.

Em muitos alimentos processados, como em produtos derivados do leite, po, produtos fermentados, aucarados e produtos animais, a maior parte dos lipdeos est ligada a protena e carboidratos, e a extrao direta com solventes no polares ineficiente. Estes alimentos precisam ser preparados para a extrao de