Qu mica Org nica

1. Química Orgânica A Química dos Alimentos

2. Considerações iniciais O ciclo alimentar humano é uma cadeia metabólica que se inicia com os vegetais, passa pelos animais inferiores, e culmina nas aves, peixes e mamíferos (KLOETZEL, 1974). A eficiência metabólica deste processo é baixa, aproveitando-se, apenas, 10% da energia de um nível inferior para outro superior, sendo, que somente metade desta quantidade será utilizada para a fabricação de tecido vivo (KLOETZEL, 1974).

3. Considerações iniciais O ancestral do homem moderno experimentou uma evolução extraordinária em termos comportamentais, aumento na estatura, aumento da dimensão do cérebro e da fertilidade, quando se tornou caçador-coletor e consumia caça em abundância (ARIMA, 2003). Quando o homem se tornou agricultor, devido ao escasseamento de caças, aproximadamente 10.000 anos atrás, sofreu redução na estatura, aumento na mortalidade infantil, redução da expectativa de vida, aumento na incidência de doenças infecciosas, aumento na anemia por falta de ferro, desordens minerais nos ossos, e aumento no número de cárie dentária e defeitos no esmalte (ARIMA, 2003).

4. Considerações iniciais ARIMA (2003) observa, ainda, que os estudos com fósseis sugerem que o ser humano e o seu cérebro grande podem ser resultado evolucionário, favorecido, especificamente, por uma dieta rica em carne – incluindo insetos – no período em que foi caçador-coletor. Porém, é importante citar, que a carne vermelha nos últimos 20 anos foi duramente criticada, principalmente nos Estados Unidos, relacionando-a a evolução de problemas coronários, obesidade, diabetes e câncer colorretal. Contudo, estes conceitos estão atualmente sendo revistos (ARIMA, 2003; RIBOLI, 2002; CANHOS e DIAS, 1983).

5. Composição de um tecido magro

6. Composição de alguns tecidos

7. LIPÍDIOS

8. Lipídios Lipídios são materiais elaborados por organismos vivos que, por hidrólise, produzem ácidos graxos. Classificam-se em: Glicerídios Cerídios Fosfatídios

9. GLICERÍDIOS

10. Glicerídios São materiais constituídos por uma mistura de ésteres de ácidos graxos e glicerol. Podem ocorrer no estado líquido ou sólido Sólido : gorduras (tf > 20 oC) Líquido : óleos (tf < 20 oC) Podem ter origem animal ou vegetal

11. Sebo e gordura As gorduras com um título igual ou superior a 40oC denominam-se sebos, já, as com título inferior, gorduras (DUGAN, 1994b). Como título, pode-se entender a temperatura de solidificação dos ácidos graxos presentes na gordura (OCKERMAN e HANSEN, 1994; FORREST et al., 1979).

12. Sebo e gordura As propriedades do sebo estão relacionadas às suas configurações químicas, sendo, que as principais variantes são os graus de insaturações e o tamanho das cadeias carbônicas dos ácidos graxos (OCKERMAN e HANSEN, 1994). O título, por exemplo, varia com a origem da gordura. Para gorduras oriundas de suínos tem-se título de 36-40oC, para bovinos de 42-45oC, e ovinos de 44-48oC. A presença de tutano – gordura interna dos ossos – também pode afetar o título. (OCKERMAN e HANSEN, 1994).

13. Temperatura de fusão das gorduras ISOMERIA O aumento da quantidade de isômeros trans tende a um aumento da T.F. TAMANHO DA CADEIA: Quanto maior o tamanho da cadeia, maior será a T.F. SATURAÇÃO: Quanto maior o nível de saturação, maior a T.F.

14. Gorduras Segundo OMS, a recomendação nutricional para uma dieta humana normal, é o consumo entorno de 60 a 90 g/dia de gorduras (TORRE e GARCÍA, 1991). As gorduras devem satisfazer uma relação ótima de 1:1 entre animais e vegetais (TORRE e GARCÍA, 1991).

15. Gorduras O consumo de certas quantidades de gorduras, na forma de ácidos graxos poli-insaturados, é uma necessidade do organismo humano, pois, fornecem ácidos graxos essenciais tais como os ácidos linoléico, linolênico e araquidônico. Estes ácidos apresentam propriedades anti-colesterol, sendo capazes de evitar a deposição do mesmo e conseqüente entupimento de veias e artérias (DANILOV, 1969; MORETTO e FETT, 1998).

16. Ácidos Graxos Essenciais Ácidos graxos essenciais são os ácidos que não podem ser sintetizados pelo organismo humano. Ácido a-Linolênico (? 3) Ácido Linoléico (? 6) Ácido ?-Linolênico (? 6) Ácido Araquidônico (? 6)

17. Ácidos Graxos Essenciais Requisitos para eficiência como ácido graxo essencial: A 1o dupla deve estar no 6o átomo de Carbono, contado pelo lado oposto do radical carboxílico. Possuir pelo menos 2 duplas ligações não conjugadas: -C=C-C-C=C- Estar na configuração cis.

21. Ácidos Carboxílicos Com poucas exceções, os ácidos graxos livres, ou esterificados, nos lipídios dos alimentos são monocarboxílicos, possuindo número par de átomos de carbonos dispostos numa cadeia linear. As ligações duplas dos ácidos insaturados estão localizadas na cadeia de forma não conjugada, isto é, separadas por grupos metilênicos: -C=C-C-C=C-

22. CERÍDIOS

23. Cerídios São ésteres formados a partir de um ácido graxo e um álcool superior. Álcoois superiores são álcoois de cadeia carbônica muito longa. C15H31COOH + HOCH2C30H61 ? C15H31COOCH2C30H61 + H2O cera de abelhas

24. Cerídios Certos óleos vegetais, incluindo os de milho, arroz e de soja, apresentam quantidades suficientes de ceras (aprox. 0,005%) para tornarem-se turvos quando a temperatura ambiente é baixa. Os cerídios são componentes importantes na formulação de produtos como ceras de assoalho, graxas para sapatos, cosméticos, velas e sabões.

25. Cerídios Dentre os principais Cerídios é possível destacar os abaixo: Cera de abelha: constituído por palmitato de miricila C15H31COOCH2C30H61 Cera de carnaúba: constituído por cerotato de miricila C25H51COOCH2C30H61 Cera de espermacete: constituído por palmitato de cetila C15H31COOCH2C15H31

26. FOSFATÍDIOS

27. Fosfatídios São materiais constituídos por uma mistura de ésteres de ácidos graxos, ácido fosfórico e aminoálcool. Podem ser de origem animal ou vegetal e os mais importantes são conhecidos por: Lecitinas Cefalinas

28. Fosfatídios Lecitinas: Fosfatídios cujos ésteres são formados por uma molécula de glicerol, duas de ácido graxo, uma de ácido fosfórico e uma de colina, ocorrendo, por exemplo, no ovo.

29. Fosfatídios Cefalinas: Fosfatídios cujos ésteres são formados por uma molécula de glicerol, duas de ácido graxo, uma de ácido fosfórico e uma de colamina, ocorrendo, por exemplo, no cérebro.

30. Não glicerídios que afetam a aparência das gorduras e óleos Carotenos São os responsáveis pela coloração amarelo / avermelhado na maioria dos óleos e gorduras ß-caroteno é o mais importante (pró-vitamina A) Óleo de dendê é o que contem a maior concentração de caratenóides Clorofila Responsável pela coloração esverdeada nos óleos

31. Não glicerídios que afetam a estabilidade das gorduras e óleos Tocoferóis (vitamina E) São os antioxidantes naturais mais conhecidos e difundidos Agem dificultando a rancidez oxidativa

33. PROTEÍNAS

34. Proteína composto de elevada massa molar, formado pela condensação de muitas moléculas de a-aminoácidos, através de ligações peptídicas. R R’ H N C C O H N C C O H H OH H H OH

35. Proteína Ligação peptídica

36. Alguns exemplos de proteínas

37. Aminoácidos Os aminoácidos são compostos anfóteros, pois apresentam uma parte ácida (-COOH) e uma parte básica (-NH2). Portanto ocorre uma neutralização intramolecular.

38. Zwitteríon H2C – C = O O – H NH2 H2C – C = O O- NH3+

39. Eletrólise dos aminoácidos A eletrólise de um aminoácido recebe o nome de eletroforese Pode ser de dois tipos: Cataforese Anaforese

40. Cataforese ácido na solução de aminoácido

41. Anaforese base na solução de aminoácido

42. Aminoácidos Considerando-se que o organismo humano é incapaz de sintetizar 8 dos 20 aminoácidos que compõem as proteínas do tecido muscular, o aporte exógeno torna-se necessário (CANHOS e DIAS, 1983).

45. Teor de aminoácidos

46. GLICÍDIOS

47. GLICÍDIOS São compostos sintetizados pelos organismos vivos, pertencentes à função poliol e aldeído ou poliol e cetona, bem como compostos que por hidrólise, produzem esses compostos de função mista.

48. GLICÍDIOS Recebem também o nome de açúcar e Hidrato de Carbono. Açúcar: a maioria dos glicídios possuem sabor doce. Hidrato de Carbono: a maioria dos glicídios possuem fórmula geral Cn(H2O)x

49. GLICÍDIOS Os representantes mais simples são: Aldeído glicérico (2,3-diidroxi-propanal) OHCH2OHCHCOH Diidroxi acetona (1,3-diidroxi-propanona) OHCH2COOHCH2

50. GLICÍDIOS 1o critério de classificação: Monossacarídeos: não sofrem hidrólise. Ex.: glicose, frutose e etc. Oligossacarídeos: sofrem hidrólise produzindo um número pequeno de monossacarídeos. Ex.: sacarose, lactose e etc. Polissacarídeos: sofrem hidrólise produzindo um número grande de monossacarídeos. Ex.: amido, celulose e etc.

51. GLICÍDIOS 2o critério de classificação: Oses: não sofrem hidrólise Aldoses ou cetoses Osídeos : sofrem hidrólise, originando oses Holosídeos: originam somente oses Heterosídeos: originam oses e outros compostos Osídeos + Água = Oses

52. GLICÍDIOS C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6 sacarose glicose frutose oligossacarídeo monossacarídeos holosídeo oses C20H27O11N + 2 H2O = 2 C6H12O6 + HCN + C7H6O Amidalina glicose benzaldeído heterosídeo ose

53. GLICOSE Sólido constituído por cristais incolores solúveis em água e sabor doce. Encontra-se na forma livre no mel, frutos de muitas plantas (uva e figo), no sangue (+- 0,1%) e etc. No amido e celulose é a única constituinte Sinônimo: dextrose Fórmula: C6H12O6

54. FRUTOSE Cristaliza com dificuldade na forma de agulhas incolores solúveis em água e de sabor doce. Encontra-se na forma livre no mel, frutos e etc. Sinônimo: levulose Fórmula: C6H12O6

55. AÇÚCAR COMUM Sacarose:

56. Produção de Açúcar. Fonte: UNICA. Relação entre produção do Brasil e São Paulo, safra 2000/2001. OESP de 13/9/02. Caderno de Economia, página B7

57. Exportação de Açúcar (Brasil). Fonte: Copersucar. Exportações totais.

58. Propriedades Físico-Químicas do Açúcar. Densidade : 1,587 (25oC/4oC); Temperatura de Fusão : 192oC (ocorre decomposição); Solubilidade : 200 partes em peso de açúcar por 100 partes em peso de água; Umidade do produto comercial : entre 0,5-2%. Acima de 1% a qualidade de conservação diminui. A umidade relativa de equilíbrio é entorno de 63%. Se a umidade relativa do ambiente for menor que 63%, o açúcar perde umidade.

59. Periculosidade. Pó de açúcar, muito fino, em suspensão no ar, pode causar explosão. Pó de açúcar em suspensão no ar, pode causar dermatites na pele humana. Varredura de açúcar atrai ratos, baratas, moscas e pombos.

60. Reação Indesejável no Armazém.

61. Armazenamento. Açúcar armazenado a granel para exportação: Açúcar V.H.P. (Very High Polarization): Açúcar amarelado Condições de armazenamento a granel: Armazenar longe de produtos químicos e odores fortes; Manter o açúcar longe de locais quentes, úmidos ou excessivamente iluminado; A umidade relativa do ambiente deve ser inferior a 65%; A temperatura deve ser entre 10-30oC. Classificação do Açúcar : B36Z B: fino entre 150 um a 3.18 mm

62. Armazenamento. Fonte: Perry & Chilton, Manual de Engenharia Química.

63. Descrição do Processo em Análise. Recebimento no Armazém. Movimentação dentro do Armazém. Carregamento de Navios.

64. Recebimento no Armazém: Caminhões basculantes (carreta) e vagões.

65. Movimentação dentro do Armazém: Trator para formar e remanejar as pilhas de açúcar. Funil com peneiras magnéticas. Esteiras transportadoras.

66. Carregamento de Navios: Transporte armazém-navio: Ship-loaders.

67. Carregamento de Navios: Santos.

68. Carregamento de Navios: Paranaguá.

69. Funcionamento das Fontes de Poluição e Poluentes. Recebimento de açúcar a granel por carreta: Pó de açúcar. Fuligem dos escapamentos das carretas dentro do armazém. Ruído dos motores em funcionamento par tal operação. Acondicionamento do açúcar dentro do armazém, e transporte até o navio: Pó gerado pela movimentação do açúcar por tratores e esteiras transportadoras . Geração de material contaminado pela movimentação, e peneiramento: Varredura. Ruído dos motores dos tratores e esteiras. Odor: Hidrólise e fermentação.

70. Qualificação das Emissões. Pós finos de açúcar. Varredura de açúcar. Odor. Ruídos e Vibrações.

71. Impacto, danos e receptores. Pós de açúcar em suspensão, podem causar risco de explosão e dermatites na pela humana. Varredura de açúcar que fica derramado pelo solo, sob as esteiras, modificam o equilíbrio da biota. Varredura em contato com água das chuvas e microorganismo, sofre fermentação ácida, causando odores desagradáveis. Grande movimentação no recebimento de açúcar por carretas, cria um grande trânsito nos arredores do armazém, causando vibrações e ruídos.

72. Sistema de Ventilação. Deveria existir um sistema de captação de sólidos em suspensão, através de uma bateria de ciclones, para posterior reciclagem do açúcar. Devido ao tamanho do armazém, em Santos, é bem possível que não haja tal sistema.

73. Equipamento de Controle de Poluente. A emissão de açúcar particulado em suspensão, poderia ser controlado através de baterias de ciclones. Este particulado capturado seria reciclado na usina. No caso da varredura, esta passaria por peneiras magnéticas para eliminar pedras e objetos metálicos, e depois seria reciclada na usina.

74. Equipamento de Controle de Poluente. Medidas alternativas: Realizar um melhor ajuste nas esteiras transportadoras, e no sistema de carga e descarga destas, de tal forma que diminua a emissão de açúcar particulado. Investir em equipamentos de transporte, tais como roscas sem fim, para o transporte interno do açúcar, evitando o uso de tratores dentro do armazém. Investir em um sistema de recebimento de açúcar a granel, como p.ex.. elevadores hidráulicos ou mesmo sugadores, para o transporte carreta-armazém.

75. Bibliografia de apoio. Hugot. Manual para Ingenieros Azucareros. Sax. Handbook of Dangerous Materials. Dean. Handbook of Organic Chemistry. Shreve e Brink. Indústrias de Processos Químicos. Kent. Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry. Perry e Chilton. Manual de Engenharia Química. OESP. Caderno de Economia de 13/9/02, página B7. Cetesb. Legislação Estadual, Controle da Poluição Ambiental. Sites: cosan.com.br; unica.com.br; copersucar.com.br.