Chocolate Químico

Nesse período em que relembramos a ressurreição de Cristo, muitos costumam comemorar presenteado com um ovo de páscoa (do latim Pascae), reunir a família e comer um peixe na sexta-feira (chamada de sexta-feira santa). Para outros é momento de reflexão de suas vidas. A páscoa entre os judeus assume um significado muito importante, pois marca o êxodo deste povo do Egito. Para os Cristãos celebrasse a ressurreição de Jesus Cristo. Tanto a páscoa do judeu quanto do cristão está relacionada com a esperança de uma nova vida. Já os ovos de Páscoa estão no contexto da fertilidade (A simbologia do coelho é usada pelo fato deste animal representar a fertilidade - o coelho se reproduz rapidamente e em grandes quantidades) e da vida.

Para refletir leia: Mateus 28:5-6 “Mas o anjo disse às mulheres: Não temais vós; pois eu sei que buscais a Jesus, que foi crucificado. Não está aqui, porque ressurgiu, como ele disse. Vinde, vede o lugar onde jazia.”

Entusiasmado com o presente de uma aluna (ganhei dela num "chocolate secreto") uma barra de chocolate, resolvi falar um pouco sobre o chocolate, necessariamente o CHOCOLATE QUÍMICO, vamos lá:

A utilização de chocolate pelos humanos data do período pré-clássico (de 900 AC até 250 DC). Usando a técnica de HPLC (cromatografia líquida de alta resolução, ou, em inglês, High Performance Liquid Chromatography), os cientistas identificaram resíduos de cacau em recipientes de cerâmica maia, utilizados na preparação de alimentos e datados de 600 AC (Hurst et al., 2002). Numerosas peças de cerâmica e murais maias exibem hieróglifos representando a oferta de chocolate a governantes e deuses. Isto não é surpreendente se considerarmos que a designação latina para cacaueiro, Theobromacacao que significa 'alimento dos deuses'.

Alguns efeitos:

O chocolate induz uma sensação de prazer que pode ser explicada pelas suas propriedades físicas. O Professor John Harwood e os seus colegas da Universidade de Cardiff acreditam que o elevado conteúdo de estearatos da manteiga de cacau, um ingrediente essencial do chocolate, é responsável pela forma como se derrete e pela sua estabilidade. A manteiga de cacau contém entre 30% e 37% de estearatos na sua composição lipídica. Como consequência, permanece sólida à temperatura ambiente mas, quando consumida, o seu conteúdo em gordura absorve o calor da boca e derrete à temperatura corporal, produzindo o efeito 'derrete-se na boca'.

Para alguns o chocolate possui propriedades afrodisíacas: os Astecas pensavam que dava vigor aos homens e desinibia as mulheres. Na verdade, existe no chocolate um composto químico, designado triptofano, que é usado pelo cérebro para produzir serotonina, um neurotransmissor que induz sensações de prazer. No entanto, a presença do triptofano no chocolate é em pequena quantidade, pelo que a hipótese de o chocolate provocar um aumento da produção de serotonina é ainda controversa. A serotonina é uma molécula sintetizada a partir de uma proteína chamada triptofano, que desempenha no corpo humano a função de neurotransmissor. Isso quer dizer que ela trabalha na comunicação entre as células nervosas (neurônios). Por isso, afeta nosso humor, sono e apetite. Além do sistema nervoso central, a serotonina está presente no trato intestinal e nas plaquetas sanguíneas. Quimicamente, recebe o nome 5-hidroxitriptamina e é representada pela fórmula molecular N₂OC₁₀H₁₂.

Composições:

A feniletilalanina, que promove sentimentos de atração, excitação, tonturas e apreensão, também foi identificada no chocolate, mas, uma vez mais, a sua baixa concentração pode ser insuficiente para produzir os efeitos tipicamente associados a este composto.

A teobromina – um estimulante fraco encontrado no chocolate que garante energia positiva e favorece a atividade mental – com outros compostos químicos, tais como a cafeína, pode ser responsável pela sensação muito característica que se verifica ao comer chocolate.

Cientistas do Instituto de Neurociências de San Diego sugerem que o chocolate contém substâncias farmacologicamente activas que produzem um efeito tipo marijuana no cérebro, como a anandamida: um neurotransmissor canabinóide (Di Tomaso et al., 1996). O chocolate contém também N-oleoletanolamina e N-linoleoletanolamina, que inibem a degradação da anandamida, prolongando os seus efeitos. Sendo assim, os elevados níveis do neurotransmissor podem intensificar as propriedades sensoriais do chocolate (textura e odor), essenciais para induzir o desejo.

O triptofano (um precursor da serotonina) é um aminoácido que tem uma variação constante a nível plasmático, dependendo da ingestão de alimentos e do momento do dia.

O triptofano é captado pelos neurônios, e já é convertido em 5-hidroxitriptofano pela triptofano hidroxilase. Logo após ele é descarboxilado por uma aminoácido descarboxilase transformando-se em 5 hidroxitriptamina, ou 5-HT, mais conhecida como serotonina. A serotonina pode estar ligada ao aumento de apetite e à obesidade. Isso foi comprovado em animais de laboratório onde agonistas dos receptores de 5-HT1A, como 8-OH-DPAT, e antagonistas que atuam nos receptores de 5-HT2, aumentaram o apetite, e em alguns casos observou-se o desenvolvimento da obesidade. Além disso, há estudos que compravam a ligação da serotonina com o humor. Isso se dá, pois há uma ampla distribuição desse neurotransmissor no sistema límbico. Experimentos já foram realizados, onde o triptofano foi usado no tratamento de depressão com o objetivo de aumentar a síntese de 5-HT.

Além dos efeitos que a serotonina pode desencadear, a ingestão de chocolate aumenta os níveis de endorfina no cérebro. A endorfina é relacionada ao bom humor, sensação de bem-estar e euforia e também a um efeito analgésico. Ela pertence a classe dos opiódes, e estes, em geral, tem relação de seus receptores com a proteína G inibindo a adenilato ciclase, reduzindo dessa forma a quantidade intracelular de cAMP. Além disso, a proteína G pode estar associada à canais iônicos, e por influência dessas substâncias os canais de potássio são abertos e a abertura desses canais inibe a abertura dos canais de cálcio.Esses efeitos na membrana reduzem a excitabilidade neuronal e a liberação de neurotransmissor. Isso gera como efeito global, uma inibição ao nível celular.

“Fórmula química” do Chocolate

A fórmula química do chocolate é C₇H₈N₄O₂. Ou melhor, esta é a fórmula química da teobromina (um alcalóide da família das metil-xantinas), uma substância encontrada no cacau (fruto da Theobroma cacau).

Ingredientes:

Os ingredientes usados na fabricação do chocolate são a pasta de cacau, a manteiga de cacau, o açúcar e o leite. Pode-se acrescentar ainda frutas secas, nozes, amêndoas, flocos de milho, recheios, etc.

O chocolate preto possui pasta de cacau (responsável pela cor castanha) e açúcar; o chocolate ao leite, além desses ingredientes, contém o leite. Já o chocolate branco possui apenas manteiga de cacau, leite e açúcar, além de conter mais colesterol que o chocolate preto: 100 g de chocolate branco contém 22 mg de colesterol.

Tipo de Chocolate Gordura Calorias

Chocolate amargo 32 g 550 kcal

Chocolate ao leite 29 g 568 kcal

Chocolate branco 30 g 562 kcal

Chocolate dietético 34 g 400 kcal

Chocolate em pó 8 g 349 kcal

O aroma total do chocolate é formado na etapa de torrefação, na qual os grãos, fermentados e secos, são cuidadosamente aquecidos a temperaturas que variam de 110° C a 140°C. Foram identificadas 500 substâncias responsáveis pelo sabor do chocolate. Entre elas, podemos citar os compostos carbonílicos como os álcoois, aldeídos, cetonas, e os heterocíclicos. Estas substâncias são produtos de um fenômeno químico conhecido como Reação de Maillard. Após moagem dos grãos já torrados, obtém-se o “liquor de cacau” ou pasta de cacau que será combinado com açúcar, leite em pó (no caso de chocolate ao leite), manteiga de cacau, emulsificante e opcionalmente um aromatizante. Esta mistura segue para a etapa chamada conchagem na qual a massa será aquecida sob agitação por várias horas, objetivando a obtenção de uma pasta fluida e a eliminação de substâncias voláteis que poderiam interferir no sabor final do chocolate. A função do emulsificante, normalmente lecitina de soja, é a de reduzir a tensão superficial entre a manteiga de cacau, a gordura do leite e os outros componentes presentes, bem como diminuir a viscosidade da mistura. Usa-se combinar liquor de cacau de procedências diferentes, obtendo-se desta forma um produto com características de aroma e sabor diferenciados.

Outro procedimento importante na produção do chocolate é a “temperagem”, que consiste no resfriamento controlado da massa após a conchagem, objetivando a solidificação do chocolate pela cristalização da manteiga de cacau presente na sua forma mais estável. A manteiga de cacau pode cristalizar em várias formas polimórficas. Algumas delas são instáveis e, com o passar do tempo, poderão se recristalizar na forma mais estável. Isto resultará na perda de brilho e na formação de cristais acinzentados na superfície do chocolate, defeito conhecido como fat-bloom. Este problema também ocorre quando, no armazenamento, a temperatura do chocolate sofre variações. Também no armazenamento, as mudanças bruscas de temperatura, das áreas frias para as áreas quentes, fazem com que haja condensação de umidade na superfície do chocolate. As moléculas de água formadas durante a condensação dissolvem o açúcar do chocolate formando um xarope e, posteriormente, quando são novamente evaporadas pelo aquecimento (aumento da temperatura ambiente), deixam o açúcar depositado na superfície na forma de cristais grossos e irregulares, que conferem ao produto um aspecto desagradável. Este defeito, conhecido como sugar-bloom, é facilmente identificado, pois se caracteriza pela apresentação de uma camada de cor acinzentada, rugosa e irregular na superfície do chocolate. Portanto, para garantir sua qualidade, padronização e a conservação de suas características, o produto precisa ser armazenado sob rigoroso controle de temperatura, entre 18ºC e 25ºC, e umidade relativa do ar de no máximo 70%.

Reação de Maillard

A cor, o aroma e o sabor de muitos alimentos depois de cozidos ou assados é resultado de uma reação química entre um carboidrato e um aminoácido (proteína) que ficou conhecida pelo nome do médico e químico francês que a descreveu em 1912, Louis-Camille Maillard. Após várias etapas dessa reação, formam-se compostos escuros chamados melanoidinas, que conferem cor à carne assada e ao doce de leite, por exemplo. Dependo do tipo de açúcar e proteína do alimento, o processo produz cores, sabores e aromas diferentes. Importante ressalvar, contudo, que essa reação é diferente do que ocorre nos processos de tostamento e caramelização.

Acredita-se que a Reação de Maillard seja também responsável pelo envelhecimento do corpo humano.

Chocolate preto ou branco?

O chocolate de leite pode não oferecer os mesmos benefícios que o chocolate preto. Num estudo específico, vários pacientes, em dias separados, comeram 100 g de chocolate preto, 100 g de chocolate preto com um copo (200 ml) de leite gordo, ou 200 g de chocolate de leite (Serafini et al., 2003). Uma hora mais tarde, aqueles que comeram apenas chocolate preto exibiam uma concentração superior de antioxidantes no sangue, sugerindo que o leite presente no chocolate de leite pode interferir com a absorção dos compostos antioxidantes.

Mitos:

Não há comprovação que o chocolate contribua para o aparecimento de cáries dentárias. Pelo contrário, a manteiga de cacau reveste os dentes e ajuda a protegê-los, prevenindo a formação da placa bacteriana. Embora o açúcar no chocolate contribua para a formação de cáries, não o faz mais do que o açúcar presente noutros alimentos açucarados. Por outro lado, ao alterarem o fluxo sanguíneo para o cérebro e libertarem norepinefrina, alguns dos compostos químicos do chocolate podem causar enxaquecas.

Provavelmente, o melhor compromisso será comer com moderação e escolher, preferencialmente, chocolate preto. Não só contém mais cacau e proporcionalmente menos açúcar e gordura do que o chocolate de leite, mas também é rico em compostos antioxidantes, chamados flavonóides. De fato, o chocolate preto contém mais flavonóides do que outros alimentos ricos em antioxidantes, como o vinho tinto. Os flavonóides protegem os vasos sanguíneos, promovem o bem-estar cardíaco e contrariam a hipertensão moderada.

Um outro mito que é muito comentado é que o chocolate "dá espinhas". Conforme a literatura médica, são os hormônios e não os alimentos que causam a acne.

Estudos científicos comprovam que o chocolate amargo, assim como o vinho tinto, contém substâncias que atuam como antioxidante, impedindo o acúmulo de gordura nas paredes dos vasos sangüíneos. Duas barras pequenas equivalentes a 10g de chocolate amargo por dia podem reduzir a pressão arterial em hipertensos e diminuir os riscos de infarto e derrame, porém pessoas obesas ou com nível de colesterol alto não devem comer mais do que um tablete pequeno por dia. Todos os benefícios do chocolate amargo não se aplicam ao chocolate ao leite e nem ao chocolate branco, devido às gorduras saturadas do leite que são acrescentadas no processo de fabricação.

Algumas Referências:

Di Tomaso E, Beltramo M, Piomelli D (1996) Brain cannabinoids in chocolate.Nature 382: 677-678. doi:10.1038/382677a0

Fulton JE Jr, Plewig G, Kligman AM (1969) Effect of chocolate on acne vulgaris.Journal of the American Medical Association 210: 2071-2074

Hurst WJ et al. (2002) Cacao usage by the earliest Maya civilization. Nature418: 289–290

Serafini M et al. (2003) Plasma antioxidants from chocolate. Nature 424: 1013

Blog Chemkeys. Disponível em: http://www.chemkeys.com/blog/2009/09/24/a-quimica-do-chocolate

Neurotransmisores. Disponível em: http://neuromed88.blogspot.com/2008/10/qumica-do-chocolate.html

Física das Partículas

Discutindo um pouco sobre a Estrutura Atômica, veio uma intervenção sobre qual são as partículas existentes. Bom, lembrei de alguns, quarks, léptons, pósitrons, etc. Pensando que na Química é pouco discutido essas partículas (bem mais discutidos na Física das Partículas) resolvi trazer um resumo sobre essas partículas. Conto com a colaboração de vocês para preencher, completar e corrigir sobre o assunto.

Vamos lá:

No Modelo padrão, as Partículas elementares são classificadas como quarks, léptons e bósons mediadores.

Bósons partículas de spin inteiro. Os bóson mediadores promovem as interações entre as partículas. Um dos bósons mediadores é o glúon, e ele age como uma espécie de cola. São os glúons que unem os quarks up e down para formar os prótons e os nêutrons e, consequentemente, a matéria.

Férmions são partículas de spin semi-inteiro

Os bósons são partículas que intermediam forças, como o fóton (intermediador da força eletromagnética) e os gluons (intermediadores da força forte).

Os férmions são classificados em quarks e léptons

Quark, em física de partículas, é um dos dois elementos básicos que constituem a matéria (o outro é o lépton) e é a única, dentre as partículas, que interage através de todas as quatro forças fundamentais. Os quarks são partículas que interagem através da força forte.

Estas são partículas fundamentais da natureza que estão no núcleo do átomo. Acreditamos hoje que os quarks são a unidade estrutural mais fundamental a partir da qual todas as partículas nucleares se formam.

Os quarks ocorrem em seis tipos na natureza: "top", "bottom", "charm", "strange", "up" e "down". Os dois últimos formam os prótons e nêutrons, enquanto os quatro primeiros são formados em hádrons instáveis em aceleradores de partículas. O quark up e o down são os que formam os prótons e nêutrons

• O próton é uma trinca de quarks, formado por dois quarks "up" e um quark "down". Dizemos então que o próton tem a estrutura uud.
• O nêutron é formado por dois quarks "down" e um quark "up". Por isso que há uma pequena diferença de massa entre o próton e o nêutron.

Três quarks podem se unir, através da força forte, para formar outras partículas, essas são chamadas de bárions (os prótons e o nêutron são bárions).

Os hádrons são partículas pesadas formadas por quarks e que são estáveis graças à força forte, os barions são tipo de hadrons.

Léptons é uma partícula subatômica que não interage fortemente. O elétron é um exemplo de lépton.

Todos os mésons e bárions são formados por quarks embora de modos diferentes. Mésons e bárions são hádrons

Bárions: é a classe de partículas subatômicas na qual os prótons e nêutrons estão incluídos. Os bárions são formados por três quarks e constituem o núcleo atômico, juntamente com os mésons. Nós, formados por prótons e nêutrons, somos feitos de matéria bariônica.

Anti-partículas

Além das partículas elementares existem as anti-particulas. Basicamente, cada partícula tem uma anti-partícula correspondente, com características iguais, mas carga elétrica oposta. O pósitron é a anti-partícula do elétron.

Na natureza só existem 4 tipos de forças:

1. a nuclear forte;
2. nuclear fraca;
3. eletromagnética;
4. gravitacional.

Cada uma dessas possui uma partícula (um bóson) que serve para transmitir essa força.

No caso da eletromagnética, o fóton, no caso da nuclear forte, os glúons, nuclear fraca os bósons W, no caso da gravitacional o gráviton (esse ultimo ainda não foi observado experimentalmente, por isso é uma partícula hipotética).

Resumindo:

Pósitrons: Elétrons com carga positiva (antimatéria).

Léptons: Partículas leves: Elétrons e neutrinos.

Quarks: Constituintes dos prótons e nêutrons.

Glúons: Partículas que ligam os quarks entre si.

Hádrons: Partículas pesadas: são partículas que estão no interior do núcleo atômico.

Antiquarks: Antimatéria dos quarks: Consituintes dos mésons.

Bárions: Prótons e nêutrons.

Nucleons: prótons e nêutrons

Mésons: Partículas constituintes de um quark e um antiquark. Os mésons pi ligam prótons e nêutrons entre si nos núcleos atômicos.

Bom, sei que está resumido mas acredito que tenha contribuído.

Sugestões, serão sempre bem recebidas.

O que é a Química?

Inicio de ano, volta as aulas, aulas de Química... Uma pergunta torna-se retórica:

"O que é a Química?"

Talvez seja a pergunta mais comum numa aula de Química. Uma das definições do dicionário é: "Uma ciência que se estuda a estrutura das substâncias, correlacionando-a com as propriedades macroscópicas, e se investigam as transformações destas substâncias".

Já na Internet encontramos outras definições:

• "Química (do egípcio kēme (chem), significando "terra") é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, propriedades combinatórias, processos de obtenção, suas aplicações e sua identificação. Estuda a maneira pela qual os elementos se ligam e reagem entre si, bem como a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações."
• "Ciência que estuda a estrutura das substâncias, suas propriedades e os elementos que as constituem."

Quando uma folha de árvore é exposta à luz do sol o processo da fotossíntese é iniciado, neste momento a química está ocorrendo. Quando o nosso cérebro processa milhões de informações para comandar nossos movimentos, nossas emoções ou nossas ações, a química está ocorrendo. A química está presente em todos os seres vivos. O corpo humano, por exemplo, é uma grande usina química. Reações químicas ocorrem a cada segundo para que o ser humano possa continuar vivo. Quando não há mais química, não há mais vida. A química é vida.

Química e Ciência: A química está na base do desenvolvimento econômico e tecnológico. Química da água: A água é a substância mais abundante em nosso planeta. Ela cobre três quartos da superfície da terra. Mas apenas uma pequena parte desse volume é potável e está próxima aos centros urbanos. Sem a química, seria impossível assegurar à população o abastecimento de água. É através de processos químicos que a água imprópria ao consumo é transformada em água pura, límpida, sem contaminantes. A química nos alimenta, a química está presente em todos os medicamentos modernos. A química nos acompanha 24 horas por dia. Ela está presente em todos os produtos que utilizamos no dia-a-dia. Do sofisticado computador à singela caneta esferográfica, do possante automóvel ao carrinho de brinquedo, não há produto que não utilize matérias-primas provindas da química.

Podemos levar em consideração em dizer que a Química é uma Ciência que ocupa uma posição central, pois ela é fundamental para todas as áreas do conhecimento. A química está ligada a biologia (biologia celular, anatomia, microbiologia, entre outros), ciências ambientais (poluição e ecologia), medicina (farmacologia), ciências da saúde (nutrição) e física (mecânica quântica, física nuclear). Podemos ainda destacar com a História e filosofia (História da química, Alquimia), além da relação direta com a matemática.

Todos nós utilizamos a Química. Os médicos devem conhecer Química para saber a composição das substâncias usadas como medicamentos e avaliar sua ação no organismo humano, os agricultores usam a Química para corrigir a acidez do solo e na escolha do melhor fertilizante a ser adotado e da quantidade necessária a ser empregada, os cozinheiros utilizam a Química (mesmo sem saber) no controle das mudanças que ocorrem na preparação dos alimentos. Observando nosso redor vemos que os mais diferentes materiais, como madeira, água, metais, plásticos, gás oxigênio e tantos outros vem da Química. Os engenheiros também fazem uso da Química quando escolhem materiais para produzir equipamentos ou para fazer uma construção e na fabricação de produtos alimentícios, os perfumistas devem conhecer os fixadores, os solventes e as essências que usam na preparação dos perfumes.

A Química é uma ciência experimental.

A Química é uma ciência central.