Pois é, a Química esteve, como sabem, presente na MostrAV 2011, no âmbito das comemorações do Ano Internacional da Química (AIQ 2011). E deixámos os visitantes opinarem sobre o que viram, sem condicionantes nem "censura" ;-)
Aqui fica uma amostra. Consegues encontrar o que escreveste?
Pois é, como já devem ter percebido, durante o mês de Abril decorreram diversas actividades no agrupamento integradas na MostrAV 2011. Apresentámos algumas ideias no âmbito da química que, esperamos, tenham sido do vosso agrado e que tenham, igualmente, contribuído para a vossa aprendizagem, estimulando simultaneamente o gosto pela química, em particular, e pela ciência em geral.
Ficam mais algumas imagens dos eventos:
Os cartazes preparam para o que encontramos lá dentro
O biodiesel é um combustível para ser utilizado nos carros ou camiões, feito a partir das plantas (óleos vegetais) ou de animais (gordura animal).
O biodiesel só pode ser usado em motores a diesel, portanto este combustível é um substituto do diesel.
Para se produzir biodiesel, o óleo retirado das plantas é misturado com um álcool (metanol) e depois estimulado por um catalisador. O catalisador é um produto usado para provocar uma reação química entre o óleo (que contém ácidos gordos) e o álcool, com formação de compostos denominados ésteres. O óleo é separado da glicerina (usada na fabricação de sabonetes) e filtrado.
Existem muitas espécies vegetais que podem ser usadas na produção do biodiesel, como o óleo de girassol, de amendoim, de soja, entre outros. O biodiesel pode também ser produzido a partir de óleos recuperados da indústria alimentar, por exemplo.
O que é a gelatina?
A gelatina é em geral extraída dos ossos e tecido conectivo de animais. Uma outra fonte de gelatina podem ser algumas algas. A gelatina pura é formada essencialmente por proteínas (colagénio):
84-90% de proteína
1-2% de sais minerais
8-15% de água
A gelatina começou a perder o seu mistério depois de 1920, quando o físico-químico Staudinger introduziu o conceito de macromolécula, quer dizer moléculas muito longas, formadas por pequenas unidades que se repetem. No caso das proteínas, as unidades constituíntes são cerca de 20 amino-ácidos, diferindo as proteínas consoante o número de amiono-ácidos que as formam e a sua sequência. Podemos imaginar estas moléculas como fios, capazes de se dobrar sobre si mesmos ou de se desenrolar, segundo as características do meio em que se encontram.
O consumo de gelatina (não exagerado, como em tudo o resto) traz imensos benefícios para a saúde:
Enrijece o corpo: contém nove dos dez aminoácidos essenciais ao corpo. Estes por sua vez favorecem a síntese do colagéneo, que ajuda a sustentar os tecidos.
Fortalece as unhas e ajuda a combater a queda de cabelo: O consumo regular ajuda a aumentar a espessura das unhas e do cabelo, o que os torna mais fortes. Além disso, acelera o crescimento.
Diminui o apetite: A gelatina tem a capacidade de se ligar a uma grande quantidade de água. Por isso, dá a sensação de saciedade e diminui os riscos de exagerar à mesa.
Na tua escola também podes fazer um pouco de gelatina. Nós fizemos:
A "explosão" de um grão de milho quando aquecido é o resultado da combinação de 3 factores:
1. O interior do grão (endosperma) contém, além do amido, cerca de 14% de água.
2. O endosperma é um excelente condutor de calor.
3. O exterior do grão (pericarpo) apresenta grande resistência mecânica e raramente possui falhas (rachaduras).
Quando aquecido intensamente, a água no endosperma sofre vaporização, criando uma grande pressão dentro do grão. O pericarpo actua como uma panela de pressão, evitando a saída do vapor de água até que uma certa pressão limite seja atingida. Neste ponto, ocorrem duas coisas: o grão explode, com som característico (pop!) e o amido do endosperma incha abruptamente, criando aquela textura macia.
O leite contém caseína, uma proteína de forma globular que se organiza em estruturas independentes chamadas micelas. Se acidificarmos o pH do leite ou adicionarmos uma enzima, a renina (contida no chamado coalho), as micelas de caseína, antes separadas, têm tendência para se agregarem.
Basicamente, este é o primeiro passo para se fazer o queijo. Ao contrário da manteiga, que é uma matriz de gordura onde se encontram proteínas dissolvidas em gotículas de água, o queijo é uma matriz de proteína, na qual se podem encontrar glóbulos de gordura.
Mas como conseguir a sua estrutura coesa? É isso que vamos ver de seguida
O primeiro passo para se fazer queijo é baixar o pH do leite, de forma a conseguir a agregação de micelas de caseína. Para isso, junta-se ao leite bactérias que consumam o açúcar do leite e produzam ácido láctico. Este processo tem o nome de fermentação láctica e é semelhante à fermentação alcoólica. Com a produção de ácido, o pH do leite baixa e as micelas de caseína começam a unir-se.
Para conseguirmos um agregado ainda mais coeso, o leite é então aquecido, juntamente com a enzima renina. Relembra que a enzima renina desestabilizava a unidade da caseína que mantinha as micelas separadas. Agora, as micelas agrupam-se compondo um gel semi-sólido.
O gel é coeso por que as longas moléculas de caseína, antes separadas, se ligam umas às em vários pontos criando um emaranhado que atravessa toda a solução e lhe dá a textura de um gel. Mas estas proteínas ainda não se encontram suficientemente ligadas para criarem uma matriz digna de um queijo. Os seus interstícios são grandes e contém uma grande quantidade de água.
As proteínas ao serem aquecidas, desnaturam, ou seja, as suas longas cadeias de aminoácidos começam a desenrolar-se. Estas longas cadeias têm a tendência para reagir com outras cadeias de aminoácidos, ligando-se a elas em vários pontos. Por entre essas cadeias ligadas à espaços que são preenchidos pela água.
Se aquecermos ainda mais as proteínas, estas criam mais ligações entre elas. O resultado? A substância em que elas estão fica mais sólida e como os espaços entre elas ficam menores, a água vai saindo dos seus interstícios. Então é isso mesmo que temos de fazer ao gel de caseína! Aquecê-lo para que fique mais coeso e expulse a água em excesso. Só há um pequeno problema. A caseína não é a única proteína no leite. Existe a lactoglobulina, uma proteína que se aquecida forma um gel que interfere com a união das caseínas.
Antes de aquecermos o gel ainda mais, temos de retirar dele a lactoglobulina antes que esta coagule e estrague a formação do queijo. Para já, o leite apenas sofreu um aquecimento moderado, quando a renina foi adicionada. Dessa maneira, a lactoglobulina ainda não coagulou (isto apenas acontece a temperaturas superiores a 73°C) e encontra-se dissolvida na fase líquida, sendo facilmente extraída. O gel é então cortado em bocados pequenos e espremido. O excesso de água é expulso, levando consigo a lactoglobulina dissolvida. Forma-se agora uma coalhada. Como a lactoglobulina já não está presente, a coalhada pode ser bem aquecida, para que a acção da renina desestabilize ainda mais a caseína que acaba por desnaturar. A sua estrutura, dobrada sobre si mesma, começa a esticar-se formando filamentos que se unem uns aos outros. A coalhada fica mais densa e compacta. Segue-se uma filtração, em que o excesso de água é novamente retirado. A coalhada é então colocada a descansar sobre pressão – os filamentos de caseína unem-se mais, oferecendo ainda mais coesão, formando o queijo com a consistência que conhecemos.
Por entre a rede de caseína unida está aprisionada gordura e água. O queijo é então uma matriz de proteína unida, com alguma água e gordura aprisionada
Quando se agitam as natas do leite, ricas em lípidos, com uma máquina batedeira ou simplesmente agitando dentro de um frasco, por exemplo (demora um pouco mais), estamos na verdade a incorporar bolhas de ar. É assim que se faz o chantilly! Mas se continuares a agitar, os glóbulos de gordura acabam por se acumular nas paredes das bolhas de ar, começando a unir-se e a crescer, formando a manteiga.
Mas porque é que a gordura tende a acumular-se nas paredes das bolhas de ar?
A molécula de um lípido tem normalmente uma parte hidrofílica (com uma maior afinidade relativamente às moléculas de água) e uma parte hidrofóbica (não se une às moléculas de água, aliás, evita a água a todo custo!).
No leite e nas natas (que são maioritariamente compostos por água) os lípidos estão em glóbulos - várias moléculas juntam-se numa esfera, com as suas partes hidrofílicas voltadas para fora, para o meio aquoso, e as partes hidrofóbicas voltadas para dentro, no centro da esfera, fugindo da água. Quando as natas são bem agitadas esses glóbulos de lípidos tendem a desfazer-se, pela acção mecânica.
As partes hidrofóbicas das moléculas lípidicas vêem-se assim forçadas a contactar com o meio aquoso, mas não têm qualquer apetência para se unirem à moléculas de água. Assim, ao contactarem com o ar contido numa bolha, voltam-se para ele ficando fixas nesse local, com a parte hidrofílica do lípido voltado para o meio aquoso. A gordura começa deste modo a acumular-se até que forma uma matriz contínua - a manteiga.
A manteiga não é exactamente sólida à temperatura ambiente. Quando a retiramos do frigorífico ela fica (mais) mole, mas não derrete totalmente. A que se deve isto?
A manteiga é um derivado do leite, o qual contém uma série de diferentes lípidos que se juntam para formar a manteiga. Estes diferentes lípidos (ácidos gordos) têm diferentes pontos de fusão. É por esta razão que a manteiga tem aquela textura mole, mas não exactamente líquida, à temperatura ambiente: alguns dos seus lípidos já se fundiram, enquanto outros permanecem sólidos.
E tu? Não queres experimentar fazer um pouco de manteiga deliciosa? É fácil, divertido e bastante saboroso. Vê como os teus colegas fizeram, nestas fotos:
Aromas e fragrâncias são importantes para a indústria moderna.
Perfumes, cosméticos, fármacos e alimentos dependem de substâncias que conferem cheiro e sabor que sejam agradáveis aos consumidores. As substâncias que promovem odor são químicas e, assim, os químicos são os profissionais mais indicados para estudar métodos de isolamento, identificação e classificação destes compostos.
"Quais são as substâncias químicas que conferem odor?"
Substância química aromática + factor humano à resposta do aroma.
Por definição, saboré percebido na boca, pelas papilas gustativas. Até ao início dos anos 90 acreditava-se que havia regiões da língua que continham papilas dedicadas à percepção de cada sabor. Hoje sabe-se que as papilas gustativas responsáveis pela detecção de cada sabor estão deslocalizadas por toda a superfície da língua.
Os responsáveis pelo odor são voláteis percebidos no nariz. Existem dois tipos principais: os voláteis provenientes do meio externo e que são denominados aromas, e cheiro que é a percepção dos voláteis libertados de um alimento após a sua ingestão, dentro da garganta - percepção retronasal. Reconhece-se que mais de 75% do gosto (sabor + odor) dos alimentos é, na verdade, a percepção retronasal das suas substâncias voláteis (cheiro). Fragrâncias são substâncias que conferem odor, mas não podem ser ingeridas. São utilizadas em perfumes e cosméticos - com exceção do batom que, por ser utilizado nos lábios, utiliza aromas.
Para identificar um aroma ou fragrância deve-se identificar, nas fontes naturais, qual ou quais são os produtos químicos responsáveis por ele. A identificação de compostos químicos nas fontes naturais avança exponencialmente, mas a atribuição de qual o composto que é responsável por um odor é muito mais complexa, principalmente devido à subjetividade a que tais determinações estão sujeitas. Os odores não são função única e exclusiva de um composto químico em si, apesar de se reconhecer que certos grupos funcionais e determinadas estruturas são responsáveis por odores característicos.
Os ésteres constituem aditivos de alimentos que conferem sabor e aroma artificiais aos produtos industrializados tais como o sabor em sumos de fruta, pastilhas elásticas e gomas:
Butanoato de etilo
(aroma de ananás)
Acetato de isoamilo (aroma de banana)
Um cheiro pode evocar instantaneamente uma memória de infância muito agradável, esquecida há muito tempo.
Um aroma pode modificar um dia de trabalho intenso e cansativo por um momento de prazer com a sensação de ser útil, tal como a degustação de um chá. Que recordações terão os aromas feito ressurgir na cabeça destes meninos e meninas quando os colocámos a cheirar alguns aromas?
Como a água é um composto tão usual tomamos o seu comportamento físico-químico como vulgar e não nos apercebemos do composto peculiar que realmente é.
Cada molécula de água é composta por dois átomos de hidrogénio ligados a um átomo de oxigénio.
Como já deves saber (ou talvez não), um átomo é composto por um núcleo positivo (com protões e neutrões) que é circundado por uma nuvem electrónica negativa, onde os electrões se distribuem.
Os átomos de hidrogénio apenas contém um electrão e o oxigénio tem uma grande afinidade para captar electrões de outros átomos que a ele se liguem.
Na água, as nuvens electrónicas dos dois hidrogénios fundem-se com a do átomo de oxigénio e os electrões são partilhados, formando-se o que se chama uma ligação covalente.
Os electrões do oxigénio que não são partilhados na ligação (denominados electrões não ligantes), empurram os átomos de hidrogénio. Estes, em vez de ficarem ao lado do oxigénio, formando um ângulo de 180°, são forçados a juntarem-se um pouco, formando um ângulo de 105°. Como o oxigénio atrai mais os electrões, que têm carga negativa, essa região da molécula toma uma carga negativa. A parte onde estão os átomos de hidrogénio toma uma carga positiva.
Estas particularidades na sua estrutura (a forma em V, e o facto de ter uma zona negativa e uma zona positiva) são muito importantes quando observamos as suas propriedades.
As ligações entre as moléculas - ponto de ebulição
A água é muito estável e tem um ponto de ebulição anormalmente alto (o ponto de ebulição do H2S, o sulfureto de hidrogénio, sendo que o enxofre é um elemento do mesmo grupo da tabela periódica do oxigénio, é de cerca de 60 ºC negativos !!!!).
Relembra que: Num líquido, as moléculas têm alguma liberdade de movimentos, mas estão próximas umas das outras. Num gás, as moléculas estão bem separadas umas das outras, movimentando-se ao acaso.
O elevado ponto de ebulição deve-se às ligações especiais que as moléculas de água fazem entre elas na fase líquida. A parte negativa de uma molécula atraí a parte positiva de outra, e a parte negativa desta, atraí a parte positiva de outra, e assim por diante. Estas atracções resultam em ligações entre as diferentes moléculas e chamam-se pontes de hidrogénio. São menos fortes que as ligações covalentes, dentro de uma molécula, mas mesmo assim suficientemente fortes para que seja necessária muita energia para as quebrar, de modo a que as moléculas individuais se soltem e passem à fase gasosa.
É necessário aquecer a água até 100°C para que as pontes de hidrogénio se quebrem, o chamado ponto de ebulição.
O calor latente de vaporização
Esta é outra particularidade da água que se deve à existência de pontes de hidrogénio é o seu grande "calor latente de vaporização".
Nada de sustos, o nome desta propriedade é grande, mas ela é fácil de explicar. Ora vamos lá...
Quando aquecemos a água, esta também aquece. Sempre? Bem, não. Assim que a água atinge os 100°C, não aquece mais, por muito forte que seja a chama do fogão ou o calor da placa de aquecimento.
O que se está a passar? Antes de atingir o ponto de ebulição as moléculas absorvem a energia calorífica e aumentam a sua agitação. Mas quando o ponto de ebulição é atingido, toda a energia transmitida à água sob a forma de calor é usada, não para estas aquecerem/agitarem, mas para quebrar as pontes de hidrogénio entre as moléculas, de modo a que estas possam passar à fase gasosa.
Logo, durante a fervura, a temperatura da água fica constante até que toda ela se evapore.
Um grande "calor latente de vaporização" significa que a água, quando atinge o ponto de ebulição, absorve muita energia, sob a forma de calor, sem subir de temperatura.
Esta propriedade é muito importante na cozinha. Já imaginaste como seria cozer legumes, se a água a ferver se evaporasse toda em 2 minutos? Podes ver esta pequena animação para perceber ainda melhor esta ideia.
Composição da água da torneira
A água é também um óptimo solvente e de longe o mais usado.
Como as suas moléculas contém uma parte negativa e uma positiva, podem dissolver substâncias de ambas as cargas, rodeando-as.
Por causa desta capacidade, a água pura não pode ser encontrada na natureza. Até a água da chuva e das calotes polares contém substâncias dissolvidas!
No caso da água da torneira, a composição varia consoante a região e de onde a água é captada. Os dois compostos mais vulgares que se encontram dissolvidos na água da rede municipal são o carbonato (CO3-2) e o sulfato(SO4-2). Também podemos encontrar cálcio, magnésio, sódio e muitas outras substâncias em pequenas quantidades.
O Chá
O chá é uma bebida preparada através da infusão de folhas, flores, raízes de chá, ou Camellia sinensis. Geralmente é preparada com água quente. Cada variedade adquire um sabor definido de acordo com o processamento utilizado, que pode incluir oxidação, fermentação, e o contato com outras ervas, especiarias e atéfrutos. A palavra "chá" é também usada popularmente para referenciar qualquer infusão de frutos, folhas, raízes ou ervas como a camomila ou a cidreira, mesmo não contendo folhas de chá.
O chá contém compostos bioquímicos designados polifenóis que incluem flavonóis, que são antioxidantes, presentes também nas frutas e vegetais. Os antioxidantes evitam a degenerescência de células responsáveis por inúmeras doenças.
Os polifenóis são componentes da folha do chá que se encontram em doses mais elevadas chegando a atingir cerca de 30% da matéria seca dos rebentos. Simultaneamente estes compostos são também os mais importantes e característicos da folha do chá porque são os principais intervenientes nas alterações químicas que ocorrem durante o processo de fabrico do chá. É neles que têm origem uma série de outros compostos qualitativamente importantes para as características do produto final e também da bebida resultante.
A maioria dos polifenóis identificados nos rebentos verdes da planta pertencem ao grupo dos flavanóis ou catequinas, e consistem essencialmente, na matéria que irá ser oxidada durante a fermentação. Foram identificados vários flavanóis na folha verde do chá. Entre os que existem em maior quantidade encontram-se : catequina, galhocatequina, epicatequina, epigalhocatequina e os ésteres gálhico dos dois últimos compostos, respectivamente galhato de epicatequina e galhato de epigalhocatequina.
Os flavonóis encontram-se em pequenas quantidades nas folhas verdes, incluem a quercitina, o canferol e a miricitina e ainda, os 3- glucósidos derivados destes compostos.
Entre os ácidos fenólicos e seus derivados identificados nas folhas de chá referem-se o ácido clorogénico, o ácido elágico e o ácido p-cumarilquínico, entre outros. O teor de polifenóis do rebento varia de acordo com vários factores, um deles é a idade da folha e restantes porções do rebento, as variações sazonais e ao sombreamento.
Dentre os aminoácidos presentes no chá o mais abundante é a chamada teanina, identificada como 5-N-etilglutamina. Um outro grupo muito importante são as enzimas, em particular as responsáveis pela oxidação dos polifenóis e das catequinas durante a fermentação. Na folha encontram-se diversas vitaminas entre as quais a riboflavina (vitamina B2) que se mantém durante o processamento do chá. Também contém ácido ascórbico (vitamina C), que é totalmente oxidado durante o processo de fermentação.
Vejamos agora o que fizeram alguns dos teus colegas quando lhes pedimos que preparassem, também eles, um chá:
Vamos lá fazer um cházinho ?
Iremos conseguir extrair daqui alguma coisa ?
Com açúcar ou sem açúcar?
Actividades desenvolvidas no âmbito da MostrAV 2011, Abril.
As ervas aromáticas. As suas propriedades e utilizações
Em Portugal, um país pequeno, pode-se constatar que no Sul, mais quente e soalheiro, a utilização de ervas aromáticas é bem maior do que no Norte. Porquê?
Enquanto pensas numa resposta, faz na tua mistura de ervas aromáticas e especiarias, tal como estes colegas.
Os ingredientes...
Não sei se vou gostar disto...
Com cuidado, para não partir...
Agora mistura um pouco deste !!!
Olha o que eu fiz !!!
Actividades desenvolvidas no âmbito da MostrAV 2011, em Abril.
Resposta: Quando utilizamos ervas aromáticas e especiarias para enriquecer sabores, nem imaginamos que a maior parte desses condimentos contêm substâncias que impedem o desenvolvimento de micróbios que poderiam vir a trazer problemas em termos de intoxicações alimentares. Em tempos muito idos, o seu uso deve ter estar ligado à preservação dos alimentos e, por isso, à saúde dos consumidores, aumento da longevidade de famílias que passaram a apreciar o sabor resultante do seu contributo. Para além disto, o facto de os solos serem, no sul, geralmente menos férteis não permitia a variedade e quantidade de culturas que era possível obter mais a norte. O uso de ervas aromáticas seria, assim, uma forma de compensar a pouca variedade de alimentos disponível, permitindo conferir diferentes aromas e sabores a pratos confeccionados com o mesmo ingrediente de base.
Acetato de isoamilo (aroma de banana)
