INTRODUÇÃO

Reações de escurecimento que são alguns dos fenómenos mais importantes que

ocorrem nos alimentos durante o processamento e armazenamento, representam uma

área de pesquisa interessante para as implicações em termos de estabilidade e tecnologia

de alimentos, bem como em nutrição e saúde. Eles podem envolver diferentes

compostos e prosseguir através de diferentes vias químicas. Em certos casos como no

processamento de café, cacau, nozes, cozimento do pão, tostagem de cereais, etc., a

produção de cor escura e as mudanças que ocorrem no sabor são desejáveis. Porem,

como regra geral, o escurecimento dos alimentos e um sinal de deterioração dos

mesmos, sendo o escurecimento e o fator limitante mais importante na vida de prateleira

e pode acarretar a perda do valor comercial de muitos alimentos. Os principais grupos

de reações que conduzem ao escurecimento são a oxidação enzimática de fenóis e o

chamado escurecimento não enzimático. Este último é favorecida pelos tratamentos de

calor e inclui reações tais como a de Maillard e caramelização.

ESCURECIMENTO ENZIMATICO

No escurecimento enzimático, as oxidases (polifenoloxidase, ascorbato oxidase,

lipoxidase, etc) atuam apenas nos passos iniciais, convertendo o fenol, enediol ou

grupos funcionais dienos conjugados para compostos carbonilicos ativos. As reações

que seguem as oxidações enzimáticas não são enzimáticas. O escurecimento enzimático

devido à PFO é de importância comercial particularmente em tecidos vegetais.

Normalmente, os substratos fenólicos naturais (ácido caféico, ácido protocatechico,

ácido clorogênico, etc) estão separados da PFO em tecidos intactos e o escurecimento

não ocorre. A exposição das superfícies de frutas e vegetais cortados ao ar resultam em

rápido escurecimento devido à oxidação enzimática dos compostos fenólicos presentes

para ortoquinonas, que por sua vez polimerizam-se rapidamente para formar pigmentos

marrons. Na reação catalisada PFO, o substrato fenólico é oxidado e o oxigênio serve

como aceptor de hidrogênio. Assim, operações como corte, descascamento e contusão

são suficientes para causa escurecimento enzimático. as polifenoloxidases são as

enzimas mais importantes envolvidas nesse processo, ela catalisa dois tipos de reação:

uma promove a hidroxilação de monofenóis para difenóis e a outra que causa a

oxidação de difenóis para ortoquinona.

O branqueamento é um processo bastante utilizado na indústria de alimentos

para minimizar e eliminar o escurecimento dos alimentos por oxidação enzimática. Esse

processo inativa as enzimas, uma vez que a exposição das mesmas a altas temperaturas

seguida da exposto a baixas temperaturas, causando desnaturação, tirando assim sua

capacidade de catalisar reações de oxidação.

Outra estratégia aplicada na prevenção do escurecimento é a utilização do ácido

ascórbico um antioxidante que atua na manutenção das cores das frutas. Ele tanto atua

reduzindo as ortoquinonas ao fenol correspondente, impedindo a polimerização e

escurecimento formando as melaninas, responsáveis pela coloração amarronzada dos

frutos injuriados mecanicamente ou cortados. Bem como reduzindo o pH do meio, o

que leva a inibição da atividade da polifenoloxidase, impedindo a primeira parte da

oxidação, nesta estratégia também vem se utilizando agentes acidulantes como o ácido

cítrico, málico e fosfórico.

A imersão do tecido vegetal em água após processos ofensivos reduz o processo

de oxidação, tendo em vista que o oxigênio é necessário no processo e na água a

concentração do O2 é pequena com relação ao ar.

ESCURECIMENTO NÃO ENZIMÁTICO

O tipo mais comum de escurecimento não enzimático é a reação de Maillard.

Refere-se a uma série de reações químicas entre açúcares e proteínas, aminoácidos e

outros compostos aminados que torna os alimentos mais apetitosos. Os pigmentos

castanhos que se formam como resultado da reação de Maillard são chamados de

melanoidinas. Cores marrons indesejadas e odores podem se desenvolver durante o

armazenamento prolongado de alimentos como produtos cozidos, ovos brancos secos,

purê de batatas instantâneo, e a determinados ingredientes alimentares. No entanto, nem

tudo sobre a reação de Maillard é negativo. O aroma agradável e as superfícies douradas

do pão e outros produtos de panificação, o desenvolvimento de sabores do chocolate, da

carne assada e outras carnes cozidas é devido a essa reação.

A reação de Maillard é conhecida como escurecimento não enzimático,  porque

as enzimas não são parte da reação, que ocorre em uma sequência de três reações

químicas, tais como a condensação, o rearranjo e polimerização. Inicialmente ocorre a

reação entre o grupamento carbonila do açúcar ou da gordura e o grupamento NH2 do

aminoácido, em meio preferencialmente alcalino, na presença de água e calor. Há

complexação do açúcar com o aminoácido, formando uma base, o que acelera a reação.

Há formação imediata de composto mais estável, cíclico que é a glicosamina N

substituída. Esta recebe prótons e os doa. Devido a isomerização recebe o nome de

rearranjamento de Amadori levando a 1 amino, 1 deoxi, 2 cetose, N substituída. Na 3ª

fase há desprendimento de CO2 e formação de redutonas e de hidroximetilfurfural. Ao

final, há formação de substâncias heterocíclicas, pirróis, imidazois, piridinas e pirasinas.

Podem ocorrer condensações aldólicos e polimerização de aminoaldeídos. Os

intermediários se polimerizam formando polímeros insaturados coloridos.

O segundo tipo de escurecimento não enzimático é caramelização, que ocorre

quando carboidratos ou açúcares em qualquer alimento são aquecidos. Resultado em

produto caramelizado de castanho claro a escuro e novos sabores. Caramelização

desempenha um papel importante na torrefacção do café comercial e caramelos são

utilizados como corantes ou aromatizantes.

A caramelização inicia-se quando o açúcar redutor isomeriza e enoliza podendo

ocorrer em meio básico ou ácido. Numa segunda etapa em meio ácido, desidrata, e

forma o hidroximetilfurfural; em meio alcalino se fragmenta em compostos lábeis. Na

terceira etapa formam-se polímeros que são as melanoidinas coloridas. São reações

autocatalizadas pelo desprendimento de água, aceleradas pelo calor e umidade.

As reações de escurecimento não enzimático podem ser intensificas ou evitas,

sendo que os fatores para ocorrência ou controle são a temperatura, umidade, pH os

constituintes do alimento e etc. Sempre com o aumento da temperatura, as reações

podem se iniciar ou serem intensificadas. Portanto, a refrigeração as inibirá. Mas às

vezes, o próprio aumento da temperatura pode fazer com que os componentes ou

primeiros produtos interajam por outros mecanismos que vão inibir a reação. A água

cataliza as reações por isso a importância do controle da umidade. Em solução aquosa o

escurecimento é primariamente devido à caramelização, mas no estado seco alcalino

prevalesce "Maillard". O efeito do pH na caramelização é intenso. Geralmente até pH

6,0 a contribuição de "Maillard" é insignificante, depois aumenta. Além disso, podemos

substituir um componente do alimento passível de escurecer por outro menos reativo

como; substituir a glicose pela sacarose, esta ainda tem que se hidrolisar e demora mais.

Ainda a glicose pela frutose que tem grupamento cetônico que reage mais dificilmente

com o aminoácido do que o grupo aldeídico da glicose. Verificar a solubilidade da

fração proteica de um alimento e substituir o mais solúvel pelo de menor solubilidade

etc.

REFERÊNCIAS

LUPETTI, Karina et al. Análise da imagem em química analítica: empregando

metodologias simples e didáticas para entender e prevenir o escurecimento de tecidos

vegetais. São Paulo: Química Nova, 2005.

Marcos Vieira da Silva, Cassia Inês Lourenzi Franco Rosa, Eduardo Valério de Barros

Vilas Boas. Conceitos e métodos de controle do escurecimento enzimático no

processamento mínimo de frutas e hortaliças. B.CEPPA, Curitiba v. 27, n. 1, p. 83-96

jan./jun. 2009

SAPERS, G. M.; MILLER, R. L. Browning inhibition in fresh-cut pears. J. Food Sci., v.

63, n. 2, p. 342-346,1998.

Química de alimentos aula: escurecimento não enzimático.

<http://www.esalq.usp.br/departamentos/lan/pdf/Quimica%20de%20Alimentos%20-

%20Escurecimento%20nao%20enzimatico.pdf> acessado em: 03 de junho de 2013.