Bromatologia unijui

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BROMATOLOGIA

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Bromatologia unijui

  1. 1. UNIJUI - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RSDCSA – DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDECURSO DE NUTRIÇÃO
  2. 2. ÍNDICE1- CONSIDERAÇÕES INICIAIS EM BROMATOLOGIA ................................................................. 1 IMPORTÂNCIA DA ANÁLISE DE ALIMENTOS .................................................................................................................... 2 CLASSIFICAÇÁO DA ANÁLISE DE ALIMENTOS ................................................................................................................ 2 MÉTODO DE ANÁLISE .................................................................................................................................................................. 2 ESQUEMA GERAL PA RA ANÁLISE QUANTITATIVA ....................................................................................................... 32 - AMOSTRAGENS E PREPARO DA AMOSTRA NA ANÁLISE DEALIMENTOS................................................................................................................................................................................. 5 ASPECTOS FUNDAMENTAIS PARA A AMOSTRAGEM:................................................................................................... 5 COLETA DA AMOSTRA BRUTA: ............................................................................................................................................... 5 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA DO LABORATÓRIO (REDUÇÃO DA AMOSTRA BRUTA) .................................... 6 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA PARA ANÁLISE.................................................................................................................... 6 PRESERVAÇÃO DA AMOSTRA:................................................................................................................................................. 63 - GARANTIA DE QUALIDADE EM LABORATÓRIOS DE ANÁLISE DEALIMENTOS................................................................................................................................................................................. 8 CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS................................................................................................................................... 8 PONTOS CRITICOS DE CONTROLE DE QUALIDADE EM UM LABORATÓRIO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS ....................................................................................................................................................................................... 8 MEDIDAS DA EFICIÊNCIA DE UM MÉTODO ANALÍTICO ............................................................................................ 10 RESUMO DOS TERMOS MAIS UTILIZADOS ....................................................................................................................... 104 – A ÁGUA NOS ALIMENTOS .............................................................................................................................. 11 METODOLOGIA PARA DETERMINAÇÃO DE UMIDADE EM ALIMENTOS ............................................................ 12 METODOS POR SECAGEM .................................................................................................................................................... 12 MÉTODOS POR DESTILAÇÃO.............................................................................................................................................. 15 MÉTODOS QUIMICOS ............................................................................................................................................................. 15 MÉTODOS FÍSICOS ................................................................................................................................................................... 175 - CINZAS E CONTEÚDO MINERAL EM ALIMENTOS............................................................. 18 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................................................. 18 FUNÇÕES DOS SAIS MINERAIS NO ORGANISMO: .......................................................................................................... 19 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE MINERAIS................................................................................................................ 19 RESÍDUO MINERAL TOTAL...................................................................................................................................................... 19 ANÁLISE DOS ELEMENTOS INDIVIDUAIS ......................................................................................................................... 226 - CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS.......................................................................................................... 23 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................................................. 23 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS .............................................................. 277 - LIPÍDIOS EM ALIMENTOS ................................................................................................................................ 28 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................................................. 28 FUNCÕES .......................................................................................................................................................................................... 28 CLASSIFICAÇÃO............................................................................................................................................................................ 29 METODOLOGIA DE ANÁLI SE................................................................................................................................................... 318 – PROTEÍNAS EM ALIMENTOS....................................................................................................................... 37 INTRODUÇÃO................................................................................................................................................................................. 37 CONCEITO, COMPOSIÇÃO E NATUREZA DAS PROTEÍNAS. ....................................................................................... 37 METODOLOGIA PARA DETERMINAÇÃO............................................................................................................................ 409 - FIBRAS EM ALIMENTOS .................................................................................................................................... 45 CONCEITO, IMPORTÂNCIA, TIPOS DE FIBRAS................................................................................................................. 45 PROPRIEDADES DAS FIBRAS ALIMENTARES .................................................................................................................. 45 CLASSIFICAÇÃO............................................................................................................................................................................ 46 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO ............................................................................................................................................. 4710. ACIDEZ E pH EM ALIMENTOS.................................................................................................................... 50 MEDIDA DE PH EM ALIM ENTOS ............................................................................................................................................ 50 MEDIDA DA ACIDEZ EM ALIMENTOS ................................................................................................................................. 5211 - VITAMINAS EM ALIMENTOS .................................................................................................................... 55 VITAMINA C.................................................................................................................................................................................... 55 METODOLOGIA DE ANÁLI SE.............................................................................................................................................. 56ANEXO – ATIVIDADES EXPERIMENTAIS .............................................................................................. 58
  3. 3. Capítulo 1. Introdução a Bromatologia.1- CONSIDERAÇÕES INICIAIS EM BROMATOLOGIA1 - Definição: A palavra Bromatologia deriva do grego: Broma, Bromatos significa “alimentos,dos alimentos” e Logos significa Ciência. Portanto, por extensão dos termos BROMATOS eLOGOS, pode-se definir Bromatologia como a ciência que estuda os alimentos. A bromatologia estuda os alimentos, sua composição química, sua ação no organismo, seuvalor alimentício e calórico, suas propriedades físicas, químicas, toxicológicas e tambémadulterantes, cantaminantes, fraudes, etc. A bromatologia relaciona-se com tudo aquilo que, dealguma forma, é alimento para os seres humanos, tem a ver com o alimento desde a produção,coleta, transporte da matéria-prima, até a venda como alimento natural ou industrializado, verificase o alimento se enquadra nas especificações legais, detecta a presença de adulterantes, aditivosque são prejudiciais à saúde, se a esterilização é adequada, se existiu contaminação com tipo etamanho de embalagens, rótulos, desenhos e tipos de letras e tintas utilizadas. Enfim, tem a vercom todos os diferentes aspectos que envolvem um alimento, com isso permitindo o juízo sobre aqualidade do mesmo. Química bromatológica estuda a composição química dos alimentos, bem como suascaracterísticas de aptidão para o seu consumo. Importante conhecer técnicas e métodos adequadosque permitam conhecer a composição centesimal dos alimentos, ou seja, determinar o percentualde umidade, minerais, proteínas, lipídeos, fibras e carboidratos, que permitam o cálculo dovolume calórico do alimento.2- GENERALIZADES SOBRE ALIMENTOS Definiremos, a seguir, alguns termos que julgamos pertinentes:ALIMENTOS: “toda a substância ou mistura de substância, que ingerida pelo homem fornece aoorganismo os elementos normais à formação, manutenção e desenvolvimento”. Outra definiçãoseria aquela que diz que alimento “é toda a substância ou energia que, introduzida no organismo,o nutre. Devendo ser direta ou indiretamente não tóxica”.ALIMENTOS SIMPLES: São aquelas substâncias que por ação de enzimas dos sucos digestivossão transformadas em metabólitos (açúcares, lipídios, proteínas).METABÓLITOS: são os alimentos diretos, ou seja, são substâncias metabolizadas depois de suaabsorção (água, sais, monossacarídeos, aminoácidos, ácidos graxos).ALIMENTOS COMPOSTOS: São substâncias de composição química variada e complexa, deorigem animal ou vegetal, ou formada por uma mistura de alimentos simples (leite, carne, frutas,etc).ALIMENTOS APTOS PARA O CONSUMO: São aqueles que respondendo às exigências dasleis vigentes, não contém substâncias não autorizadas que constituam adulteração, vendendo-secom a denominação e rótulos legais. Também são chamados de alimentos GENUÍNOS.Alimentos NATURAIS são aqueles alimentos que estão aptos para o consumo, exigindo-seapenas a remoção da parte não comestível ( “in natura”). A diferença entre alimentos genuínos enaturais radica em que sempre os alimentos genuínos devem estar dentro das regulamentações dalei; no entanto, nem sempre o alimento natural pode ser genuíno, como por exemplo uma frutaque está com grau de maturação acima da maturação fisiológica permitida.ALIMENTOS NÃO APTOS PARA O CONSUMO: São aqueles que por diferentes causas nãoestão dentro das especificações da lei. Podem ser:a) ALIMENTOS CONTAMINADOS: são aqueles alimentos que contém agentes vivos (vírus,bactérias, parasitas, etc.) ou substâncias químicas minerais ou orgânicas (defensivos, metaispesados, etc.) estranhas à sua composição normal, que pode ser ou não tóxica, e ainda,componentes naturais tóxicos (sais como nitratos, etc.), sempre que se encontrem em proporçõesmaiores que as permitidas.Prof. Raul Vicenzi 1
  4. 4. Capítulo 1. Introdução a Bromatologia.ALIMENTOS ALTERADOS: são os alimentos que por causas naturais, de natureza física,química ou biológica, derivada do tratamento tecnológico não adequado, sofrem deteriorações emsuas características organolépticas, em sua composição intrínseca ou em seu valor nutritivo. Comoexemplo de alimentos alterados temos o odor característico da carne início do estágio dedecomposição, o borbulhar do mel (fermentação), ou latas de conservas estufadas (enchimentoexcessivo ou desenvolvimento de microorganismos).ALIMENTOS FALSIFICADOS: São aqueles alimentos que tem aparência e as característicasgerais de um produto legítimo e se denominam como este, sem sê-lo ou que não procedem de seusverdadeiros fabricantes, ou seja, são alimentos fabricados clandestinamente e comercializadoscomo genuínos (legítimos). Pode acontecer que o alimento falsificado esteja em melhorescondições de qualidade que o legítimo, mas por ser fabricado em locais não autorizados ou pornão proceder de seus verdadeiros fabricantes, é considerado falsificado e, portanto, não apto aoconsumo.ALIMENTOS ADULTERADOS: São aqueles que tem sido privado, parcial ou totalmente, deseus elementos úteis ou característicos, porque foram ou não substituídos por outros inertes ouestranhos. Também a adição de qualquer natureza, que tenha por objetivo dissimular ou ocultaralterações, deficiências de qualidade da matéria-prima ou defeitos na elaboração, que venham aconstituir adulteração do alimento. A adulteração pode ser por acréscimo de substâncias estranhasao alimento (por exemplo, água no leite ou vísceras em conservas de carnes, amido no doce deleite, melado no mel), por retirada de princípios ativos ou partes do alimento (retirada da nata doleite ou cafeína do café) ou por ambas as simultaneamente.3- IMPORTÂNCIA DA ANÁLISE DE ALIMENTOSIndústrias – controle de qualidade, controle de processos em águas, alimentos, matérias-primas,produto acabado, embalagens, vida-de-prateleira, etc);Universidades e Institutos de pesquisa - desenvolvimento de metodologia, controle de processosem pesquisas, prestação de serviços, etc.Órgãos Governamentais – registro de alimentos, fiscalização na venda e distribuição, etc.4- CLASSIFICAÇÁO DA ANÁLISE DE ALIMENTOS Existem três tipos de aplicações em análise de alimentos:Controle de qualidade de rotina: é utilizado tanto para checar a matéria prima que chega, comoo produto acabado que sai de uma indústria, além de controlar os diversos estágios doprocessamento. Nestes casos, de análises de rotina, costuma-se, sempre que possível, utilizarmétodos instrumentais que são bem mais rápidos que os convencionais.Fiscalização: é utilizado para verificar o cumprimento da legislação, através de métodosanalíticos que sejam precisos e exatos e, de preferência, oficiais.Pesquisa: é utilizada para desenvolver ou adaptar métodos analíticos exatos, precisos, sensíveis,rápidos, eficientes, simples e de baixo custo na determinação de um dado componente do alimento5- Método de Análise Em análise de alimentos, os objetivos se resumem em determinar um componenteespecífico do alimento, ou vários componentes, como no caso da determinação da composiçãocentesimal. A determinação do componente deve ser através da medida de alguma propriedade física,como: medida de massa ou volume, medida de absorção de radiação, medida do potencialelétrico, etc. Existem dois tipos básicos de métodos em análise de alimentos: métodos convencionais emétodos instrumentais. Os primeiros são aqueles que não necessitam de nenhum equipamentosofisticado, isto é, utilizam apenas a vidraria e reagentes, e geralmente são utilizados emProf. Raul Vicenzi 2
  5. 5. Capítulo 1. Introdução a Bromatologia.gravimetria e volumetria. Os métodos instrumentais, como o próprio nome diz, são realizados emequipamentos eletrônicos mais sofisticados. São utilizados, sempre que possível os métodosinstrumentais no lugar dos convencionas.ESCOLHA DO MÉTODO ANALÍTICO Em alimentos, a escolha do melhor método de análise é um passo muito importante, pois oalimento é, geralmente, uma amostra muito complexa, em que os vários componentes da matrizpodem estar interferindo entre si. Por isso, em muitos casos, um determinado método pode serapropriado para um tipo de alimento e não fornecer bons resultados para outro. Portanto a escolhado método vai depender do produto a ser analisado. A escolha do método analítico vai depender de uma série de fatores:Quantidade relativa do componente desejado: Os componentes podem ser classificados emmaiores (mais de 1%), menores (0,01 – 1%), micros (menos de 0,01%) e traços (ppm e ppb) emrelação ao peso total da amostra. No caso dos componentes maiores, são perfeitamenteempregáveis os métodos analíticos convencionais, como os gravimétricos e volumétricos. Para oscomponentes menores e micros, geralmente é necessário o emprego de técnicas mais sofisticadase altamente sensíveis, como os métodos instrumentais.Exatidão requerida: Os métodos clássicos podem alcançar uma exatidão de 99,9%, quando umcomposto analisado se encontra em mais de 10% na amostra. Para componentes presentes emquantidade menores que 10%, a exatidão cai bastante, e então a escolha do método deve recairsobre os instrumentais.Composição química da amostra: A presença de substâncias interferentes é muito constante emalimentos. A escolha do método vai depender da composição química dos alimentos, isto é dospossíveis interferentes em potencial. Em análise de materiais de composição extremamentecomplexa, o processo analítico se complica com a necessidade de efetuar a separação dosinterferentes antes da medida final. Na maioria das determinações em alimentos, as amostras sãocomplexas, necessitando de uma extração ou separação prévia dos componentes a ser analisado.Recursos disponíveis: muitas vezes não é possível utilizar o melhor método de análise em funçãodo seu alto custo, que pode ser limitante em função do tipo de equipamento ou até mesmo ao tipode reagente ou pessoal especializado.6 - Esquema geral para análise quantitativa Qualquer análise quantitativa depende sempre da medida de uma certa quantidade física,cuja magnitude deve estar relacionada à massa do componente de interesse presente na amostratomada para análise. Porém esta medida vai ser, geralmente, apenas a última de uma série deetapas operacionais que compreende toda a análise. As etapas descritas abaixo dão um exemplode um processo funcional de uma análise quantitativaa) Amostragem A amostragem é o conjunto de operações com os quais se obtém, do material em estudo,uma porção relativamente pequena, de tamanho apropriado para o trabalho no laboratório, masque ao mesmo tempo represente corretamente todo o conjunto da amostra. A maior ou menordificuldade da amostragem vai depender da homogeneidade da amostra. É necessário que aquantidade de amostra seja conhecida (peso ou volume) nas operações subseqüentes.Prof. Raul Vicenzi 3
  6. 6. Capítulo 1. Introdução a Bromatologia.b) Sistema de processamento da amostra A preparação da amostra está relacionada com o tratamento que ela necessita antes de seranalisada, como: a moagem de sólidos, a filtração de partículas sólidas em líquidos, a eliminaçãode gases etc.c) Reações químicas ou mudanças físicas Fazem parte da preparação do extrato para análise. Os processos analíticos compreendemo manuseio da amostra para obtenção de uma solução apropriada para a realização da análise. Otipo de tratamento a usar depende da natureza do material e do método analítico escolhido.Geralmente, o componente de interesse é extraído com água ou com solvente orgânico, e às vezesé necessário um ataque com ácido. Os reagentes químicos introduzidos na preparação do extratonão poderão interferir nos passos seguintes da análise ou, se o fizerem, deverão ser de fácilremoção.d) Separações Consiste na eliminação de substâncias interferentes. Raramente as propriedades físicasutilizadas na medida quantitativa de um componente são especificas para urna única espécie, poiselas podem ser compartilhadas por várias outras espécies. Quando isso acontece, é necessárioeliminar estes interferentes antes da medida final. Há duas maneiras para eliminar uma substânciainterferente: a sua transformação em uma espécie inócua (por oxidação, redução oucomplexação); ou o seu isolamento físico corno uma fase separada (extração com solventes ecromatografia).e) Medidas Todo processo analítico é delineado e desenvolvido de modo a resultar na medida de umacerta quantidade, a partir da qual é avaliada a quantidade relativa do componente na amostra.f) Processamento de dados e avaliação estatística O resultado da análise é expresso em forma apropriada e, na medida do possível, comalguma indicação referente ao seu grau de incerteza (médias e desvios, coeficientes de variação).Prof. Raul Vicenzi 4
  7. 7. Capítulo 2. Amostragens para Análise de Alimentos2 - AMOSTRAGENS E PREPARO DA AMOSTRA NA ANÁLISE DEALIMENTOS Os resultados de uma análise quantitativa somente poderão ter o valor que dela se esperana medida em que a porção do material submetida ao processo analítico representar, comsuficiente exatidão, a composição média do material em estudo. A quantidade de materialtornada para a execução da análise é relativamente pequena em comparação com a totalidade domaterial em estudo, Portanto é importante considerar os seguintes fatores para tirar umaamostragem:• Finalidade da inspeção: aceitação ou rejeição. avaliação da qualidade média e determinação dauniformidade;• Natureza do lote: tamanho, divisão em sub-lotes e se está a granel ou embalado;• Natureza do material em teste: sua homogeneidade, tamanho unitário, história prévia e custo;• Natureza dos procedimentos de teste: significância, procedimentos destrutivos ou nãodestrutivos e tempo e custo das análises. “Amostra” é definida como “uma porção limitada do material tomada do conjunto - ouniverso, na terminologia estatística - selecionada de maneira a possuir as característicasessenciais do conjunto”. Amostragem é a série sucessiva de etapas operacionais especificadas para assegurar que aamostra seja obtida com a necessária condição de representatividade. A amostra é obtida atravésde incrementos recolhidos segundo critérios adequados. A reunião dos incrementos forma aamostra bruta. A amostra de laboratório é o resultado da redução da amostra bruta medianteoperações conduzidas de maneira a garantir a continuidade da condição d representatividade da eamostra. A amostra para a análise é uma porção menor da amostra de laboratório,suficientemente homogeneizada para poder ser pesada e submetida à análise. Em resumo, o processo da amostragem compreende três etapas principais:- coleta da amostra bruta:- preparação da amostra de laboratório;- preparação da amostra para análise.A) Aspectos fundamentais para a amostragem:- a amostra deve ser representativa da totalidade do alimento;- a amostra não deve causar prejuízo econômico significativo;- a parte da amostra a ser analisada numa análise de contraprova deve ser representativa datotalidade da amostra.B) Coleta da Amostra Bruta: Idealmente, a amostra bruta deve ser uma réplica em ponto reduzida, do universoconsiderado, tanto no que diz respeito à composição como à distribuição do tamanho dapartícula.• Amostras fluidas (liquidas ou pastosas) homogêneas; podem ser coletadas em frascos com omesmo volume, do alto, do meio e do fundo do recipiente, após agitação e homogeneização.• Amostras sólidas, cujos constituintes diferem em textura, densidade e tamanho de partículas,devem ser moídas e misturadas.Quantidades: o material a ser analisado poderá estar a granel ou embalado (caixas, latas, etc.); No caso de embalagens únicas ou pequenas lotes, todo o material pode ser tomado comoamostra bruta; Para lotes maiores, a amostragem deve compreender de 10 a 20 % do nº de embalagenscontidas no lote, ou 5 a 10% do peso total do alimento a ser analisado; Lotes muito grandes: toma-se a raiz quadrada do nº de unidades do loteProf. Raul Vicenzi 5
  8. 8. Capítulo 2. Amostragens para Análise de AlimentosC) PREPARAÇÃO DA AMOSTRA DO LABORATÓRIO (Redução da amostra bruta)a) Alimentos Secos (em pó ou granulares): A redução poderá ser manual ou através deequipamentos. - Manual: Quarteamento; - Equipamentos: Amostrador tipo Riffle; Amostrador tipo Boernerb) Alimentos líquidos: misturar bem o líquido no recipiente por agitação, por inversão e porrepetida troca de recipientes. Retirar porções de líquido de diferentes partes do recipiente, dofundo, do meio e de cima, misturando as porções no final.c) Alimentos Semi-sólidos (úmidos) (queijos duros e chocolates): As amostras devem serraladas e depois pode ser utilizado o quarteamento, como no caso de amostras em pó ougranulares.d) Alimentos Úmidos (carnes, peixes e vegetais): A amostra deve ser picada ou moída emisturada; e depois, se necessário, passar pelo quarteamento, para somente depois ser tomada aalíquota suficiente para a análise. A estocagem deve ser sob refrigeração.e) Alimentos Semiviscosos ou Pastosos (pudins, molhos, etc.) e Alimentos líquidos contendosólidos (compotas de frutas, vegetais em salmoura e produtos enlatados em geral): As amostrasdevem ser picadas em liquidificador ou bag mixer, misturadas e as alíquotas retiradas paraanálise. Deve-se tomar cuidado com molhos de saladas (emulsões), que podem separar em duasfases no liquidificador.f) Alimentos com emulsão (manteiga e margarina): As amostras devem ser cuidadosamenteaquecidas a 35 ºC em frasco com tampa e depois agitado para homogeneização. A partir daí sãoretiradas alíquotas necessárias para análise.g) Frutas: As frutas grandes devem ser cortadas ao meio, no sentido longitudinal e transversal,de modo a repartir em quatro partes. Duas partes opostas devem ser descartadas e as outras duasdevem ser juntadas e homogeneizadas em liquidificador. As frutas pequenas podem sersimplesmente homogeneizadas inteiras no liquidificador.D) PREPARAÇÃO DA AMOSTRA PARA ANÁLISE O tipo de preparo da amostra vai depender da natureza da mesma e do método analíticoenvolvido. Para extração de um componente da amostra, muitas vezes é necessária umapreparação prévia da mesma, a fim de se conseguir uma extração eficiente do componente emestudo. Por exemplo: para determinação de proteína bruta e metais, é necessário umadesintegração prévia da amostra com ácidos. Para determinação de umidade, proteína bruta ematéria mineral, alimentos secos devem ser moídos até passar numa peneira de 20 mesh. Paraensaios que envolvem extração de amostras úmidas, elas devem ser moídas até passar numapeneira de 40 mesh.O preparo da amostra por desintegração pode ser feito de três maneiras:a) Desintegração mecânica: para amostras secas, utiliza- se moagem em moinho tipo Wiley(martelo) ou similar. Para amostras úmidas, usa-se moedores do tipo para carnes ouliquidificadores.b) Desintegração enzimática: E útil em amostras vegetais, com o uso de celulases. Protease ecarboidratases são úteis para solubilizar componentes de alto peso molecular (proteínas epolissacarídeos) em vários alimentos.c) Desintegração química: Vários agentes químicos (uréia, piridina, detergentes sintéticos, etc.)também podem ser usados na dispersão ou solubilização dos componentes dos alimentos.E) PRESERVAÇÃO DA AMOSTRA: O ideal seria analisar as amostras frescas o mais rápido possível. Mas nem sempre isto épossível e, portanto, devem existir maneiras de preservá-las.Prof. Raul Vicenzi 6
  9. 9. Capítulo 2. Amostragens para Análise de Alimentosa) Inativação Enzimática: Serve para preservar o estado original dos componentes de ummaterial vivo. Esse tipo de tratamento depende do tamanho, consistência e composição dosalimentos, enzimas presentes e as determinações analíticas que se pretende.b) Diminuição das Mudanças Lipídicas: Os métodos tradicionais de preparo de amostras podemafetar a composição dos extratos lipídicos. Portanto, deve-se resfriar a amostra rapidamente antesda extração ou congelar, se for estocar.c) Controle de Ataque Oxidativo: A fim de reduzir as alterações oxidativas, recomenda-se apreservação a baixa temperatura (N líquido), para a maioria dos alimentos.d) Controle do ataque microbiológico: Para reduzir ou eliminar o ataque microbiano, pode-seutilizar vários métodos: congelamento, secagem, uso de conservadores, ou a combinação dequalquer um dos três. A escolha da melhor maneira de preservação vai depender de: natureza doalimento, tipo de contaminação possível, período e condições de estocagem e tipo de análiseOBSERVAÇÕES: Uma característica marcante nos alimentos é que eles têm uma variação muito grande nacomposição. Por exemplo:a) Alimentos frescos de origem vegetal, tem composição mais variada que os alimentos frescosde origem animal;b) Frutas e vegetais da mesma variedade podem ter composições diferentes ou a composiçãopode variar mesmo após a colheita. As modificações pós-colheita são maiores nas frutas e vegetais que possuem maior teorde umidade do que em cereais, por ex.:Os fatores que influenciam na composição de alimentos de: ORIGEM VEGETAL ORIGEM ANIMAL - Constituição genética: variedade - Conteúdo de gordura - Estado de maturação - Idade do animal - Condição de crescimento: solo, clima, irrigação, - Parte do animal fertilização, temperatura e insolação; - Raça - Estocagem: tempo e condições - Alimentação do animal - Parte do alimento: casca ou polpaOs fatores que influenciam na pós-colheita:* perda ou absorção de umidade;* perda dos constituintes voláteis;* decomposição química e enzimática (vitaminas, clorofila);* oxidação causada pela aeração durante a homogeneização;* remoção de materiais estranhos;* ataque por microorganismos, com deterioração das amostras;* contaminação com traços de metais por erosão mecânica nos moedores.Prof. Raul Vicenzi 7
  10. 10. Capítulo 2. Sistema de Qualidade.3 - GARANTIA DE QUALIDADE EM LABORATÓRIOS DE ANÁLISE DEALIMENTOS1) CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS A confiabilidade dos resultados em um método analítico vai depender de vários fatorescomo:Especificidade; exatidão; precisão; sensibilidade.Especificidade está relacionada com a propriedade do método analítico em medir o composto deinteresse independente da presença de substâncias interferentes. Quando o método é específico. ointerferente não sela computado com o composto de interesse ou ele poderá ser descontado.Neste último caso, é importante saber como o efeito da substância interferente está sendoadicionado à medida de interesse.Exatidão mede quanto próximo o resultado de um dado método analítico se encontra doresultado real previamente definido. A exatidão de um método pode ser medida de duasmaneiras. No primeiro caso, determina-se a porcentagem de recuperação do composto deinteresse que foi adicionado na amostra numa quantidade previamente conhecida. Outra maneirade verificar a exatidão de um método é comparar com os resultados obtidos por outros métodosanalíticos já definidos como exatos.Precisão de um método é determinada pela variação entre vários resultados obtidos na medidade um determinado componente de uma mesma amostra, isto é, é o desvio padrão entre as váriasmedidas e a média.Sensibilidade é a menor quantidade do componente que se consegue medir sem erro. Asensibilidade pode ser aumentada de duas maneiras:→ Aumentando a resposta da medida - por exemplo, numa medida calorimétrica, podemos usarreagentes calorimétricos que forneçam maior absorção da radiação;→ Aumentando o poder de leitura do equipamento, em análise instrumental.2) PONTOS CRITICOS DE CONTROLE DE QUALIDADE EM UM LABORATÓRIODE ANÁLISE DE ALIMENTOSOs pontos críticos em um laboratório de análise estão resumidos nas seguintes áreas:→ Coleção e preparação da amostra;→ Método de análise da amostra;→ Erros;→ Instrumentação;→ Analista.A) Coleção e preparação da amostra: esta área determina o tamanho e o método de coleta daamostra para que ela seja representativa, isto é, o cuidado na amostragem. Trabalhando-se comalimentos, devemos lembrar também que se trata de uma amostra perecível que pode sofrermudanças rápidas durante a análise. Estas mudanças incluem perda de umidade, decomposição,separação de fases, infestação por insetos, aumento da contaminação microbiológica, etc. Paragarantir um eficiente programa para coleção de amostra. Devemos considerar os seguintes itensde qualidade:→ Amostragem; documentação; controle de contaminação; preservação e transporte para olaboratório.B) Métodos de análise: o método ideal deve possuir aqueles atributos essenciais como exatidão,precisão, especificidade e sensibilidade, além de ser prático, rápido e econômico. Porém não épossível otimizar todas estas condições ao mesmo tempo e o analista deve decidir em função doobjetivo da análise, quais atributos devem ser priorizados. Por exemplo, em muitos casos,queremos ter apenas uma idéia da quantidade de um composto na amostra. Neste caso, podemosProf. Raul Vicenzi 8
  11. 11. Capítulo 2. Sistema de Qualidade.escolher um método menos exato e preciso e, conseqüentemente, mais prático, rápido eeconômico. Os métodos de análise podem ser classificados em vários tipos:Ø Métodos oficiais: são os que devem ser seguidos por uma legislação ou agência de fiscalização métodos padrões ou de referência: são métodos desenvolvidos por grupos que utilizaram estudos colaborativos;Ø Métodos rápidos: são utilizados quando se deseja determinar se será necessário um teste adicional através de um método mais exato;Ø Métodos de rotina: são os métodos oficiais ou padrões que podem ser modificados conforme a necessidade e conveniência;Ø Métodos automatizados: é qualquer um dos métodos citados acima, porém que utilizam equipamentos automatizados;Ø Métodos modificados: são geralmente métodos oficiais ou padrões, que sofreram alguma modificação, para criar alguma simplificação, ou adaptação a diferentes matrizes, ou, ainda, remover substâncias interferentes. Existem procedimentos para verificação da correta aplicabilidade de um método parauma determinada amostra:Ø Formulação sintética: é o melhor procedimento, mas é muito difícil duplicar a matriz das amostras, principalmente as sólidas;Ø Porcentagem de recuperação: não e um método muito exato, porém é simples e por isso bastante usado; o composto em análise é adicionado à matriz da amostra e cuidadosamente misturada antes ou depois da etapa de extração.Ø Comparação com um método oficial ou padrão: é feita em relação à exatidão e precisão.A comparação entre métodos é sempre feita em relação à exatidão e precisão. A precisão podeser definida de três maneiras dependendo das fontes de variabilidade:Ø Replicabilidade: é expressa como desvio padrão e mede a variabilidade entre replicatas;Ø Repetibilidade: é expressa como desvio padrão e mede a variabilidade entre resultados de medidas da mesma amostra em épocas diferentes e no mesmo laboratório (estudo intralaboratorial);Ø Reprodutibilidade: é expressa como desvio padrão e mede a variabilidade entre resultados de medidas da mesma amostra em diferentes laboratórios (estudo interlaboratorial).C) Tipos de erros em análise de alimentos: existem duas categorias de erros: determinados ousistemáticos e indeterminados.Erros determinados: possuem um valor definido, podendo ser medidos e computados noresultado final.a) Erros de método;b) Erros operacionais: erros de leitura de medidas instrumentais ou medidas volumétricas; erros de preparação de padrões; erro de amostragem; erro de diluições; erro devido à limpeza deficiente da vidraria utilizada.c) Erros pessoais: identificação imprópria da amostra; falha em descrever observações e informações importantes; falhas em seguir as direções do método; erros no registro destes dados tais como transposição dos dígitos, localização incorreta do ponto decimal, inversão do numerador e denominador etc.; erros de cálculos dos resultados; erro na interpretação dos resultados;d) Erros devido a instrumentos e reagentes: erro devido ao uso de reagentes impuros e de má qualidade.Erros indeterminados: não possuem valor definido e, portanto, não podem ser medidos. Nãopodem ser localizados e corrigidos, entretanto podem ser submetidos a um tratamento estatísticoque permite saber qual o valor mais provável e também a precisão de uma série de medidas, poiseles devem seguir uma distribuição normal (distribuição de Gauss).Prof. Raul Vicenzi 9
  12. 12. Capítulo 2. Sistema de Qualidade.D) Instrumentação: os instrumentos consistem de componentes óticos e eletrônicos e, portanto,seu funcionamento tende a se deteriorar com o tempo. Devemos, então, fazer freqüentespadronizações e calibrações de modo a monitorar este desgaste. Mesmo controlando osdesgastes, pode ocorrer falhas de uso dos equipamentos como:Ø Verificação do nível na balança analítica;Ø Tempo de espera de aquecimento em alguns equipamentos etc.E) Analistas: o analista de laboratório deve conseguir determinar com exatidão e precisãocomponentes presentes em concentrações muito baixas e em matrizes muito complexas. Averificação das habilidades do analista pode ser feita pelo exame intralaboratorial einterlaboratorial de uma mesma amostra.3) MEDIDAS DA EFICIÊNCIA DE UM MÉTODO ANALÍTICO O estudo de eficiência de métodos de análise e controle de qualidade pode ser feito emtrês etapas distintas: Utilizando material de referência: o resultado do método novo, em análise, é comparadocom o resultado obtido através de uma amostra referência de concentração e pureza conhecidas -este teste é problemático, pois em alimentos, na maioria dos casos, o material de referência não édisponível. Relações interlaboratoriais: a mesma amostra é analisada por vários laboratóriosutilizando o método em teste - é denominado estudo colaborativo. Iniciação ao controle de qualidade: aplicar cálculos estatísticos como média, desviopadrão e coeficiente de variação sobre os resultados obtidos, de maneira a obter a exatidão eprecisão do método em estudo.4) RESUMO DOS TERMOS MAIS UTILIZADOS Resumo de alguns termos importantes no estudo de métodos analíticos:Precisão: concordância entre os resultados de várias medidas efetuadas sobre uma mesmaamostra e nas mesmas condições de análise.Exatidão: concordância entre o valor medido e o valor real.Sensibilidade: pode ser medida em um método ou em um equipamento e é definido como ocociente diferencial do sinal medido sobre o valor da propriedade a ser medida.Limite de detecção: é o menor sinal, expresso em quantidades ou concentração, que pode serdistinguido, com uma probabilidade conhecida. em relação a um branco medido nas mesmascondições.Repetibilidade: é a expressão da precisão, quando o mesmo operador aplica o mesmo métodosobre a mesma amostra, no mesmo laboratório, com os mesmos aparelhos e os mesmosreagentes.Reprodutibilidade: e a expressão da precisão, quando o método é realizado nas mesmascondições, mas em vários laboratórios diferentes.Robustez: qualidade de um método de conduzir a resultados que são pouco afetados pelavariação de fatores secundários (por exemplo, volume e marca de um reagente, tempo deagitação etc.) não fixados dentro do protocolo do método.Especificidade: qualidade de um método que possui uma função de medida de um únicocomponente da amostra sem medir outros componentes interferentes também presentes naamostra.Prof. Raul Vicenzi 10
  13. 13. Capítulo 3. Umidade em Alimentos.4 – A ÁGUA NOS ALIMENTOS A água é um nutriente absolutamente essencial, participando com 60 a 65 % do corpohumano e da maioria dos animais. Dentre as várias funções da água no organismo, cita-se: a - é o solvente universal, indispensável aos processos metabólicos; b - manutenção da temperatura corporal; c - manutenção da pressão osmótica dos fluídos e do volume das células; d - participação como reagente de um grande número de reações metabólicas. A água é considerada o adulterante universal dos alimentos, por isso sua determinação éde grande importância. Usualmente a quantidade de água nos alimentos é expressa pelo valor da determinação daágua total contida no alimento. Este valor não fornece informações de como está distribuída aágua neste alimento nem permite saber se toda a água está ligada do mesmo modo ao alimento.Muitas vezes o teor de água determinado permite que ocorra o desenvolvimento de algummicroorganismo, porém isso não ocorre, porque muita desta água não está disponível aomicroorganismo. Há também o fato de uma parte da água não ser congelável. Isso nos leva a crerque existem moléculas de água com propriedades e distribuição diferentes no mesmo alimento. Pode-se concluir que há dois tipos de água nos alimentos: ÁGUA LIVRE, que é aquelafracamente ligada ao substrato, funcionando como solvente, permitindo o crescimento dosmicroorganismos e reações químicas e que é eliminada com facilidade e a ÁGUACOMBINADA, fortemente ligada ao substrato, mais difícil de ser eliminada e que não éutilizada como solvente e não permite o desenvolvimento de microorganismos e retarda asreações químicas.ATIVIDADE DE ÁGUA (aa) - é possível estabelecer uma relação entre o teor de água livre nosalimentos e sua conservação. O teor de água livre é expresso como atividade de água que é dadapela relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio no alimento e a pressão de vapor daágua pura na mesma temperatura . A medida desse valor baseia-se no fato de que a pressão P dovapor de água sobre um alimento, após atingir o equilíbrio a uma temperatura T, corresponde aUmidade Relativa de Equilíbrio (URE) do alimento. A atividade da água será então igual a UREe é expressa por URE/100.ATIVIDADE DE ÁGUA E CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS - O valor máximo da aa é 1na água pura. Nos alimentos ricos em água, com a > 0,90, podem formar soluções diluídas que aservirão de substrato para os microorganismos poderem se desenvolver. Nesta situação asreações químicas podem ter sua velocidade diminuída em função da baixa concentração dosreagentes. Quando a aa baixar para o,40 - 0,80, haverá possibilidade de reações químicas eenzimáticas a velocidades rápidas, pelo aumento da concentração dos reagentes. Com aa inferior a 0,30 estará atingindo a zona de adsorção primária, onde a água estáfortemente ligada ao alimento. De acordo com a atividade de água no alimento, ocorre o desenvolvimento de certos tiposde microorganismos, como: Microorganismo aa Bactérias 0,90 Leveduras 0,88 Fungos (mofos) 0,80 Microrganismos osmofílicos 0,62ISOTERMAS DE SORÇÃO DE ÁGUA - É uma curva representativa do teor de água emfunção da atividade de água no alimento, durante a secagem (desorção) e hidratação (absorção). Como é uma curva sigmóide, temos três fases distintas:Fase 1 - água que constitui a camada primária, unida a grupos ionizantes ou fortemente polares;Prof. Raul Vicenzi 11
  14. 14. Capítulo 3. Umidade em Alimentos.Fase 2 - a água atua como solvente;Fase 3 - Água contida em capilares onde pode formar soluções, água livre, retidamecanicamente. A umidade de um alimento está relacionada com sua estabilidade e qualidade ecomposição, e pode afetar os seguintes itens:estocagem: Alimentos estocados com alta umidade irão se deteriorar mais rapidamente que osque possuem baixa umidade. Por exemplo, grãos com umidade excessiva estão sujeitos a rápidadeterioração devido ao crescimento de fungos que desenvolvem toxinas como a aflatoxina. Embalagem: Alguns tipos de deterioração podem ocorre am determinadas embalagens seo alimento apresenta uma umidade excessiva. Por exemplo, a velocidade do escurecimento(browning) em vegetais e frutas desidratadas, ou a absorção de oxigênio (oxidação) em ovo empó, podem aumentar com o aumento da umidade, em embalagens permeáveis à luz e aooxigênio. Processamento: a quantidade de água é importante no processamento de vários produtos,como, por exemplo, a umidade do trigo para fabricação de pão e produtos de padarias O conteúdo de umidade varia muito nos alimentos: ALIMENTOS % UMIDADE produtos lácteos fluidos 87 – 91 leite em pó 4 queijos 40 – 75 manteiga 15 creme de leite 60 – 70 sorvetes 65 margarina e maionese 15 frutas 65 – 95 hortaliças 85 carnes e peixes 50 – 70 cereais <10 macarrão 9 pães e outros produtos de padaria 35 – 452 - METODOLOGIA PARA DETERMINAÇÃO DE UMIDADE EM ALIMENTOSA - METODOS POR SECAGEMa.1- Secagem em estufas É o método mais utilizado em alimentos e está baseado na remoção da água poraquecimento, onde o ar quente é absorvido por uma camada muito fina do alimento e é entãoconduzido para o interior por condução. Como a condutividade térmica dos alimentos égeralmente baixa, costuma levar muito tempo para o calor atingir as porções mais internas doalimento. Por isso, este método costuma levar muitas horas, 6 a 18 horas a 100 a 102 ºC, ou atépeso constante. A evaporação por um tempo determinado pode resultar numa remoção incompleta daágua, se ela estiver fortemente presa por forças de hidratação, ou se o seu movimento forimpedido por baixa difusividade ou formação de crosta na superfície. Por outro lado, naevaporação até peso constante, pode ocorrer uma superestimação da umidade por perda desubstâncias voláteis ou por reações de decomposição. Além disso, o método de secagem emestufa possui uma série de limitações de uso. E simples porque necessita apenas de uma estufa ecadinhos para colocar as amostras. Porém, a exatidão do método é influenciada por váriosfatores:- temperatura de secagemProf. Raul Vicenzi 12
  15. 15. Capítulo 3. Umidade em Alimentos.- umidade relativa e movimentação do ar dentro de estufa- vácuo na estufa;- tamanho das partículas e espessura da amostra;- construção da estufa;- número e posição das amostras na estufa;- formação de crosta seca na superfície da amostra- material e tipo de cadinhos;- pesagem da amostra quente. A temperatura de secagem deve ser um pouco acima de 100 ºC, para evaporar a água àpressão atmosférica na estufa simples. Porém, na estufa a vácuo, esta temperatura pode serbastante reduzida (~70 ºC), preservando a amostra e evitando a formação de crostas nasuperfície, que dificultaria a evaporação da água. As partículas dos alimentos devem ser moídas com espessuras menores possíveis parafacilitar a evaporação da água. Estudos demonstraram que a velocidade de evaporação foi maior em cadinhos dealumínio do que de vidro e porcelana, maior em cadinhos rasos do que fundo e maior em estufascom ventilação forçada do que em estufas simples. A pesagem da amostra deve ser feita somente após esfriá-la completamente nodessecador, pois a pesagem a quente levaria a um resultado falso.Estufas - simples; simples com ventilador (mais eficiente); a vácuo (para amostras quedecompõem na temperatura da estufa simples).Cápsulas ou cadinhos - porcelana; alumínio; vidro.PROCEDIMENTO Pesar uma quantidade definida de amostra em um cadinho previamente seco e tarado. Otransporte do cadinho deve ser sempre com pinça ou um papel para não passar a umidade da mãopara o cadinho. Colocar o cadinho na estufa na temperatura conveniente e deixar até que todaágua seja evaporada, isto é, até peso constante. Retirar o cadinho da estufa Com uma pinça ecolocar num dessecador para esfriar. Pesar depois de frio, o conjunto cadinho mais amostra seca.Descontar o peso do cadinho vazio para obter o peso da amostra seca. O peso da água evaporadavai ser igual à diferença entre o peso da amostra úmida co peso da amostra seca. Os sólidos totaisserão a diferença entre o peso total da amostra e o peso de água. Na determinação de umidade por secagem em estufa, o resíduo seco pode ser utilizadopara determinação de gordura e fibra bruta.PREPARO DA AMOSTRA• Amostras líquidas: devem ser evaporadas em banho-maria até a consistência pastosa para entãoserem colocadas na estufa.• Amostras açucaradas: formam uma crosta dura na superfície, que impede a saída da água dointerior. Neste caso, costuma-se adicionar areia, asbesto, ou pedra pome em pó misturada naamostra, para aumentar a superfície de evaporação.Peso da amostra: varia entre 2 a 5 g dependendo da quantidade de água do produto, e ela deveser bem espalhada no cadinho formando uma camada fina.Condições de secagem• Temperatura: varia entre 70 a 155 ºC, dependendo se for utilizado vácuo ou pressãoatmosférica,• Tempo: depende da quantidade de água do produto. mas leva em média de 6 a 7horas.Costuma-se deixar até peso constante.Prof. Raul Vicenzi 13
  16. 16. Capítulo 3. Umidade em Alimentos.LIMITAÇÕES DO MÉTODO1. Produtos com alto conteúdo de açúcar e carnes com alto teor de gordura devem ser secos emestufa a vácuo numa temperatura não excedendo a 70 ºC. Alguns açúcares, como a levulose,decompõem ao redor de 70ºC. liberando água.2. Não serve para amostras com alto teor de substâncias voláteis, como condimentos.Vai ocorrervolatilização destas substâncias, com perda de peso na amostra, que será computada como perdade água.3. Pode haver variação de até 3ºC nas diferentes partes da estufa.4.Alguns produtos são muito higroscópicos e devem ser tampados no dessecador ao saírem daestufa e pesados rapidamente após chegarem à temperatura ambiente.5. A reação de caramelização em açúcares liberando água, durante a secagem, é acelerada a altastemperaturas. Portanto produtos nestas condições devem ser secados cm estufa a vácuo a 60 ºC.6. Alimentos contendo açúcares redutores e proteínas podem sofrer escurecimento por reação deMaillard, com formação de compostos voláteis como CO2 e compostos carbonílicos, e produtosintermediários coma furaldeído e hidroximetilfurfural. Estes compostos voláteis serão medidoserradamente como água evaporada na estufa;7. Estufas com exaustão forçada são utilizadas pala acelerar a secagem a peso constante e sãorecomendadas para queijos, produtos marinhos e carnes.a.2 - Secagem por radiação infravermelha Este outro tipo de secagem é mais efetivo e envolve penetração do calor dentro daamostra, o que encurta o tempo de secagem cm até 1/3 do total. O método consiste cio urnaLâmpada de radiação infravermelha com 250 a 500 watts, cujo filamento desenvolve umatemperatura entre 2.000 a 2.500 ºK (700 ºC). A distância entre a lâmpada e a amostra é crítica edeve ser cerca de 10 cm para não haver decomposição da amostra. A espessura da amostra deveficar entre 10 e 15 mm. O tempo de secagem varia com a amostra (20 minutos para produtoscárneos, 10 minutos para grãos, etc,). O peso da amostra deve variar entre 2,5 a 10 g dependendodo conteúdo da água. Equipamentos por secagem infravermelha possuem urna balança que dá aleitura direta do conteúdo de umidade por diferença de peso. Possui a desvantagem de sertambém um método lento por poder secar urna amostra de cada vez. E, como conseqüência, arepetibilidade pode não ser muito boa, pois pode haver variação de energia elétrica durante asmedidas.a.3 - Secagem em fornos de microondas E um método novo e muito rápido, porem não é um método padrão. A energia demicroondas é urna radiação eletromagnética com freqüência variando entre 3 Mhz. e 30.000Ghz. Os dois maiores mecanismos que ocorrem no aquecimento por microondas de um materialdielétrico são rotação dipolar e polarização iônica. Quando urna amostra úmida é exposta àradiação de microondas, m oléculas com cargas elétricas dipolares, tal como a da água, giram natentativa de alinhar seus dipolos com a rápida mudança do campo elétrico. A fricção resultantecria calor, que é transmitido para as moléculas vizinhas. Portanto microondas podem aquecer omaterial mais rapidamente e vão aquecer seletivamente as áreas com maior umidade, atingindo oponto de ebulição da água. Deste modo, o calor é distribuído uniformemente tanto na superfíciecorno internamente do alimento, facilitando a evaporação da água e evitando a formação decrosta na superfície, como é característico na secagem em estufa. A amostra é misturada comcloreto de sódio e óxido de ferro, onde o primeiro evita que a amostra seja espirrada fora docadinho e o segundo absorve fortemente radiação de microondas acelerando a secagem. É um método bastante simples e rápido. Nos Estados Unidos já existem fomos demicroondas analíticos, construídos com balanças, escala digital e microcomputadores paracalcular a umidade. Eles podem secar de 2 a 30 g de amostra com uma energia que varia de 175a 1.400 W por um tempo entre 2,5 e 90 minutos. A umidade da amostra pode variar entre 10 e90%. Para evitar os mesmos problemas de superaquecimento, que ocorrem na estufa comum,Prof. Raul Vicenzi 14
  17. 17. Capítulo 3. Umidade em Alimentos.podemos fazer um monitoramento e calibração da energia usada no microondas. A comparaçãodeste método com o método padrão por secagem em estufa apresentou uma diferença média de1,15%. A grande vantagem da secagem por microondas é que o poder da energia radiante e otempo de secagem podem ser calibrados para os diferentes tipos e quantidades de amostras,enquanto isto não é possível no método por secagem em estufa.a.4 - Secagem em dissecadores Os dissecadores são utilizados com vácuo e compostos químicos absorventes deágua.Porém, à temperatura ambiente, a secagem é muito lenta e em alguns casos pode levar atémeses. O uso de vácuo e temperatura ao redor de 50 ºC é bem mais satisfatório.B. MÉTODOS POR DESTILAÇÃO E um método que já existe a mais de 70 anos, mas que não é muito utilizado,principalmente como método de rotina, por sua grande demora. Porém ele tem as vantagens deproteger a amostra contra oxidação pelo ar e diminuir as chances de decomposição causada pelasaltas temperaturas na secagem direta. E mais utilizado para grãos e condimentos que possuemmuita matéria volátil, que é recolhida separada da água no solvente orgânico.b.1 - Procedimento Pesar uma quantidade de amostra que dê uma quantidade de água entre 2 e 5 mL. Colocarnum frasco, com o solvente de ponto de ebulição maior que da água, cobrindo a amostra. Ligar ofrasco no condensador e aquecer. A destilação chega ao um quando aparecer, no frasco graduado de coleta, os dois níveis,ode água e o de solvente, que começa aparecer acima da água. Deslocar a água que fica retidanas paredes de vidro com um fio de cobre em espiral, lavando o fio com tolueno dentro do frascocoletor. Destilar por mais 5 minutos e deixar esfriar para tomar a leitura do volume de água nofrasco coletor que é graduado em mL, com uma precisão de até 0,01 mL.b.2 - Dificuldades do método1. Precisão relativamente baixa do frasco coletor.2. Dificuldades na leitura do menisco.3. Aderência de gotas de água no vidro.4. Solubilidade da água no solvente de destilação5. Evaporação incompleta da água.6. Destilação de produtos solúveis em água (com pontos de ebulição menor que da água).b.3 - Observações do método1. Solventes recomendados: tolueno (PE= 111 ºC), tetracloroetileno (PE=121 ºC), xileno(PE=137 a 140 ºC).2. O equipamento deve ser todo lavado com solução de ácido sulfúrico-dicromato, enxaguadocom água destilada e depois com álcool e seco após cada uso.3. O frasco coletor deve ser calibrado com destilações sucessivas de quantidades conhecidas deágua.4. A escolha dos vários tipos de frascos coletores existentes vai depender do volume de águaesperado na destilação; grau de calibração requerida; facilidade de escoamento e outros fatores.C) MÉTODOS QUIMICOS O único método químico que é comumente utilizado para alimentos é aquele queemprega o reagente de Karl Fischer, e é por isso conhecido como método de Karl Fischer. Estereagente, descoberto por Karl Fischer em 1936, é composto de iodo, dióxido de enxofre, piridinae um solvente que pode ser metanol.Prof. Raul Vicenzi 15
  18. 18. Capítulo 3. Umidade em Alimentos. Normalmente um excesso de d ióxido de enxofre, piridina e metanol é usado de modo quea força efetiva do reagente é estabelecida pela concentração de iodo. O reagente mais utilizado éuma solução metanólica contendo os três reagentes nas seguintes proporções: I2 : 3 SO2 , : 10C5 H5 N. Por ser o reagente de Karl Fischer um dissecante poderoso, a amostra e o reagente devemser protegidos contra a umidade atmosférica em todos os procedimentos. O procedimento dométodo se baseia numa titulação visual ou eletrométrica. O I2 é reduzido para I na presença de água. Quando toda água da amostra for consumida,a reação cessa. Na titulação visual, a solução da amostra permanece amarelo canário enquanto houverágua presente, mudando para amarelo escuro e no ponto final para amarelo-marrom,característico do iodo em excesso. A titulação visual é, entretanto, menos precisa que oprocedimento que e emprega a medida eletrométrica do ponto final, principalmente, paraamostras coloridas. Neste caso são utilizados equipamentos que empregam eletrodos de platina. A formamais simples do equipamento consta de uma bateria, resistor variável, galvanômetro e eletrodosde platina. Um potencial é aplicado através dos eletrodos apenas para balancear o sistema, isto é,para o ponto onde o galvanômetro não está deflectado. Durante a titulação, enquanto existe águapresente, o anodo é despolarizado e o catodo polarizado. No ponto final, o pequeno excesso deiodo despolariza o catodo, resultando no aparecimento de corrente, que vai ser detectada peladeflecção da agulha do galvanômetro.OBSERVAÇÕES DO MÉTODO1. Além do metanol, piridina. dioxano e dimetil formamida podem ser empregados comosolventes da amostra,2. Titulação direta usualmente fornece a água total, isto é, água livre mais água de hidratação.Quando um líquido miscível com água é disponível, a água livre pode ser determinada porextração com este líquido e titulação do extrato. O método não pode ser aplicado sem modificações em materiais contendo substânciasque reagem com lodo, como, por exemplo, ácido ascórbico Em vez de utilizar vários pesos de água para calibrar o reagente, pode-se usar tartarato desódio diidratado moído (1 - 1,5 g) dispersado em 50 mL de metanol pré-titulado. Alguns vegetais desidratados, como condimentos, contém aldeídos e cetonas ativos, quereagem com o metanol de Karl Fischer, produzindo água. Existe uma proposta de substituição dometanol por metil cellosolve (éter de monoetil etileno glicol) no reagente de Karl Fischer eformamida como solvente da amostra. Teoricamente o método de Karl Fischer pode ser utilizado para determinação de umidadeem gases, líquidos e sólidos. As amostras fluidas são coletadas por pipetas automáticas ouseringas. Fluidos viscosos ou pastas são homogeneizados com solventes. Sólidos podem serhomogeneizados com solvente ou titulados corno suspensão. O método de Karl Fischer geralmente é aplicado em amostras que não dão bonsresultados pelo método de secagem a vácuo. Os produtos que são analisados por este método sãonormalmente produtos com baixo teor de umidade como frutas e vegetais desidratados, balas,chocolates, café torrado, óleos e gorduras. É também utilizado em produtos ricos em açúcares,corno mel, e produtos ricos em ambos, açúcares redutores e proteínas, como os cereais. O método pode ser aplicado também em produtos de níveis de umidade intermediárioscomo produtos de padaria, misturas para bolos ricas em gordura e também em produtos comaltos níveis de óleos voláteis.Prof. Raul Vicenzi 16
  19. 19. Capítulo 3. Umidade em Alimentos.D) MÉTODOS FÍSICOSd.1 - Absorção de radiação infravermelha: a medida da a bsorção da radiação em comprimentosde onda na região do infravermelho (3.0 e 6.1 µm) obtém a quantidade de água na amostra, comsensibilidade em ppm numa larga gama de materiais orgânicos e inorgânicos.d.2 - Cromatografia gasosa: é uma técnica pouco conhecida e pouco usada. E muito rápida (5minutos) e pode ser aplicada em alimentos com unia larga faixa de umidade (8 a 56%) comocereais, produtos de cereais, frutas e produtos derivados de frutas, porém é necessário verificar acorrelação com o método padrão de secagem em estufa, para cada tipo de amostra.d.3 - Ressonância nuclear magnética: técnica também pouco conhecida e pouco usada. Requerequipamento caro e sofisticado, mas oferece medidas muito rápidas (1 minuto), precisas e nãodestroem a amostra. Pode ser utilizada simultaneamente para a determinação de umidade egordura.d.4 - índice de refração: é um método bastante simples e rápido, feito no refratômetro, e estábaseado na medida do ângulo de refração da amostra. Porém é um método menos preciso que osoutros.d.5 - Densidade: é também um método simples, rápido e barato, mas pouco preciso. E maisutilizado para amostras com alto teor de açúcar, e a quantidade de água é obtida através damedida da densidade da amostra.d.6 - Condutividade elétrica: é baseado no princípio de que a quantidade de corrente elétrica quepassa num alimento será proporcional à quantidade de água no alimento. O método é muitorápido (1 minuto), mas pouco preciso.d.7 - Constante dielétrica: amido, proteínas e componentes similares têm uma constantedielétrica de cerca de 10, enquanto a constante dielétrica da água é de 80. Portanto uma pequenamudança na quantidade de água produz uma grande mudança na constante dielétrica doalimento. O método é rápido e muito utilizado em farinhas, porém é também pouco preciso. As três primeiras técnicas citadas (A, B e C) necessitam de equipamentos caros esofisticados e não são comumente utilizadas. As características dos 4 últimos métodos (D, E, F eG) são que eles são simples, rápidos e baratos, mas também pouco precisos. Além disso, nos doisúltimos (F e G), que são métodos elétricos, as medidas podem ser afetadas pelas texturas dosalimentos, tipo de embalagem, teor de metais, temperatura e distribuição de água no alimento.São bastante utilizados para avaliação de matéria-prima e durante o processamento. Porém deve-se ter em mente dois cuidados na sua utilização: correção para temperatura e calibraçãonecessária para cada tipo de alimento.Prof. Raul Vicenzi 17
  20. 20. Capítulo 5. Minerais em alimentos.5 - CINZAS E CONTEÚDO MINERAL EM ALIMENTOS1 - INTRODUÇÃO Cinza de um alimento é o resíduo inorgânico que permanece após a queima da matériaorgânica que é transformada em CO2 , H2 O e NO2 . A cinza é constituída principalmente de:• grandes quantidades: K, Na, Ca e Mg;• pequenas quantidades: AI, Fe, Cu, Mn e Zn;• traços: Ar, I, F e outros elementos.O conteúdo mineral médio de alguns alimentos: PRODUTO % DE SAIS MINERAIS Leite .................................................................... 0,7 - 6,0 Queijo................................................................... 3,0 Cereais................................................................. 0,3 a 3,3 Ossos.................................................................... 17 Carne e produtos cárneos..................................... 0,5 a 6,7 Carne + Ossos..................................................... 5 - 6 Frutas frescas....................................................... 0,3 a 2,1 Hortaliças frescas................................................. 0,4 a 2,1 Peixes e produtos marinhos................................. 1,2 a 3,9 Óleos e gorduras vegetais.................................... 0,0 Manteiga e margarina.......................................... 2,5 Aves................................................................... 1,0 – 1,2 Açúcares e xaropes.............................................. 0,0 - 1,2 Leguminosas........................................................ 2,2 a 4,0 Nozes................................................................... 1,7 a 3,6 A cinza obtida não e necessariamente da mesma composição que a matéria mineralpresente originalmente no alimento, pois pode haver perda por volatilização ou alguma interaçãoentre os constituintes da amostra. Os elementos minerais se apresentam na cinza sob a forma deóxidos, sulfatos, fosfatos, silicatos e cloretos, dependendo das condições de incineração e dacomposição do alimento. Algumas mudanças podem ocorrer como oxalatos de cálcio podem sertransformados em carbonatos ou ate em óxidos. A composição da cinza vai depender da natureza do alimento e do método dedeterminação utilizado:• Ca - alta concentração: produtos lácteos, cereais, nozes, alguns peixes e certos vegetais; - baixa concentração: em todos alimentos, exceto em açúcar, amido e óleo.• P - alta Concentração: produtos lácteos, grãos, nozes, carne, peixe, aves, ovos e legumes.• Fe - alta concentração: grãos, farinhas, produtos farináceos, cereais assados e cozidos, nozes,carne, aves, frutos do mar, peixes, ovos e legumes. - baixa concentração: produtos lácteos, frutas e vegetais.• Na - sal é a principal fonte, e em quantidade média em produtos lácteos, frutas, cereais,nozes, carne. Peixes, aves, ovos e vegetais.• Mg - nozes, cereais e legumes.• Mn - cereais, vegetais e algumas frutas e carnes.• Cu - frutos do mar, cereais e vegetais.•S - em alimentos ricos em proteínas e alguns vegetais.• Co - vegetais e frutas.• Zn - frutos do mar e em pequena quantidade na maioria dos alimentos. O conteúdo de cinzas totais varia da seguinte forma nos principais alimentos:Prof. Raul Vicenzi 18
  21. 21. Capítulo 5. Minerais em alimentos.2 - FUNÇÕES DOS SAIS MINERAIS NO ORGANISMO:Função constituinte, fazendo parte de ossos e dentes, dando-lhes rigidez;Fazem parte de alguns compostos, tais como enzimas vitaminas e hormônios;Fazem parte de alguns tecidos brancos, como é o caso do fósforo, que se encontra no cérebro;Mantém o equilíbrio osmótico nos líquidos do organismo, comportando-se como íons;Colaboram na manutenção do equilíbrio acido - base, por poderem comportar-se como ácido oubases.Os minerais são necessários ao processo vital, devendo estar contidos nos alimentos emquantidades e proporções adequadas.3 – MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE MINERAISA determinação dos constituintes minerais nos alimentos pode ser dividida em duas classes:1 Determinação da cinza (total, solúvel e insolúvel);2. Determinação dos componentes individuais da cinza1. Cinza total: a determinação de cinza total é utilizada como indicativo de várias propriedades:a) Largamente aceito como índice de refinação para açúcares e farinhas. Nos açúcares, uma cinzamuito alta dificultará a cristalização e descolorização. Na farinha, a quantidade de cinza influirána extração.b) Níveis adequados de cinza total são um indicativo das propriedades funcionais de algunsprodutos alimentícios, por exemplo, a gelatina. Em geléias de frutas e doces em massa, a cinza édeterminada para estimar o conteúdo de frutas.c) E um parâmetro útil para verificação do valor nutricional de alguns alimentos e rações. Altonível de cinza insolúvel em ácido indica a presença de areia.2. Componentes individuais da cinza: os componentes minerais presentes nos sistemasbiológicos podem ser divididos naqueles que são:a) indispensáveis para o metabolismo normal e geralmente constituem os elementos da dietaessencial;b) aqueles que não têm nenhuma função conhecida ou até podem ser prejudiciais à saúde. Estesúltimos podem aparecer do solo, provenientes da pulverização das plantas com agrotóxicos oucomo resíduos de processos industriais. Alguns resíduos metálicos podem ter efeitos tóxicoscomo Pb e Hg. A oxidação do ácido ascórbico (vitamina C) e a estabilidade de sucos de fruta sãoafetados por Cu. Alguns componentes minerais podem aumentar e outros impedir a fermentaçãode produtos fermentados. Além destas duas classes de determinação de cinzas, outros três tipos são tambémimportantes para a caracterização da pureza e adulteração de amostras:Cinza solúvel e insolúvel em água: o método é bastante utilizado para a determinação daquantidade de frutas em geléias e conservas.• Alcalinidade da cinza: as cinzas de produtos de frutas e vegetais são alcalinas, enquanto deprodutos cárneos e certos cereais são ácidas. A alcalinidade das cinzas e devido à presença desais de ácidos fracos como o cítrico, tartárico e málico, que na incineração são convertidos noscarbonatos correspondentes. Esta técnica é utilizada para verificar adulteração em alimentos deorigem vegetal ou animal.• Cinza insolúvel em ácido: esta determinação é importante para a verificação da adição dematéria mineral em alimentos como sujeira e areia em temperos, talco em confeitos e sujeira emfrutas.4- RESÍDUO MINERAL TOTALa) CINZA SECAProf. Raul Vicenzi 19
  22. 22. Capítulo 5. Minerais em alimentos.• É mais comumente utilizada para determinação de cinza total. É também utilizada nadeterminação de cinza solúvel em água, insolúvel em água e insolúvel em ácido. É útil tambémna determinação dos metais mais comuns que aparecem em maiores quantidades.• É uma técnica simples e útil para análise de rotina.• É demorada, mas pode-se utilizar certos agentes aceleradores ou então deixar durante a noite atemperaturas mais baixas.• Limitação do uso: altas temperaturas, reações entre os metais e os componentes da amostra, ouentre estes e o material do cadinho.• Temperaturas mais altas com maior volatilização.• Geralmente mais sensível para amostras naturais.• Necessita menor supervisão.• Menos brancos para os reagentes.• Pode-se usar amostras grandes.Procedimento Geral - Pesar amostra (cerca de 5 g) num cadinho de platina ou porcelana, o qualdeve ter sido previamente incinerado, esfriado e tarado. Depois o conjunto deve ser incineradonuma mufla, inicialmente a temperatura mais baixa e depois a 500- 600 ºC. A mufla é oequipamento utilizado para incinerar a matéria orgânica da amostra, uma espécie de forno quealcança altas temperaturas. Quando a cinza estiver pronta, isto é, não restar nenhum resíduo pretode matéria orgânica, o conjunto é retirado da mufla, colocado num dessecador para esfriar epesado quando atingir a temperatura ambiente. A diferença entre o peso do conjunto e o peso docadinho vazio dá a quantidade de cinza na amostra. O método de determinação de cinza é empírico e por isso deve-se sempre especificar otempo e a temperatura utilizados, que vão depender do tipo de amostra.Preparação da amostra - Os pesos de amostra variam com o conteúdo de cinzas dos produtos• cereais, queijo e leite: 3 - 5 g;• açúcar, carne, legumes, vinho: 5 –10 g;• sucos, frutas frescas, frutas enlatadas: 25 g;• geléia, xarope, doces em massa: 10 g. Amostras líquidas ou úmidas devem ser secas em estufa antes da determinação de cinzas.Costuma-se usar a amostra que foi utilizada para a determinação de umidade. Produtos que contem grande quantidade de matéria volátil. como condimentos, devem seraquecidos vagarosamente de maneira que comecem a fumegar sem pegar fogo. Produtos ricos em gordura também devem ser aquecidos cuidadosamente para evitarexcesso de chama, que poderia causar perdas por arraste. Em peixes e produtos marinhosgordurosos, deve-se fazer uma incineração prévia a baixa temperatura. de modo que a gorduracomece a fumegar sem incendiar-se. Em queijos gordurosos adicionar urna pequena quantidadede algodão absorvente (com quantidade de cinza conhecida) e incinerar cuidadosamente paraevitar respingos fora do cadinho. Em produtos com muita gordura, como a manteiga, énecessário fazer a extração da gordura da amostra já seca com algum solvente orgânico, comoéter etílico ou éter de petróleo, antes da incineração da amostra. Produtos açucarados tendem a formar espuma na determinação de cinzas, isto pode serevitado adicionando-se vaselina ou azeite de oliva em pequena quantidade, pois estes produtospossuem 0% de cinzas. Nos métodos oficiais, recomenda-se que açúcares e produtos açucaradosdevem ser secos a 100 ºC, em banho-maria ou em estufa, e depois se deve adicionar pequenasgotas de azeite puro (não possui elementos minerais), para então o produto ser aquecidovagarosamente.Tipos de cadinhos - A escolha vai depender do tipo de alimento a ser analisado e do tipo deanálise. Os materiais utilizados incluem quartzo, Vycor (tipo de vidro resistente a altastemperaturas), porcelana, aço, níquel, platina e uma liga de ouro-platina.Prof. Raul Vicenzi 20
  23. 23. Capítulo 5. Minerais em alimentos.Porcelana: assemelha-se ao quartzo em propriedades químicas e físicas. Resistência àtemperatura é ainda maior (1.200 ºC). Mantém sua superfície lisa e pode ser limpo com HCldiluído. E bastante utilizado por manter seu peso constante e pelo seu baixo preço. No entanto ésusceptível a álcalis e pode rachar com mudanças bruscas de temperatura.Platina: é o melhor de todos em vários aspectos, mas é muito caro. Tem alta resistência ao calor(1773ºC), boa condutividade térmica e é quimicamente inerte. Pode ter corrosão com materiaisorgânicos que possuam óxido de Fe, Pb e Sb. Pode ser limpo por fervura em água ou ácidos.Temperaturas de incineração na mufla• 525 ºC: frutas e produtos de frutas, carne e produtos cárneos, açúcar e produtos açucarados eprodutos de vegetais.• 550 ºC: produtos de cereais, produtos lácteos (com exceção da manteiga, que utiliza 500 ºC),peixes e produtos marinhos, temperos e condimentos e vinho.• 600 ºC: grãos e ração.Tempo de incineração O tempo é difícil de especificar, pois varia com o produto e com o método. Existeespecificação somente para grãos e ração, que é de duas horas. Para os demais produtos, a carbonização está terminada quando o material se tomacompletamente branco ou cinza, e o peso da cinza fica constante. Isto costuma levar muitashoras. Quando o tempo está muito prolongado, talvez pela formação de uma matéria mineralfundida, o resíduo deve ser molhado, seco e reaquecido, até que apareça uma cinza branca.Quando o tempo de análise é muito longo, podemos acelerar o processo com adição de:glicerina, álcool, oxidantes químicos.Pesagem da cinza Deve-se tomar todo o cuidado no manuseio do cadinho com a cinza antes de pesar,porque ela é muito leve e pode voar facilmente. Para melhor proteção, deve-se cobrir com umvidro de relógio, mesmo quando estiver no dissecador. Algumas cinzas são muito higroscópicase devem ser pesadas o mais rapidamente possível num frasco com tampa (pesa-filtro). Umexemplo deste tipo de cinza é a de frutas que contêm carbonato de potássio, que é altamentehigroscópico. Para determinação dos minerais individualmente, não se deve utilizar a determinação dacinza seca, pois por este método vai haver muita perda de certos elementos, dependendo datemperatura utilizada (máxima de 500 ºC). Entre estes elementos, estão Ar, Hg e Pb.b) CINZA ÚMIDAÉ mais comumente utilizada para determinação da composição individual da cinza.Pode-se utilizar baixas temperaturas, que evitam as perdas por volatilização.É mais rápida.Utiliza reagentes muito corrosivos.Necessidade de brancos para os reagentes.Não é prático como método de rotina.Exige maior supervisão.Não serve para amostras grandes. É utilizada na determinação de elementos em traços, que podem ser perdidos na cinzaseca, e também de metais tóxicos. A digestão pode ser feita com um único ácido, mas às vezes não é suficiente para acompleta decomposição da matéria orgânica:Prof. Raul Vicenzi 21
  24. 24. Capítulo 5. Minerais em alimentos.Ácido sulfúrico: não é um agente oxidante muito forte e a completa decomposição podedemorar, mas para acelerar o processo pode-se adicionar um sal como sulfato de potássio que vaiaumentar o ponto de ebulição do ácido, acelerando assim o processo.Ácido nítrico: é um bom oxidante, mas pode ser evaporado antes da oxidação terminar e tambémpode causar a formação de óxidos insolúveis. O mais utilizado na determinação da cinza úmida é a mistura de mais de um ácido. Amistura mais utilizada é de H2 SO4 -HNO3 , cujas quantidades vão variar com o tipo de amostra. Ebastante utilizada em amostras vegetais, porém pode haver volatização de alguns minerais comoarsênio, selênio, mercúrio etc. Para amostras ricas em açúcares e gordura, é necessário evitar a formação de espuma.Para isso, usa-se H2 SO4 até embeber a amostra e depois uma pequena quantidade de HNO3 comaquecimento entre os dois. Por último, pode-se adicionar H2 O2 para completar a digestão. Para amostras contendo proteínas e carboidratos e nenhuma gordura, recomenda-se amistura HNO3 -HClO 4 (ácido perclórico), porém tem a desvantagem de que o ácido perclóricopode explodir. Na digestão de grãos de trigo, a utilização da mistura HNO3 + 70% HCIO 4 (1:2)pode levar 10 minutos, em comparação com a mistura usual deHNO3 +H2 S04 que levaria 8 horas. A mistura de três ácidos, H2 S04 -HNO3 -HClO 4 , é um reagente universal, mas requercontrole exato de temperatura e alguns minerais (como arsênio, c humbo, ouro, ferro, etc.) podemser volatilizados.5 - ANÁLISE DOS ELEMENTOS INDIVIDUAIS A cinza obtida por via úmida está pronta para ser utilizada para análise individual de cadaelemento mineral nela contido. Os métodos que são empregados nesta análise são:• absorção atômica; emissão de chama; colorimetria; turbidimetria; titulometria. Todos os métodos, com exceção do último, são métodos instrumentais em que osequipamentos utilizados são sofisticados e caros. Existem regras para a obtenção de resultados precisos e exatos na análise de traços demetais que estão presentes na ordem de nanogramas e picogramas. São as seguintes:1. Todo o material utilizado (como equipamento e cadinhos) deve ser o mais puro e inertepossível. Estes requisitos são obtidos principalmente com quartzo, platina e, em menor grau, compolipropileno.2. Limpeza dos equipamentos e cadinhos por banho de vapor é muito importante para diminuiras interferências e a adsorção dos elementos.3. Para diminuir os erros sistemáticos, recomenda-se o uso de microtécnicas com pequenosequipamentos e cadinhos. Se elementos voláteis vão ser determinados, o sistema deve serfechado e a temperatura a mais baixa possível.4. Os reagentes e material de laboratório devem ser os mais puros possíveis.5. Evitar a contaminação do ar no laboratório.6. Manipulações e etapas de trabalho devem ser restringidas ao mínimo para reduzircontaminações inevitáveis.7. Todo o procedimento deve ser verificado por análises comparativas interlaboratoriais.Prof. Raul Vicenzi 22
  25. 25. Capítulo 6 - Carboidratos em alimentos.6 - CARBOIDRATOS EM ALIMENTOS1 – INTRODUÇÃOCONCEITO - O termo carboidrato deriva da terminologia “hidratos de carbono”,determinados pelafórmula Cx (H2 O)y , que contém C, H, e O, estes últimos na mesma proporção que na água. Os carboidratos são sintetizados na natureza pelas plantas, através do processo de fotossíntese,a partir do dióxido de carbono e água. Com ajuda da energia solar, os vegetais verdes tomam o anidrocarbônico da atmosfera e a água do solo, produzindo carboidratos, através da seguinte reação: CO2 + H2 O 6 HCHO + O2Função da clorofila é unir-se ao Carbono e catalizar a reação.FUNÇÕES: São fácil combustíveis energéticos de que os animais necessitam para desenvolver seusmovimentos. Representam 80% do total calórico utilizado pela humanidade (75 - 80 % deste valor érepresentado pelo amido). Nos EUA, do total calórico, 46% é representado pelos CHO (47% de amidoe 52% pela sacarose), 42% de lipídios e 12% de proteínas, CHO complexos devem ser hidrolizados aCHO simples para serem absorvidos pelo organismo. Fornece energia para ser transformada em trabalho no corpo e fornece calor para regulartemperatura corporal. CHO são essenciais para a completa oxidação das gorduras do corpo. Se ausentes há acúmulode ácidos (acidose) provenientes do metabolismo intermediário das gorduras, sendo, portantoantiácidos. São economizadores de proteínas. Se os CHO estão disponíveis, o corpo não utiliza asproteínas como fonte de energia e elas serão aproveitadas para suas funções específicas (+ nobres). São utilizadas como alimentos (substrato) da flora microbiana sintetizadora de diversasvitaminas. São responsáveis pela reação de escurecimento em muitos alimentos. Propriedades reológicas na maioria dos alimentos de origem vegetal (polissacarídeos). Podem ser utilizados como adoçantes naturais. São utilizados como matéria-prima para alimentos fermentadosPROPRIEDADES DOS CARBOIDRATOS Geralmente sólidos cristalinos, incolores e tem sabor doce. São compostos naturais bastantescomuns e a sacarose é talvez o adoçante mais antigo que se conhece. São facilmente solúveis em água. Reduzem facilmente, soluções alcalinas de Cu2+ a Cu+ Reagem com oxidantes brandos formando ácidos glicônicos e ácidos glicóricos. Cetonas reagem com oxidantes mais enérgicos, formando dois ácidos dicarboxílicos; Quando aquecidos em soluções ácidas sofrem desidratação, por um mecanismo que tem comoproduto final um furaldeído; Alguns CHO formam estruturas rígidas em plantas (celulose, lignina, hemicelulose), é amesma função dos ossos dos animais.OS CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS Os CHO constituem ¾ do peso seco de todas as plantas terrestres e marinhas e estão presentesnos grãos, verduras, hortaliças, frutas e outras partes de plantas consumidas pelo homem. O homemconsome o amido e a sacarose e as plantas que os produzem são as mais cultivadas. Nas tabelas de composição de alimentos, o conteúdo de carboidratos tem sido dado comocarboidratos totais pela diferença, isto é, a percentagem de água, proteína, gordura e cinza subtraída de100.Prof. Raul Vicenzi 23
  26. 26. Capítulo 6 - Carboidratos em alimentos. A sacarose está presente em pequenas quantidades na maior parte dos vegetais. Portanto suaingestão em maior nível se dá através de alimentos modificados. Os cereais contêm pequena quantidade de açúcares, pois a maior parte é convertida em amido.O amido é o CHO mais comum utilizado pelos vegetais como reservas energéticas. Assim, o homeme os animais desenvolveram sistemas enzimáticos para utilizá-lo como fonte de energia .Tabela de conteúdo de carboidratos em alguns alimentos ALIMENTO % DE CARBOIDRATOS Frutas 6 – 12% sacarose Milho e batata 15% amido Trigo 60% amido Farinha de trigo 70% amido Condimentos 9 – 39% açúcares redutores Açúcar branco comercial 99,5% sacarose Açúcar de milho 87,5% glicose Mel 75% açúcares redutores As frutas maduras são doces devido a transformação do amido (reserva) em açúcares maissimples como a sacarose, frutose, etc. Os produtos de origem animal contêm menos CHO matabolizável que outros alimentos. Oglicogênio é semelhante a amilopectina do amido e é metabolizável da mesma forma que este.CLASSIFICAÇÃO Os CHO são classificados de acordo com o nº de carbonos que tenham, em monossacarídeos,oligossacarídeos (dissacarídeos e trissacarídeos) e polissacarídeo. Os CHO têm um ou vários gruposalcoólicos (-OH) e um grupo aldeído (-CHO) ou cetônico (-CO-).MONOSSACARÍDIOS São os açúcares simples formados por cadeias de 3,4,5,6,7 carbonos, podendo ter um grupofuncional aldeído (aldose) ou grupo funcional cetônico (cetoses) São moléculas de baixo pesomolecular de fórmula Cn (H2 O)n . Os Monossacarídeos não podem ser hidrolisados a moléculas menores, de menor pesomolecular. Na natureza encontra-se com mais facilidade as aldo-hexoses (glucose, galactose),seguidas das aldo-pentoses (arabinose, xilose). Entre as cetoses, a mais difundida é a frutose(cetohexose). O monossacarídeo existente em maior quantidade na natureza é a D -glucose. Tem suave poderedulcorante, é solúvel em água e álcool, desvia a luz polarizada para a direita e encontra-se no m e elfrutas. O sangue humano contém cerca de 0,8 de glicose, exceto em pessoas diabéticas que podem teraté 10% de glicose na urina. A frutose é o açúcar das frutas, encontra-se em pequenas quantidades no reino animal. A galactose é um monossacarídeo resultante do desdobramento da lactose. Não se encontralivre na natureza, embora faça parte do cérebro, como glucídio estrutural e daí sua importância.Também faz parte de alguns compostos pectínicos, na formação dos ácidos galacturônicos.DISSACARÍDEOS Polímeros compostos de resíduos de monossacarídeos unidos por ligação hemiacatálica(glicosídica), em nº de dois. São solúveis em água e muito abundantes na natureza.Fórmula geral é: 2 C6 H12 O6 C12 H10 O5 + H2 OEntre os dissacarídeos de maior importância, tem: Sacarose, Maltose e Lactose.SACAROSEProf. Raul Vicenzi 24
  27. 27. Capítulo 6 - Carboidratos em alimentos. É o açúcar resultante da união da glicose com a frutose. É o açúcar da cana-de-açúcar e dabeterraba. É o dissacarídeo mais importante, tanto pela freqüência como pela importância naalimentação humana.Também se encontra em todas as plantas que fotossintetizam. A sacarose já erautilizada a 300 anos antes de Cristo.É facilmente hidrolisada por soluções diluídas de ácidos minerais ou enzimas (invertases) comformação de D-glucose e D-frutose.INVERSÃO DA SACAROSE: No processo de hidrólise química ou enzimática ocorre a inversão da rotação ótica da soluçãoinicial, motivo pelo qual o processo de hidrólise da sacarose é também conhecido por inversão dasacarose e o produto final é conhecido como açúcar invertido. + H Sacarose + H2 O D-Frutopiranose + D-Glucopiranose enzimasMALTOSE É o açúcar do malte (maltobiose), é o elemento básico da estrutura do amido. Pode serproduzida pela hidrólise ácida / enzimática ou fermentação (cerveja). É bastante solúvel em água epela ação da enzima alfa-glucosidase (maltase) é hidrolisada em 2 D-glucose. É encontrada na cevadamalteada e grãos germinados, também nos animais, durante a digestão ocorre à hidrólise do amido,produzindo maltose.LACTOSE É o açúcar do leite, encontra-se apenas neste alimento (4 - 5 %), desdobrando-se através dehidrólise enzimática (lactase) em D-Glucose + D-Galactose.CLASSIFICAÇÃO DOS DISSACARÍDIOS - Os dissacarídeos classificam-se em redutores e nãoredutores. Os redutores são aqueles que possuem apenas um grupo hidroxílico envolvido na ligação demonossacarídeos e reduzem soluções alcalinas como a de Fehling. Os não-redutores possuem os doisgrupos hidroxílicos envolvidos na ligação glicosídica de monossacarídeos não reduzindo a solução deFehling. A sacarose é um açúcar não redutor enquanto a lactose e a maltose são redutores.POLISSACARÍDEOS São macromoléculas naturais, ocorrendo em quase todos os organismos vivos. São formadospela condensação de monossacarídeos, unidos entre si pelas ligações glicosídicas. Possuem alto pesomolecular e podem ter cadeias lineares, ramificadas e cíclicas (Ex. dextrinas)Os polissacarídeos de menor peso molecular são solúveis em água e, esta solubilidade diminui com opeso da molécula e com associações entre moléculas. Aqueles mais insolúveis são os encontrados nasparedes celulares e sua função nos vegetais é a de reforçar e estrutura, por isso são denominadospolissacarídeos estruturais.Nomenclatura - São designados pelo sufixo “ana”, assim, glucose dá origem a glucanas; arabinose dáorigem a arabinana ou arabanas. Também são denominados por nomes já consagrados pelo uso comoamido, celulose, pectinas, etc.CLASSIFICAÇÃO E FUNÇÕES São classificados em homoglicanas e heteroglicanas, quando formado por uma única espécieou diferentes espécies de monossacarídeos.Na natureza, estes polímeros têm diversas funções: -Fazem parte de estruturas da parede celular de vegetais (celulose, pectina, hemicelulose), oude animais (quitina). - Servem de reservas metabólicas de plantas (amido, frutanas, dextranas) e de animais(glicogênio)Prof. Raul Vicenzi 25

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