10/10/2010 08:34 | post

A Química das Gorduras Trans

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Nos últimos anos, o termo gor¬dura trans ganhou uma posição de destaque no dia a dia em função da divulgação de possíveis malefícios à saúde decorrentes de seu consumo.


Foto: http://carinatafas.files.wordpress.com/2008/07/gordura_trans.jpg

Os principais componentes dos óleos e das gorduras são os triacilgliceróis, moléculas formadas a partir do glicerol e de ácidos graxos, que podem ser saturados ou insaturados. Apesar de termodinamicamente menos estáveis, os ácidos graxos cis ocorrem predominantemente na natureza, devido à estereoespecificidade das enzimas que atuam na biossíntese de lipídios. Durante o processo de hidrogenação parcial de óleos vegetais, ocorre a reação de isomerização com formação dos ácidos graxos trans (gordura trans). A ingestão excessiva de ácidos graxos trans acarreta malefícios à saúde, principalmente devido à alteração dos níveis de colesterol no organismo. Assim, não é recomendada a ingestão de alimentos contendo ácidos graxos trans.

Nos últimos anos, o termo gor­dura trans ganhou uma posição de destaque no dia a dia em função da divulgação de possíveis malefícios à saúde decorrentes de seu consumo.

Óleos e gorduras

Os principais macronutrientes presentes nos alimentos são glicí­dios, proteínas e lipídios. Além da função energética, os lipídios con­ferem sabor e aroma ao alimento, também sendo fontes de substân­cias essenciais ao organismo. Os principais tipos de lipídios são os óleos e as gorduras, sendo que sua diferença está no estado físico sob temperatura ambiente, pois óleos são líquidos e as gorduras são sóli­das. Apesar dessa diferença, óleos e gorduras apresentam como compo­nentes majoritários os triacilgliceróis. Na Figura 1, é apresentada, de forma genérica, a reação química de for­mação de um triacilglicerol: um éster formado a partir do glicerol (álcool) e três moléculas de ácidos graxos (ácidos carboxílicos de ocorrência natural) em um processo catalisado por enzimas (lipases) ou meio ácido.

 

 Figura 1: Reação de formação de um triacilglicerol.

 As moléculas de triacilglicerol são diferenciadas em função das ca­deias carbônicas dos ácidos graxos incorporados em sua estrutura. Os principais ácidos graxos apresentam cadeia não ramificada e número par de átomos de carbono1, podendo ser saturados ou insaturados.

 Em função da presença de uma insaturação entre átomos de carbo­no, tem-se a possibilidade de ocor­rência dos dois isômeros geométri­cos: cis e trans. Em virtude da tensão provocada por dois seguimentos volumosos presentes do mesmo lado da ligação dupla, os isômeros cis são termodinamicamente menos estáveis (Solomons e Fryhle, 2005). Apesar disso, devido à estereoes­pecificidade das enzimas, na natu­reza, os isômeros cis são formados preferencialmente na biossíntese de lipídios (Fox e cols., 2004).

 

Ácidos graxos trans

 Apesar de não ser a forma predo­minante na natureza, ácidos graxos trans2 são encontrados em algumas bactérias, dos gêneros Vibrio e Pseudomonas, e em alguns vegetais como romã, ervilha e repolho. Esses ácidos são formados a partir da rea­ção de isomerização dos respectivos isômeros cis, em uma adaptação a mudanças no meio, como variações de temperatura e presença de subs­tâncias tóxicas (Ferreri e cols., 2007; Doyle, 1997).

Na alimentação humana, as prin­cipais fontes de ácidos graxos trans são: a transformação por micro-organismos em alimentos originados de animais ruminantes, a etapa deso­dorização no processamento indus­trial de óleos vegetais, o processo de fritura de alimentos e o processo de hidrogenação parcial de óleos vegetais.

Alimentos obtidos de animais ru­minantes (subordem dos mamíferos que inclui os bovinos), como carnes, leites e derivados, são fontes natu­rais de ácidos graxos trans. Esses ácidos são formados no processo de bio-hidrogenação, no qual ácidos graxos cis ingeridos são parcialmente hidrogenados por sistemas enzimá­ticos da flora microbiana presente no rúmen desses animais (Semma, 2002; Chatgilialoglu e Ferreri, 2005).

Ácidos graxos trans também são formados a partir da isomerização de ácidos graxos cis presentes em óleos vegetais em dois processos induzidos termicamente: a desodori­zação industrial, que visa à remoção de componentes voláteis de sabor e odor indesejáveis; e a reutilização prolongada de óleos na fritura de alimentos (Wolff, 1994; Martin e cols., 2005).

 

Hidrogenação de óleos vegetais

A principal fonte de ácidos graxos trans é a hidrogenação parcial de óle­os vegetais usados na produção de margarina e gordura hidrogenada. A descoberta dos efeitos prejudiciais à saúde de ácidos graxos saturados, e principalmente do colesterol presen­tes em alimentos de origem animal, deu impulso a sua substituição por gorduras vegetais hidrogenadas.

Industrialmente, a hidrogenação é conduzida em tanques herméticos, nos quais é feita a mistura do óleo com hidrogênio e um catalisador, geralmente níquel finamente dividido, a temperaturas superiores a 180ºC, com pressões entre 0,5 a 4 atm (Ri­beiro e cols., 2007).

O mecanismo da reação tem início com a adsorção da molécula de hi­drogênio na superfície do catalisador metálico, havendo o rompimento da ligação entre os átomos de hidro­gênio e a formação da ligação do hidrogênio com o metal decorrente do emparelhamento do elétron do hidrogênio com um elétron desem­parelhado do catalisador metálico. A molécula de triacilglicerol adsorve na superfície do catalisador median­te a interação da ligação p com o catalisador metálico. Em seguida, ocorre a transferência dos átomos de hidrogênio para a molécula orgânica com o rompimento da ligação p e for­mação de uma ligação saturada entre átomos de carbono. Por fim, tem-se a dessorção da molécula hidrogenada e a liberação dos sítios metálicos para uma nova etapa de hidrogenação (Solomons e Fryhle, 2005).

Existem duas formas de hidroge­nação industrial: total e parcial. Na hidrogenação total, tem-se a satura­ção de todas as ligações carbono-carbono. Já na hidrogenação parcial, tem-se a redução do teor de insatu­rações. As características do produto final são definidas pelas condições de operação do processo, sendo as principais variáveis envolvidas: tem­peratura, pressão, agitação, tipo e concentração do catalisador (Ribeiro e cols., 2007). Diante do papel dos ácidos graxos saturados no aumen­to do nível de colesterol no sangue, teve início uma maior utilização dos produtos parcialmente hidrogenados (Sanibal e Mancini Filho, 2004).

 

Isomerização de ácidos graxos cis

Nas condições da hidrogenação, em paralelo à adição de hidrogênio, também ocorrem reações de isome­rização das ligações duplas remanes­centes. As reações de isomerização são de dois tipos: conversão cis-trans e mudança de posição da ligação dupla ao longo da cadeia carbônica. Como a isomerização de posição não altera o tipo de isômero geomé­trico, os principais estudos reportam apenas a reação de formação dos isômeros trans.

Um provável modelo para que ocorra a reação isomerização durante o processo de hidrogenação tem iní­cio na ligação da molécula de ácido insaturado à superfície do catalisador por meio de sua interação com a ligação p. Entretanto, essa interação não é estável e se o ácido se desligar antes da adição de hidrogênio, tem-se a regeneração da ligação dupla. Todavia, como a configuração trans é mais estável termodinamicamente, esse isômero é formado preferen­cialmente frente à configuração cis (Doyle, 1997; Semma, 2002).

O mecanismo de Horiuti-Polanyi possibilita a interpretação do fenô­meno de isomerização cis-trans. Esse mecanismo considera a formação de um intermediário parcialmente hidrogenado do ácido (ligado com apenas um átomo de hidrogênio) na superfície do catalisador. Esse intermediário apresenta facilidade de rotação da cadeia carbônica, anterior­mente impedida pela ligação dupla. Caso o átomo de hidrogênio ligado ao intermediário retorne à superfície do catalisador, a molécula original de ácido graxo cis é dessorvida. Entre­tanto, se esse átomo de hidrogênio permanecer ligado à molécula e outro átomo de hidrogênio inicialmente presente na molécula for removido, tem-se a inversão de conformação e formação do isômero trans, conforme esquematizado na Figura 2. Por fim, se outro hidrogênio adsorvido na superfície do catalisador se ligar ao intermediário parcialmente hidroge­nado, tem-se a formação da ligação saturada e a dessorção da molécula hidrogenada (Tonetto e cols., 2009).

  

Figura 2: Reação de isomerização cis-trans.

 

Efeitos dos ácidos graxos trans no organismo

Os ácidos graxos trans sempre fizeram parte da alimentação humana mediante o consumo de carnes, leite e seus derivados. No entanto, com a produção de substitutos para a man­teiga e as gorduras animais por meio da hidrogenação parcial de óleos vegetais, houve uma significativa ele­vação da presença dos ácidos graxos trans na dieta (Martin e cols., 2004).

Ao se comparar as taxas de HDL-colesterol, constatou-se que as pessoas submetidas às dietas com ácido cis e com ácido saturado apresentaram a mesma concentração dessa lipoproteína, que era superior à concentração nos indivíduos cuja dieta continha ácidos trans. Já para a LDL-colesterol, as concentrações foram maiores nas pessoas subme­tidas à dieta com ácidos trans e com ácidos saturados do que os que se alimentaram com ácidos cis. Esses re­sultados levaram à conclusão de que o consumo de ácidos graxos saturados aumenta o nível de LDL-colesterol, en­quanto que os ácidos graxos trans não só aumentam o nível desse composto como também diminuem o nível de HDL-colesterol.

A elevação dos níveis de LDL-co­lesterol contribui para o aumento do risco de doenças cardiovasculares. Logo, tanto os ácidos trans quanto os ácidos saturados potencializam esse efeito (Aued-Pimentel e cols., 2003). Entretanto, a ingestão de altos níveis de ácidos graxos trans pode promo­ver um aumento mais significativo na razão LDL-colesterol/HDL-colesterol do que a ingestão de ácidos graxos saturados e, consequentemente, um efeito adverso à saúde mais acentuado (Willett e Ascherio, 1995; Mozaffarian e cols., 2006).

 

Ácidos graxos trans em alimentos e sua rotulagem nutricional

Atualmente, os principais alimen­tos que contêm um significativo teor de ácidos graxos trans são: sorvetes, chocolates diet, barras achocolata­das, salgadinhos de pacote, bolos/tortas industrializados, biscoitos, bolachas com creme, frituras co­merciais, molhos prontos para sa­lada, massas folhadas, produtos de pastelaria, maionese, cobertura de açúcar cristalizado, pipoca de micro-ondas, sopas enlatadas, margarinas, cremes vegetais, gorduras vegetais hidrogenadas, pães e produtos de padarias e batatas fritas (Costa e cols., 2006; Scherr e Ribeiro, 2007).

 

(Adaptado de "O que é uma Gordura Trans?" - QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, autor: Fábio Merçon , vol. 32, No 2, MAIO 2010).

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Comentários nesta matéria:

21/03/12 | 17:19
Viera diz: legal


21/03/12 | 17:19
Otaviano Ottoni da Silva Netto diz: Parabéns aos amigos da química pela iniciativa de montar e atualizar esse site. O conhecimento da bioquímica torna-se cada vez mais indispensável não somente para o aluno resolver questões de vestibulares, como também, e principalmente, para entender melhor a influência ambiental em sua saúde. Grande abraço


25/03/11 | 12:39
Otaviano Ottoni da Silva Netto diz: Parabéns aos amigos da química pela iniciativa de montar e atualizar esse site. O conhecimento da bioquímica torna-se cada vez mais indispensável não somente para o aluno resolver questões de vestibulares, como também, e principalmente, para entender melhor a influência ambiental em sua saúde. Grande abraço


 

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