Parece magia... mas é química!

Ontem dissemos-lhe que a cor das antocianinas varia com o pH, lembra-se? Como a cor das moléculas de antocianinas varia com a acidez do meio, elas podem ser utilizadas como indicadores de pH.
 

 
Vamos, então, sugerir-lhe uma experiência.
 Leve ao lume umas folhas de couve roxa, em cerca de meio copo de água, durante cerca de cinco minutos, para que o pigmento seja extraído. Filtre depois líquido.

A solução obtida ficará rosa em meio ácido, verde em meio básico e púrpura em meio neutro. Faça a experiência adicionando-lhe sumo de limão, clara de ovo, lixívia, coca-cola, etc, etc. Vai ver que obtém umas cores bem bonitas!

Antocianinas ... parece esquisito mas estas moléculas estão mesmo no seu prato.

Muitas das flores, frutos e vegetais com cores rosa, vermelho, violeta e azul devem a sua cor às antocianinas, um grupo de substâncias com características estruturais comuns que surgem nas suas células. Em particular, todas têm uma sub-estrutura com uma combinação dos três anéis hexagonais, como a representada ao lado, a que estão ligadas em geral uma ou duas moléculas de açúcares.

As antocianinas têm um importante papel nos vegetais: o de absorver a radiação ultravioleta, impedindo que esta, que é muito energética, danifique o material genético e as proteínas.

São substâncias solúveis em água, e isso fica bem evidente na água da cozedura de vegetais que contêm antocianinas, como é o caso da couve roxa. A sua cor varia com o pH (acidez/basicidade) do meio. Reagem também com metais, pelo que é importante a composição do material do recipiente em que são cozinhados. Mas esteja descansado que no material actualmente disponível não se verifica esse problema.

Quando se cozinham vegetais que contêm estes corantes naturais é possível manter a sua cor bem viva se se acidificar um pouco a água de cozedura através da adição, por exemplo, de umas gotas de sumo de limão ou vinagre. Pela mesma razão, se se quiser um sumo de amora ou morango bem vermelho, basta juntar-lhe sumo de limão. 

couve roxa - a metade da direita foi cozida apenas em água, a da esquerda em água a que foi adicionado um pouco de vinagre (um ácido)

A Cor

Isaac Newton descobriu, em 1666, que a luz solar (luz branca) é constituída por uma gama de radiações que vão do vermelho ao violeta, cada uma provocando no cérebro uma sensação de cor diferente. Chama-se luz visível ao conjunto (chamado espectro) de radiações de comprimentos de onda entre os 400 e os 720 nm[1], em relação às quais os olhos da maioria das pessoas são sensíveis. 

A cor de uma substância não é uma característica intrínseca, mas sim o resultado da interacção da luz visível com essa substância. Por isso, num lugar muito escuro, a cor como que se eclipsa. Ou seja, quando a luz (que é energia) incide sobre uma substância, uma parte das radiações é por ela absorvida, pelo que, na luz que é reflectida, essas cores já não estarão presentes. 

A luz que os nossos olhos vêem passa então a ter a predominância das cores que não foram absorvidas. São as complementares que, na roda das cores, aparecem diametralmente opostas. Por exemplo, se vemos a cor laranja, foi a luz azul que foi absorvida. No caso mais vulgar, a luz incidente é a luz solar (luz branca), que é uma mistura de todos os comprimentos de onda da luz na região do visível.

Olhemos para uns espinafres: eles são verdes porque possuem quantidades apreciáveis de um tipo de moléculas que absorvem apenas uma parte da radiação do espectro visível – o vermelho – e, portanto, reflectem o comprimento de onda complementar -  o verde. Do mesmo modo, vemos os morangos vermelhos porque possuem uma quantidade razoável de moléculas que absorvem na região verde/azul do espectro. Daí que a radiação reflectida seja a vermelha. Estamos a falar de morangos maduros, é claro.

Pensemos então na bonita cor amarela alaranjada da gema de um ovo. À luz do que foi dito, ela é amarela (ou é vista por nós como amarela), porque, quando a luz visível incide sobre ela, são absorvidas as radiações da gama do azul e a cor complementar do azul é o amarelo/laranja. E podemos ir ainda um pouco mais longe e adiantar que o que confere a cor amarela à gema de ovo são, essencialmente, umas moléculas que entram na sua constituição (carotenóides) e que têm uma estrutura que as faz absorver essa parte da luz.

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[1]   nm é uma unidade usada para medição de comprimentos de onda de luz visível, radiação ultravioleta e radiação infravermelha, entre outras coisas.   1nm = 0,000000001m.

Adaptado de "A Cozinha é um Laboratório"

A Baquelite

As primeiras tentativas com sucesso para produção de um plástico sintético devem-se a Leo Baekeland, um químico belga, que em 1909 patenteou a preparação do primeiro polímero completamente sintético a que chamou baquelite. 

Este polímero, que é uma resina de fenol-formaldeído, foi desenvolvido para substituir um produto natural, a resina Shellac, em falta. Depois da reacção ter sido descoberta foram necessários cerca de 20 anos de um estudo muito sistemático e cuidado para controlar convenientemente a sua manufactura.

Devido às suas propriedades isolantes, a baquelite foi extensivamente usada na indústria eléctrica, mas também para objectos de uso corrente e para joalharia. Muitos destes objectos são hoje procurados por coleccionadores e estão expostos em museus.

Mais uma curiosidade, Andy Warhol adorava objectos de baquelite, quando morreu em 1987 a sua colecção atingiu preços recorde na Sotherby's.

 Uma pulseira da colecção de Andy Wharol.

O Gosto Umami

O sabor dos dashi japoneses, caldos que fazem parte há muitas centenas de anos das cozinha japonesa, despertou a curiosidade de um químico japonês (Kikunae Ikeda) no início do século passado (1908). Os estudos que fez levaram-no a identificar uma substância presente e determinante para o sabor destes caldos - o glutamato monosódico (MSG). 

Ele descobriu que a alga kombu, usada para fazer dashi, era muito rica em MSG, de tal forma que este chega a cristalizar à superfície da alga seca. Descobriu que o MSG dava uma sensação de sabor diferente dos descritos até aí e a que deu o nome de umami (umai = delicioso e mi = essência) e que se define como saboroso (savory), a caldo (brothy) ou a carne (meaty). 

Mais tarde outros investigadores japoneses descobriram outras substâncias que davam a mesma sensação de umami, em 1913 o monofosfato de inosina (IMP) que foi isolado de atum curado e em 1957 o monofosfato de guanosina (GMP) que foi isolado de cogumelos shiitake. Mais, descobriu-se que estas substâncias tinham um efeito sinergético entre elas, ou seja uma mistura de MSG, IMP e GMP é muito mais “potente” do que estes compostos isoladamente ou mesmo aos pares. Aparentemente também interferem com a percepção que temos de outros sabores, intensificando o doce e o salgado e “arredondando” o amargo e o ácido. De facto isto também acontece com os outros sabores entre si, por exemplo o sal aumenta a percepção do doce e reduz a do amargo.

Em 2001 um biólogo da Califórnia (Charles Zuker) demonstrou que temos receptores de gosto para o MSG.

O umami é um gosto com que todos estamos familiarizados, pois existe numa grande quantidade de alimentos, mas que normalmente não identificamos isoladamente como gosto. No entanto existe naturalmente, por exemplo, em tomates maduros, queijos (particularmente o parmesão), presunto, cogumelos, carne, peixe, caldos de carne, molhos de soja ou peixe fermentados… e diz-se que no leite materno, por isso é um gosto com que contactamos logo que nascemos.

O MSG é um sal de um aminoácido que existe nas proteínas, como componente das proteínas não tem efeito, mas quando estas são decompostas nos seus blocos constituintes (amino-ácidos) surge isoladamente e dá a sensação de gosto umami. Nos processos de preparação de alimentos em que há decomposição de proteínas (cozinhar e fermentar por exemplo) produzem MSG em maior ou menor quantidade. Acontece por exemplo nos caldos de carne ou peixe, guisados, estufados… mas também na generalidade dos alimentos fermentados, incluindo o vinho. Aparentemente surge em maior quantidade em vinhos velhos.   

Logo no ano a seguir a Ikeda ter identificado o MSG e a sua contribuição para o gosto dos alimentos, este começou a ser produzido no Oriente e vendido pela empresa japonesa Ajinomoto como tempero. Foi facilmente adoptado pelos japoneses e chineses e depois pela indústria alimentar. Embora se diga que o sabor umami é bastante mais complexo do que o conferido apenas pelo MSG. 

Nos anos 1960 o MSG começou então a ter uma má fama pois começou a atribuir-se-lhe alguns problemas sentidos por pessoas depois de terem comido em restaurantes chineses – dores de cabeça, dores no peito… mais tarde provou-se que o MSG não causa problemas à maior parte das pessoas e é, tanto quanto se sabe, seguro (já decorreram 100 anos desde que começou a ser usado no Oriente como condimento). . Discute-se também o facto de que enriquecendo o sabor, é usado pela indústria para “esconder” alimentos com menos qualidade. 

Em muito dos nossos supermercados, e em supermercados chineses, vende-se MSG como condimento. Se não sabe e quiser descobrir o que é o gosto umami, compre um frasquinho e ponho 2 ou 3 cristais na ponta do dedo e depois da boca. Vai ver que o identifica de imediato e que lhe é bem familiar...

Também comemos com os olhos...

A percepção global dos alimentos resulta do que nos transmitem os cinco sentidos. Neste processo os olhos têm um papel importante – costuma mesmo dizer-se que “também comemos com os olhos”. Assim, dado que na apreciação de um alimento a cor é fundamental, manter os legumes com uma cor verde agradável é uma preocupação de quem cozinha.

Muitos dos pigmentos que dão cor aos vegetais sofrem alterações durante o processo de cozedura, e a clorofila, o pigmento responsável pela cor verde, é particularmente sensível. Obter vegetais cozinhados que tenham uma cor verde viva e atraente exige alguma técnica e, ao longo do tempo, empiricamente, encontraram-se truques para o conseguir. 

A clorofila é uma molécula complexa que contém um átomo de magnésio (a cor de rosa na figura). Se esse magnésio é substituído por hidrogénio, o que acontece em meio ácido, o verde passa a um acastanhado nada convidativo. Em termos químicos diz-se que a clorofila se transformou numa outra molécula, a feofitina, que tem uma cor castanha esverdeada. 

Quando um vegetal verde entra em contacto com água em ebulição, a sua cor fica inicialmente mais brilhante devido à expulsão do ar contido nos espaços entre as células. Mas, continuando a exposição ao calor, vai ocorrendo uma perda de cor que é resultado de alterações químicas da clorofila. Estas tomam maiores proporções se a água da cozedura estiver ácida e se o tempo de aquecimento se prolongar.

Cozer os legumes em água abundante é fundamental por duas razões: dilui os ácidos provenientes das células das plantas e que passam para a água durante a cozedura, ficando a água menos ácida; e a temperatura não baixa significativamente quando se adicionam os legumes, sendo a cozedura mais rápida. Assim também se evitam alterações da clorofila produzidas por enzimas, cuja actividade é máxima a cerca de 70ºC, baixando significativamente perto do ponto de ebulição da água (100ºC).

Para reduzir a acidez há ainda quem adicione um produto básico, o bicarbonato de sódio, à água em que cozem os legumes. A cor verde resultante é agradável; no entanto, o bicarbonato interfere com os compostos que dão rigidez às células vegetais e eles ficam com uma consistência “espapaçada” e nada agradável.

(Nos brócolos da esquerda foi adicionado um pouco de bicarbonato à água da cozedura, no da direita um pouco de vinagre para tornar o meio mais ácido. Note que apesar de terem sido cozinhados o mesmo tempo, o da esquerda se está a desfazer.)

E já agora sabia que a clorofila é como que uma antena que as plantas verdes usam para absorver a energia da luz do Sol indispensável à fotossíntese? E que é também a degradação da molécula de clorofila que faz com que as folhas percam a cor verde no Outono? E, mais importante ainda, que sem ela até nós não poderíamos existir? Pois acredite, porque tudo isto é mesmo verdade.

A química na resolução de problemas de investigação arqueológica

Há dias uma notícia no Jornal Público dava conta da descoberta da mais antiga adega de vinho, com prensa, cubas de fermentação e vasilhas para armazenamento no local. Está localizada na Arménia, perto da cidade de Areni, junto da fronteira com o Irão. 

Esta descoberta permite uma imagem arqueológica completa do que foi a produção de vinho há 6100 anos.

Como é que se sabia que, muito provavelmente, ali se produzia vinho? Porque em análises laboratoriais feitas aos resíduos retirados da cuba foi identificado o composto malvidina, um pigmento que existe nas uvas e nas romãs. Um outro facto que leva a crer que era de facto vinho que ali se produzia, foi terem sido encontrados vestígios de sementes,peles e engaços de uvas. 

A química desempenhou um papel importante nesta descoberta e o estudo feito foi publicado no Journal of Archaeological Science, sendo o título do artigo:

Chemical evidence for wine production around 4000 BCE in the Late Chalcolithic Near Eastern highlands

Nele é dito:

Like any other scientific technique, biochemical research alone can never create conclusive evidence concerning anthropological issues, much like archaeological research alone cannot irrefutably prove wine production. Instead, both should be part of a larger research program, aimed at addressing a specific anthropological or archaeological research question.