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Química de Alimentos de Fennema

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Considerada referência mundial sobre o assunto há mais de 30 anos, Química de alimentos de Fennema, em sua 5ª edição, supera os padrões de qualidade e informações abrangentes estabelecidos pelas edições anteriores. Com sua já conhecida estrutura didática, acessível e amplamente ilustrada, esta edição começa por realizar uma análise dos principais componentes alimentares, como água, carboidratos, lipídeos, proteínas e enzimas. A segunda parte trata dos componentes alimentares menores, incluindo vitaminas e minerais, corantes, sabores e aditivos. E, por fim, são apresentados os sistemas alimentares, revisando as considerações básicas e trazendo informações específicas sobre as características do leite, fisiologia dos tecidos musculares comestíveis e fisiologia pós-colheita de tecidos vegetais comestíveis.

 

16 capítulos

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Capítulo 1 - Introdução à química de alimentos

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Introdução à química de alimentos

1

Owen R. Fennema, Srinivasan Damodaran e Kirk L. Parkin

CONTEÚDO

1.1  O que é química de alimentos? . . . . . . . . . . . . 1

1.2  História da química de alimentos . . . . . . . . . . . 1

1.3  Estratégias para o estudo da química de alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3.1  Análise de situações ocorridas durante o armazenamento e o processamento de alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.4  Papel social do químico de alimentos . . . . . . 13

1.4.1  Por que o químico de alimentos deve estar envolvido em questões sociais? . . . . . . . . 13

1.4.2  Tipos de envolvimento . . . . . . . . . . . . . . . 14

Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.1  O QUE É QUÍMICA

DE ALIMENTOS?

A ciência dos alimentos trata de suas propriedades físicas, químicas e biológicas e de suas relações com estabilidade, custo, processamento, segurança, valor nutricional, salubridade e conveniência.

 

Capítulo 2 - Relações entre água e gelo nos alimentos

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2

Relações entre água e gelo nos alimentos

Srinivasan Damodaran

CONTEÚDO

2.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.2  Propriedades físicas da água . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.1  Relação de fases da água . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.2 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.3  A química da molécula da água . . . . . . . . . . . 25

2.3.1  Ligações de hidrogênio . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.3.1.1 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.4  Estruturas do gelo e da água líquida . . . . . . . 29

2.4.1  Estrutura do gelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.4.2  Estrutura da água líquida . . . . . . . . . . . . . 31

2.4.2.1 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.5  Soluções aquosas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.5.1  Interações entre solutos e água . . . . . . . . . 35

 

Capítulo 3 - Carboidratos

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Carboidratos

3

Kerry C. Huber e James N. BeMiller

CONTEÚDO

3.1 Monossacarídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.1.1  Isomerização dos monossacarídeos . . . . . 95

3.1.2  Formas cíclicas dos monossacarídeos . . . 95

3.1.3 Glicosídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3.1.4  Reações dos monossacarídeos . . . . . . . . . 99

3.1.4.1  Oxidação a ácidos aldônicos e a aldonolactonas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.1.4.2  Redução dos grupos carbonila . . . . . 101

3.1.4.3  Ácidos urônicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

3.1.4.4  Ésteres do grupo hidroxila . . . . . . . . 103

3.1.4.5  Éteres do grupo hidroxila . . . . . . . . . 104

3.1.4.6  Escurecimento não enzimático . . . . . 105

3.1.4.7 Caramelização . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3.1.4.8  Formação de acrilamida em alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

 

Capítulo 4 - Lipídeos

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4

Lipídeos

David Julian McClements e Eric Andrew Decker

CONTEÚDO

4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

4.2  Componentes lipídicos principais . . . . . . . . 176

4.2.1  Ácidos graxos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

4.2.1.1  Nomenclatura dos

ácidos graxos saturados . . . . . . . . . . . . . . . . 177

4.2.1.2  Nomenclatura dos

ácidos graxos insaturados . . . . . . . . . . . . . . 177

4.2.2 Acilgliceróis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

4.2.3 Fosfolipídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

4.2.4 Esfingolipídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

4.2.5 Esteróis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

4.2.6 Ceras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

4.2.7  Lipídeos diversos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.2.8  Composição das gorduras . . . . . . . . . . . . 182

 

Capítulo 5 - Aminoácidos, peptídeos e proteínas

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Aminoácidos, peptídeos e proteínas

5

Srinivasan Damodaran

CONTEÚDO

5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

5.2  Propriedades físico-químicas dos aminoácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

5.2.1  Propriedades gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

5.2.1.1  Estrutura e classificação . . . . . . . . . . 241

5.2.1.2  Estereoquímica de aminoácidos . . . . 243

5.2.1.3  Propriedades acidobásicas e de polaridade relativa de aminoácidos . . . . . . . 244

5.2.1.4  Hidrofobicidade de aminoácidos . . . 247

5.2.1.5  Propriedades ópticas de aminoácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

5.2.2  Reatividade química de aminoácidos . . . 249

5.2.3 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

5.3  Estrutura de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

5.3.1  Hierarquia estrutural de proteínas . . . . . 253

 

Capítulo 6 - Enzimas

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Enzimas

6

Kirk L. Parkin

CONTEÚDO

6.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

6.2  Natureza geral das enzimas . . . . . . . . . . . . . 356

6.2.1  Enzimas como biocatalisadores . . . . . . . 356

6.2.2  Natureza proteica e não proteica das enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

6.2.3  Poder catalítico das enzimas . . . . . . . . . . 358

6.2.3.1  Teoria das colisões para reações catalisadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

6.2.3.2  Teoria do estado de transição para a catálise enzimática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

6.2.4  Mecanismos de catálise enzimática . . . . 361

6.2.4.1  Natureza geral dos sítios ativos das enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

6.2.4.2  Mecanismos específicos de catálise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

6.2.5  Cinética das reações enzimáticas . . . . . . 371

 

Capitulo 7 - Sistemas dispersos: considerações básicas

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Sistemas dispersos: considerações básicas

7

Ton van Vliet e Pieter Walstra*

CONTEÚDO*

7.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

7.1.1  Alimentos como sistemas dispersos . . . . 466

7.1.2  Caracterização das dispersões . . . . . . . . 467

7.1.3  Efeitos nas velocidades de reação . . . . . 469

7.1.4 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470

7.2  Fenômenos de superfície . . . . . . . . . . . . . . . 470

7.2.1  Tensão interfacial e adsorção . . . . . . . . . 470

7.2.2 Surfactantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

7.2.2.1 Anfifílicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

7.2.2.2 Polímeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474

7.2.3  Ângulos de contato . . . . . . . . . . . . . . . . . 476

7.2.4  Interfaces curvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

7.2.5  Reologia interfacial . . . . . . . . . . . . . . . . 478

 

Capítulo 8 - Vitaminas

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Vitaminas

8

Jesse F. Gregory III

CONTEÚDO

8.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540

8.1.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540

8.1.2  Resumo da estabilidade das vitaminas . . 540

8.1.3  Toxicidade das vitaminas . . . . . . . . . . . . 541

8.1.4  Fontes das vitaminas . . . . . . . . . . . . . . . . 541

8.2  Adição de nutrientes aos alimentos . . . . . . . 542

8.3  Recomendações dietéticas . . . . . . . . . . . . . . 545

8.4  Métodos analíticos e fontes de dados . . . . . . 548

8.5  Biodisponibilidade das vitaminas . . . . . . . . 548

8.6  Causas gerais de variação/perdas de vitaminas em alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

8.6.1  Variação inerente ao conteúdo de vitaminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

8.6.2  Alterações pós-colheita . . . . . . . . . . . . . . 550

8.6.3  Tratamentos preliminares: limpeza, lavagem e moagem . . . . . . . . . . . . . 550

 

Capítulo 9 - Minerais

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9

Minerais

Dennis D. Miller

CONTEÚDO

9.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623

9.2  Princípios da química dos minerais . . . . . . . 624

9.2.1  Solubilidade dos minerais em sistemas aquosos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624

9.2.2  Minerais e a química de ácidos/bases . . . 625

9.2.2.1  Teoria de Bronsted de ácidos e bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625

9.2.2.2  Teoria de Lewis de ácidos e bases . . . 625

9.2.3  O efeito quelato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627

9.3  Aspectos nutricionais dos minerais . . . . . . . 629

9.3.1  Elementos minerais essenciais . . . . . . . . 629

9.3.2  Ingestões dietéticas de referência para nutrientes minerais

(Estados Unidos e Canadá) . . . . . . . . . . . . . . 630

9.3.3  Biodisponibilidade de minerais . . . . . . . 632

9.3.3.1  Melhoradores de biodisponibilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633

 

Capítulo 10 - Corantes

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10

Corantes

Steven J. Schwartz, Jessica L. Cooperstone, Morgan J. Cichon,

Joachim H. von Elbe e M. Monica Giusti

CONTEÚDO

10.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

10.2  Pigmentos em tecidos animais e vegetais . 679

10.2.1  Compostos heme . . . . . . . . . . . . . . . . . 679

10.2.1.1 Mioglobina/hemoglobina . . . . . . . . 680

10.2.1.2  Pigmentos de carnes curadas . . . . . . 684

10.2.1.3  Estabilidade dos pigmentos da carne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

10.2.1.4  Considerações sobre embalagens . . 685

10.2.2 Clorofilas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685

10.2.2.1  Estrutura e nomenclatura . . . . . . . . 685

10.2.2.2  Características físicas e análises . . . 687

10.2.2.3  Alterações da clorofila . . . . . . . . . . 688

10.2.2.4  Perda de cor durante processamento térmico . . . . . . . . . . . . . . . . 694

 

Capítulo 11 - Sabor

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11

Sabor*

Robert C. Lindsay

CONTEÚDO*

11.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749

11.1.1  Filosofia geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749

11.1.2  Métodos para análise do sabor . . . . . . . 750

11.1.3  Avaliação sensorial dos sabores . . . . . . 751

11.1.4  Mecanismos moleculares de percepção do sabor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752

11.2  Gosto e outras substâncias do sabor . . . . . . 753

11.2.1  Substâncias de gosto doce . . . . . . . . . . 754

11.2.2  Substâncias de gosto amargo . . . . . . . . 755

11.2.3  Substâncias de gosto salgado . . . . . . . . 761

11.2.4  Substâncias de gosto azedo . . . . . . . . . 762

11.2.5  Substâncias de gosto umami . . . . . . . . . 762

11.2.6  Substâncias de gosto kokumi e outros modificadores de sabor . . . . . . . . . . . . . . . . . 763

11.2.7  Substâncias pungentes . . . . . . . . . . . . . 765

 

Capítulo 12 - Aditivos alimentares

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12

Aditivos alimentares

Robert C. Lindsay

CONTEÚDO

12.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799

12.2 Ácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800

12.2.1  Características gerais . . . . . . . . . . . . . . 800

12.2.2  Sistemas de fermentação química . . . . 803

12.3 Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807

12.4  Sistemas de tamponamento e sais . . . . . . . 808

12.4.1  Tampões e controle de pH em alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808

12.4.2  Sais em produtos lácteos processados . 809

12.4.3  Fosfatos e ligações de água em tecidos animais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810

12.5  Agentes quelantes (sequestrantes) . . . . . . . 810

12.6 Antioxidantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812

12.7  Agentes antimicrobianos . . . . . . . . . . . . . . 814

12.7.1  Sulfitos e dióxido de enxofre . . . . . . . . 814

 

Capítulo 13 - Substâncias bioativas: nutracêuticas e tóxicas

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Substâncias bioativas: nutracêuticas e tóxicas

13

Hang Xiao e Chi-Tang Ho

CONTEÚDO

13.1  Aspectos de saúde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863

13.2  Fitoquímicos benéficos à saúde . . . . . . . . . 864

13.2.1 Carotenoides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864

13.2.2 Flavonoides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867

13.2.3 Proantocianidinas . . . . . . . . . . . . . . . . . 872

13.2.4  Outros compostos polifenólicos . . . . . . 874

13.2.5  Substâncias bioativas que contêm enxofre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876

13.2.6  Isotiocianatos e indóis . . . . . . . . . . . . . 878

13.3  Mecanismos gerais de proteção dos nutracêuticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880

13.4  Interações entre os neutracêuticos . . . . . . . 882

13.5  Biodisponibilidade de nutracêuticos . . . . . 883

13.6  Suplementos alimentares naturais . . . . . . . 884

13.7  Métodos de extração de nutracêuticos . . . . 886

 

Capítulo 14 - Características do leite

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14

Características do leite

David S. Horne

CONTEÚDO

14.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905

14.1.1  Alguns fatos e percepções . . . . . . . . . . . 906

14.2  Lactação, evolução e síntese do leite . . . . . 907

14.2.1  Biossíntese do leite . . . . . . . . . . . . . . . . 909

14.3  Composição do leite de vaca . . . . . . . . . . . 911

14.3.1  Proteínas do leite . . . . . . . . . . . . . . . . . 911

14.3.1.1  Caseínas e micelas de caseína . . . . . 912

14.3.1.2  Estrutura primária da caseína e interações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913

14.3.1.3  Estrutura e organização da micela de caseína . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916

14.3.1.4  Proteínas do soro . . . . . . . . . . . . . . . 918

14.3.2  Lipídeos e glóbulos de gordura do leite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 920

14.3.2.1  Lipídeos do leite . . . . . . . . . . . . . . . 920

 

Capítulo 15 - Fisiologia e química dos tecidos musculares comestíveis

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Fisiologia e química dos tecidos musculares comestíveis

15

Gale M. Strasburg e Youling L. Xiong

CONTEÚDO

15.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953

15.2  Valor nutricional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954

15.2.1 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957

15.3  Estrutura e função muscular . . . . . . . . . . . . 957

15.3.1  Estrutura do músculo esquelético . . . . . 957

15.3.2  Estrutura do músculo cardíaco . . . . . . . 962

15.3.3  Estrutura do músculo liso . . . . . . . . . . . 963

15.3.4  Proteínas do tecido muscular . . . . . . . . 964

15.3.4.1  Tecido conectivo ou proteínas da matriz extracelular . . . . . . . . . . . . . . . . . 964

15.3.4.2  Proteínas sarcoplasmáticas . . . . . . . 970

15.3.4.3  Proteínas contráteis . . . . . . . . . . . . . 972

15.3.4.4  Proteínas reguladoras . . . . . . . . . . . 975

15.3.4.5  Proteínas estruturais da miofibrila . 976

 

Capítulo 16 - Fisiologia pós-colheita de tecidos vegetais comestíveis

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Fisiologia pós-colheita de tecidos vegetais comestíveis

16

Christopher B. Watkins

CONTEÚDO

16.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015

16.2  Qualidade e fisiologia pós-colheita . . . . . 1017

16.3  Natureza e estrutura dos tecidos vegetais comestíveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1018

16.3.1 Morfologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1018

16.3.2  Estágio de desenvolvimento fisiológico na colheita . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019

16.3.3  Amadurecimento e senescência . . . . . 1020

16.3.4  Fatores pré-colheita . . . . . . . . . . . . . . 1021

16.4  Metabolismo primário . . . . . . . . . . . . . . . 1024

16.5 Hormônios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030

16.5.1 Etileno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030

16.5.1.1  Biossíntese do etileno . . . . . . . . . . 1030

16.5.1.2  Frutos climatéricos e não climatéricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032

 

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