QUÍMICA DE ALIMENTOS Lipídeos Profa. Valéria Terra Crexi 1 LIPÍDEOS Componentes insolúveis em água e solúveis em solvente orgânico Extração por solventes apolares: fração lipídica neutra - Ácidos graxos livres, mono, di e triacilgliceróis e outros mais polares como fosfolipídeos, glicolipídeos e esfingolipídeos 2 Funções dos lipídeos Nutricionais Energia (9 kcal/g) e ácidos graxos essenciais Transporte de vitaminas lipossolúveis Isolamento térmico Permeabilidade das paredes celulares Sabor e palatabilidade dos alimentos Maciez em produtos de panificação Sensação de saciedade após a alimentação Agentes emulsificantes (monoglicerídeos, diglicerídeos e fosfolipídeos) Lipídeos Simples – Óleos e Gorduras H O H C O C R1 O H C O C R2 da esterirficação de ácidos graxos H C O C R3 O H e alcoóis (glicerol). Compostos formados partir H O H C O H + H O C R1 O H C O H + H O C R1 H H + O H C O C R1 O H C O C R2 + 3 H O H H C O H + H O C R1 O H H C O C R3 O H Glicerol Triacilglicerol (óleo ou gordura) Ácido carboxílico água 4 5 Gordura Óleo Líquido a temperatura ambiente Sólido a temperatura ambiente Legislação: Temperatura limite: 20ºC Azeites: termo utilizado apenas para óleos provenientes de frutos Ex.: Oliva e dendê Classificação 1. Lipídeos simples (neutros) Formados a partir da esterificação de ácidos graxos e alcoóis (glicerol) Subdividido em: Gorduras: são ésteres formados a partir de ácidos graxos e glicerol chamados de glicerídeos Ceras: são misturas complexas de alcoóis, ácidos e alguns alcanos de cadeias longas 2. Lipídeos compostos Contém além do grupo éster da união do ácido graxo e glicerol algumas substâncias, tais como: Fosfolipídeos (ou fosfatídeos): possuem ésteres formados a partir do glicerol, ácidos graxos, ácido fosfórico e outros grupos, normalmente nitrogenados. Cerebrosídeos (ou glicolipídeos): formados por ácidos graxos, um grupo nitrogenado e um carboidrato, não contendo grupo fosfórico. -Fosfolipideos (ou fosfatídeos) Contém ácido fosfórico e outros grupos, normalmente nitrogenados 9 2. Lipídeos derivados Obtidos por hidrólise dos lipídeos neutros e compostos Apresentam as propriedades de lipídeos Ácidos graxos; Alcoóis de alto PM; Esteróis; Hidrocarbonetos de cadeia longa; Carotenóides; Vitaminas lipossolúveis (Tocoferol vitamina E) ÁCIDOS GRAXOS São compostos que possuem uma cadeia hidrocarbonada e um grupamento carboxila terminal. C C C C C C C C C C C O C OH Ácido láurico (12:0) Diferem: comprimento da cadeia carbônica, número e posição das duplas ligações. ÁCIDOS GRAXOS Participam da construção das moléculas de glicerídeos (até 90% da massa); Longa cadeia (hidrocarboneto) e um grupo terminal (grupo carboxila) Saturados e insaturados. Diferem um do outro pelo comprimento da cadeia hicrocarbonada e pelo número e posição das duplas ligações. 12 TIPOS DE ÁCIDOS GRAXOS H3C OH Esteárico (18:0) Saturado O H3C Monoinsaturado OH Poliinsaturado (18:1Δ9) O H3C OH Linoléico (18:2Δ8,12) O H3C Oléico OH α - Linolênico (18:3Δ9,12,15 ) O TIPOS DE ÁCIDOS GRAXOS O SATURADO CH3(CH2)n C OH INSATURADO O CH3(CH2)n (CH CH) (CH2)n C OH 14 ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS Símbolo Numérico Nome (Trivial) PF (oC) C 4:0 Butírico -5.3 C 6:0 Capróico -3.2 C 8:0 Caprílico 6.5 C 10:0 Cáprico 31.6 C 12:0 Láurico 44.8 C 14:0 Mirístico 54.4 C 16:0 Palmitico 62.9 C 18:0 Esteárico 70.1 C 20:0 Araquídico 76.1 C 24:0 Lignocérico 84.2 15 ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS Símbolo C 16:1 (9c) C 18:1 (9c) C 18:1 (11c) C 18:1 (9t) C 18:2 (9, 12) C 18:3 (9, 12, 15) C 20:4 (5, 8, 11, 14) PF (oC) Nome 0.0 Palmitoléico 16.3 Oléico 39.5 Vacênico 44.0 Elaídico -5.0 Linoléico -11.0 Linolênico Araquidônico -49.5 16 Gordura saturada O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 17 Gorduras Insaturadas O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH O H H C C CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 18 ÔMEGA () Modo de agrupar os ácidos graxos insaturados. v-3, está incluído o ácido a-linolênico ( C 18:3) Apresentam a sua primeira dupla ligação entre os 30 e 40 carbonos , a partir do grupo metílico da molécula v-6, representado pelo ácido linoléico ( C 18:2) Apresentam a sua primeira dupla ligação entre os 60 e 70 carbonos , a partir do grupo metílico da molécula v-9, tendo como principal representante o ácido oléico ( C 18:1) Os ácidos graxos essenciais (AGE) linoléico (LA, 18:2n-6) e a-linolênico (ALA, 18:3n-3) são precursores dos ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa (AGPI-CL), incluindo os ácidos docosahexaenóico (DHA) e araquidônico (AA). 20 22 23 Reação de Saponificação Consiste na desesterificação do triacilglicerídeo, na presença de solução concentrada de álcali forte (NaOH ou KOH) sob aquecimento, liberando sais de ácidos graxos e glicerol. Representação de uma reação de saponificação 26 Reações de neutralização e saponificação e determinações analíticas: - Índice de saponificação Número de miligramas (mg) de hidróxido de potássio requerido para saponificar um grama de óleo ou gordura. É utilizado para estimar o peso molecular médio dos ácidos graxos. - Índice de acidez É o número de miligramas de KOH necessários para neutralizar os ácidos graxos livres presentes em um grama de óleo ou gordura. 27 3- Reação de Hidrogenação A adição de hidrogênio (H2) às duplas ligações dos ácidos graxos insaturados, livres ou combinados, é chamada de reação de Hidrogenação 28 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 O C C CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 O H H CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH O H H C C CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 Gordura insaturada (óleo vegetal) H2/ catalisador (Ni, Pd ou Pt) O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O CH2 30 Gordura Vegetal Hidrogenada PRINCIPAIS OBJETIVOS DA HIDROGENAÇÃO conversão de óleos em gorduras plásticas, melhora da firmeza da gordura, reduz a susceptibilidade à deterioração, produção de margarinas e outras gorduras compostas No processo de hidrogenação catalítica pode haver formação de ligações duplas trans, ou seja, gorduras trans, o que pode ser prejudicial à saúde se consumido em grande quantidade. DEFINIÇÃO Ácido graxos trans : Tipo específico de ácidos graxos formados durante o processo de Hidrogenação industrial ou natural (ocorrido no rúmen de animais) 32 Isomeria Geométrica Cis CH3 (CH2)7 C H (CH2)7 COOH C H 33 Ácido Oléico ( C18:1 cis ) PF =44oC PF =13oC 34 Controle de processamento Índice de iodo (I.I.) • mede insaturação ( dupla ligação do AG) • Classificação de óleo e gordura (I.I.) é quantidade de iodo (g) adicionados a 100g de amostra, a análise pode ser realizada com qualquer halogênio que a medida é índice de iodo Princípio: o iodo e outros halogênios se adicionam numa dupla ligação da cadeia insaturada dos ácido graxos • > saturação > solidez < I.I. • > insaturação > liquidez >I.I.> rancidez oxidativa 35 INTERESTERIFICAÇÃO modificação da estrutura glicerídica dos óleos e gorduras por rearranjo molecular dos ácidos graxos na molécula de glicerol Em condições apropriadas de temperatura e pressão, com auxílio de catalisadores, há troca de seus grupos acilas entre os grupamentos ésteres. Mudar a composição de triacilgliceróis. Ex. obtenção de gorduras, a partir de óleos, com composição similar a gordura do leite A reação se inicia quando um catalisador apropriado é adicionado ao óleo, o qual promove a separação dos ácidos graxos da cadeia do glicerol. Como a reação continua, os ácidos graxos destacam-se e simultaneamente se religam nas posições abertas dentro da mesmo glicerídeo (intramolecular), e em posições vagas de glicerídeos adjacentes (intermolecular). Desta maneira, quando a reação atinge seu ponto de equilíbrio, os ácidos graxos formam novas cadeias de triacilglicerídeos que não mais representam a ordem de distribuição original ; no entanto, sem alterar as características geométricas, baseada na forma cis, dos 37 ácidos graxos. PROCESSO QUÍMICO OU ENZIMÁTICO • Catalisador • Lipase O H2C O C R O 1 HC O C R O 2 H2C O C R3 O H2C O C R O 4 HC O C R O 5 H2C O C R6 Modifica as propriedades de cristalização, alterando a plasticidade da gordura. Pode modificar a digestibilidade e a taxa de absorção dos ácidos graxos. FRACIONAMENTO Separa gorduras em frações de propriedades físicas diferentes. Consiste em cristalizar uma gordura a baixa temperatura e eliminar por filtração ou centrifugação os triglicerídeos com ponto de fusão relativamente elevados. A velocidade de resfriamento influi na formação dos cristais. Oleínas líquidas Estearinas sólidas