ANÁLISE DE ALIMENTOS ALIMENTO. MICRONUTRIENTES Minerais. MACRONUTRIENTES Proteínas Carboidratos Lipídios. Vitaminas Hidro e Lipossolúveis

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ANÁLISE DE ALIMENTOS Profa. Flávia Meneses ALIMENTO MACRONUTRIENTES MICRONUTRIENTES  Proteínas  Carboidratos  Lipídios Vitaminas Hidro e Lipossolúveis  Minerais

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ANÁLISE DE ALIMENTOS Profa. Flávia Meneses

Determinação da composição centesimal dos alimentos

1. Umidade 4. Lipídios

2. Resíduo mineral fixo (RMF) 5. Carboidratos 3. Proteínas

Vitaminas hidrossolúveis e lipossolúveis não fazem parte da

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1.Umidade (Água)

 representa a fração água de um alimento, onde promove processo químicos e bioquímicos.

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ANÁLISE DE ALIMENTOS

1.Umidade

 A água pode estar sob a forma:

 Água de hidratação ou ligada: ligada quimicamente com outras substâncias do alimento, não é eliminada na maioria dos métodos de determinação de umidade.

 Água absorvida: está presente na superfície de macromoléculas como amido, pectina, celulose e proteína por forças de Van der Waals e pontes de hidrogênio.

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1.Umidade

 A água pode estar sob a forma:

 Água livre: presente nos espaços intergranulares e entre os poros do material. Essa água mantém suas propriedades físicas, serve como agente dispersante para substâncias coloidais, e como solvente para materiais cristalinos. Representa a atividade água (Aw)  indica a quantidade de água disponível para facilitar o movimento molecular para a ocorrência de transformações ou para o crescimento de células microbianas.

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1.Umidade

 permite a classificação dos alimentos em:

 perecíveis: alto teor de água e são facilmente deteriorados.

 semi perecíveis

 não perecíveis: menor proporção de água e, consequentemente, deterioração lenta.

* Processos de conservação de alimentos:  umidade

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Atividade de água de alguns alimentos e suscetibilidade à deterioração Faixa de Aw Microorganismos capazes de se desenvolver Alimentos com Aw na faixa indicada

1,00 – 0,95 Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigella, Klebsiella, Bacillus, Clostridium perfringers e algumas leveduras.

Alimentos muito perecíveis (frutas frescas, vegetais, carnes, peixe), lingüiças, salsichas e pães cozidos, alimentos contendo até 40% de sacarose e 7% de sal.

0,95 – 0,91 Salmonella, V. parahaemolyticus, C. Botulinum, Serratia, Lactobacillus, Pediococcus, alguns fungos, Rhodotorula, Pichia.

Alguns queijos (cheddar, suíço, provolone), carnes curadas (presunto), concentrado de frutas, alimentos contendo até 55% de sacarose ou 12% de sal.

0,91 – 0,87 Muitas leveduras (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococus.

Embutidos fermentados (salames), bolos confeitados, queijos desidratados, margarina, alimentos contendo até 65% de sacarose ou 15% de sal.

0,87 – 0,80 A maioria dos fungos, Staphylococcus aureus, a maioria das Saccharomyces spp., Debaryomyces.

Concentrados de frutas, leite condensado, xaropes de chocolate e frutas, farinha, arroz, granulados contendo 15 a 17% de umidade, bolos de frutas, presuntos caseiros, foundies e confeitos

açucarados.

0,80 – 0,75 A maioria das bactérias halófilas. Geléias, marmeladas, marzipã, glacê de frutas e marshmallow. 0,75 – 0,65 Fungos xerofílicos (Aspergillus chevalieri, A.

candidus, Wallemia sebi), Saccharomyces bisporus.

Flocos de aveia contendo 10% de umidade, cremes para recheio, geléias, marshmallow, melaço, caldo de cana de açúcar, algumas frutas secas e castanhas.

0,65 – 0,60 Leveduras osmofílicas (Saccharomyces rouxii), poucos fungos (Aspergillus echinulatus, Monascus, Monascus bisporus).

Frutas secas contendo de 15 a 20% de umidade: algumas balas, caramelos e mel.

0,50 Sem proliferação microbiana. Macarrão e massa similares, contendo 12% de umidade, temperos com 10% de umidade.

0,40 Sem proliferação microbiana. Ovo em pó com 5% de umidade.

0,30 Sem proliferação microbiana. Biscoitos e torradas com 3-5% de umidade.

0,20 Sem proliferação microbiana. Leite em pó (2 – 3% umidade), vegetais desidratados (5% umidade), flocos de milho (5% umidade), sopas desidratadas.

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Métodos de conservação e Aw

 Congelamento, supercongelamento ( -4C)

  Aw ( água livre  moléculas de água unidas entre si por pontes de hidrogênio   mobilidade da água como solvente  dificultando as reações químicas).

 minimizar o crescimento e a atividade dos microorganismos.

 retardar reações químicas e prevenir a ação enzimática.

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 Liofilização  Aw

 engloba o congelamento e a evaporação dos cristais de gelo em vapor sem passar pelo estado líquido.

 Sublimação (estado sólido  estado gasoso)

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 Desidratação   Aw

 ocorre através do calor ou métodos físicos.

 Adição de solutos (sal e açúcar)

 sal e água ligam-se   da fração de água livre do meio.

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Métodos de determinação de umidade

1. Métodos por secagem  Secagem em estufas

 remoção da água por aquecimento, sendo o ar quente absorvido por uma camada muito fina do alimento  vai para o interior por condução (6 a 18hs entre 100C e 102C, ou até peso constante).

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 Preparo da amostra: amostras líquidas (evaporação em banho-maria até a consistência pastosa, para então serem colocadas na estufa); amostras açucaradas (formam uma crosta dura na superfície, que impede a saída de água do interior. Adição de areia, asbesto ou pedra pomes em pó misturada à

amostra, para aumentar a superfície de evaporação).

Profa. Flávia Meneses

Almofariz e pistilo

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 Preparo da amostra:

 moer os alimentos com a menor espessura possível para facilitar a evaporação da água.

 Pesagem da amostra seca

só após esfriá-la completamente no dessecador.

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1.Métodos por secagem (continuação)  Secagem por radiação infravermelha

 Mais efetivo, havendo penetração do calor dentro da amostra   tempo de secagem em até 1/3 do total.

 Secagem em forno de microondas  Método novo e rápido

 Amostra misturada com cloreto de sódio (evita que a amostra seja espirrada para fora do cadinho) e óxido de ferro (absorve fortemente a radiação de microondas, acelerando a secagem.

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Métodos de determinação de umidade (continuação)

2. Métodos por destilação

 consiste no aquecimento de uma mistura homogênea, constituída por sólido e líquido, ou por 2 ou mais líquidos, que possuem pontos de ebulição diferentes. Assim, a solução é aquecida e separa-se inicialmente o líquido com menor ponto de ebulição e, em seguida, o líquido com o ponto de ebulição maior. A água e o líquido imiscível volatilizam no balão, condensam no condensador e são recebidos no coletor. Aplicado para determinação de umidade em produtos gordurosos.

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2. Resíduo mineral fixo (RMF)

 Cinza de um alimento é o resíduo inorgânico que permanecerá após a queima da matéria orgânica, que é transformada em CO₂, H₂O, NO₂. Constituída principalmente de: grandes quantidades de K, Na, Ca, e Mg; pequenas quantidades de Al, Fe, Cu, Mn e Zn; traços de Ar, I, F e outros elementos.

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2. Resíduo mineral fixo (RMF)

* A calcinação é considerada completa quando as cinzas não apresentarem pontos escuros, que caracterizam presença de compostos orgânicos.

* A amostra a ser calcinada deve estar SECA, já que a umidade age como um interferente diminuindo a força de combustão (ex. graveto molhado)

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2. Resíduo mineral fixo (RMF) (continuação)

 a composição da cinza vai depender da natureza do alimento e do método de determinação utilizado:

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Elemento Alimentos

Ca Produtos lácteos, cereais, nozes, alguns peixes e certos vegetais P Produtos lácteos, grãos, nozes, carnes, peixes, aves, ovos e legumes Fe Grãos, farinhas, produtos farináceos, cereais assados e cozidos, nozes,

carnes, aves, frutos do mar, peixes, ovos e legumes

Na Produtos lácteos, frutas, cereais, nozes, carnes, aves, peixes, ovos e vegetais Mg Nozes, cereais e legumes

Mn Cereais, vegetais, algumas frutas e carnes Cu Frutos do mar, cereais e vegetais

S Alimentos ricos em proteínas e alguns vegetais Co Vegetais e frutas

Zn Frutos do mar

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Determinação da composição centesimal dos alimentos 2. Resíduo mineral fixo (RMF) (continuação)

 a determinação dos constituintes minerais nos alimentos pode ser dividida em duas classes:

 determinação da cinza (total, solúvel e insolúvel)  componentes individuais da cinza

CINZA TOTAL CINZA SECA

 a amostra deve ser previamente seca em estufa (geralmente usa-se a amostra que foi utilizada para determinação de umidade). O peso da amostra varia de acordo com o conteúdo de cinzas dos produtos:

o cereais, queijos e leite: 3 a 5g;

o açúcar, carnes, legumes e vinhos: 5 a 10g; o sucos, frutas frescas, frutas enlatadas: 25g; o geléias, xaropes, doces em massa: 10g.

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CINZA TOTAL

CINZA SECA (continuação)

 equipamento utilizado: MUFLA (espécie de forno que alcança altas temperaturas).  temperaturas de incineração na mufla:

o determinação do 525C: frutas e produtos de frutas, carnes e produtos cárneos, açúcar e produtos açucarados, produtos vegetais;

o 550 C: produtos de cereais, produtos lácteos (exceto manteiga, que utiliza 500

C), peixes e produtos marinhos, temperos e condimentos, vinho; o 600 C: grãos e ração.

 não deve ser utilizado para determinação dos minerais individualmente, devido à perda de certos elementos.

Cálculos: % Cinzas = N x 100/P Onde:

N= peso em gramas de cinzas (descontado o peso do cadinho) P = peso em gramas da amostra

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ANÁLISE DE ALIMENTOS CINZA TOTAL

CINZA ÚMIDA

 utilizada na determinação de elementos traços, que podem ser perdidos na cinza seca.

DIGESTÃO

H₂SO₄ HNO₃ H₂SO₄-HNO₃ H₂SO₄-HNO₃-HCLO₄

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COMPONENTES INDIVIDUAIS DA CINZA

A cinza obtida por via úmida está pronta para ser utilizada para análise individual de cada elemento mineral contido nela. Os métodos empregados nesta análise são:

 Espectrofotometria de absorção atômica  Espectroscopia de chama

 Colorimetria  Turbidimetria  Titulometria

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ANÁLISE DE ALIMENTOS 3. Proteínas

 Nos alimentos, além de sua função nutricional, apresentam propriedades organolépticas e de textura. Podem vir combinadas com lipídios

e carboidratos.

Quantidade de proteínas

nos vários tipos de alimentos

Origem animal Leite integral 3,5% Carne assada 25% Ovo integral 13% Origem vegetal Arroz integral 7,5 - 9,0% Arroz polido 5,2 - 7,6% Farinha de trigo 9,8 - 13,5% Milho 7,0 - 9,4% Soja 33 - 42% Amendoim 25 - 28% Batata 10 - 13% Maçã 0,3%

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ANÁLISE DE ALIMENTOS 3. Proteínas (continuação)

METODOLOGIA

Determinação de um elemento ou de um grupo pertencente à proteína. A conversão para conteúdo de proteína é feita através de um fator. Geralmente os elementos analisados são carbono ou nitrogênio, e os grupos são aminoácidos e ligações peptídicas.

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Análises elementares A. Análise de carbono

 Digestão mais fácil do que para o N;

 Menores erros no resultado por causa da maior quantidade em relação ao N;

 Fator de correção mais constante que para o nitrogênio;

 Maior dificuldade em separar os carbonos pertencentes à proteína dos carbonos de outros componentes.

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Análises elementares (continuação) B. Análise de nitrogênio

 É a determinação mais utilizada;

Considera que as proteínas têm 16% de nitrogênio em média (vai depender do tipo de proteína);

 Fator geral na transformação de nitrogênio para proteína é de 6,25.

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16g N  100g proteína

n g N  x g proteína

x= n*100 = n*6,25g proteína

16

Esse fator de conversão dá erros quando o conteúdo em N de um alimento é muito diferente de 16%. Nesses casos, existem

os fatores de conversão específicos para cada alimento...

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Fator de conversão de N em proteína

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MÉTODO DE KJELDAHL - método oficial da AOAC

(Associaton of Official Analytical Chemists)

 Determinação de N orgânico total, ou seja, o N protéico e não-protéico orgânico.

Profa. Flávia Meneses

Pode haver N derivado de ácidos nucléicos, vitaminas, uréia, nitratos e nitritos e outras fontes

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Análises elementares (continuação)

B. Análise de nitrogênio - MÉTODO DE KJELDAHL

DIGESTÃO OU MINERALIZAÇÃO (C+N+O+H) (NH₄)₂SO₄ + CO₂ DESTILAÇÃO (NH₄)₂SO₄ + H₃BO₃ (NH₄)₃BO₃ TITULAÇÃO (NH₄)₃BO₃ NH₄Cl + H₃BO₃ H₂SO₄ NaOH  HCl padronizado Cálculos

É uma titulometria de neutralização, onde: 3mols de N = 3 mols de HCl

m_N/14 = V_HCl x M_HCl m_N = V_HCl x M_HCl x 14 % proteína = % N x fator

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Análises elementares (continuação)

B. Análise de nitrogênio - MÉTODO DE KJELDAHL

 Modificações do método por adição de catalisadores: mercúrio, cobre, selênio (individualmente ou na forma de mistura).

 Modificações do método por adição de sulfato de potássio ( temperatura de ebulição)

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ANÁLISE DE ALIMENTOS 3. Proteínas (continuação) Análise por grupo

MÉTODO POR BIURETO

 Substâncias que contêm duas ou mais ligações peptídicas formam um complexo de cor roxa com sais de cobre em soluções alcalinas. A intensidade de cor formada é proporcional à quantidade de proteína, e a medida é feita em espectrofotômetro (a partir de uma curva de calibração).

 Específico, simples, rápido e barato.

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ANÁLISE DE ALIMENTOS 3. Proteínas (continuação) Análise por grupo

MÉTODO POR FENOL (Follin-Ciocalteau-Lowry)

 Oxidação, catalisada por cobre, de aminoácidos aromáticos com o reagente de Follin em condições alcalinas. A intensidade de cor formada é proporcional à quantidade de proteína, e a medida é feita em espectrofotômetro (a partir de uma curva de calibração).

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MÉTODO POR FENOL (Follin-Ciocalteau-Lowry)

 10 a 20 vezes mais sensível que a determinação por UV, e 100 vezes mais sensível que o método por Biureto.

 A intensidade de cor pode variar de acordo com a composição em aminoácidos da proteína analisada.

 Necessita de preparo de uma curva padrão com uma proteína conhecida.

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MÉTODO POR ESPECTROFOTOMETRIA ULTRAVIOLETA

 A maioria das proteínas possui absorção UV em 280nm devido à presença de tirosina, triptofano e fenilalanina (aminoácidos aromáticos).

 Método desenvolvido a princípio para leite e produtos lácteos, mas atualmente é também utilizado para produtos cárneos e agrícolas.

 Rápido, simples, não destrutivo.

 Não muito preciso já que depende da concentração dos três aminoácidos na composição da proteína.

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MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS

 Baseado na turbidez causada pela proteína precipitada por algum agente precipitante, como ácido tricloroacético (TCA), ferricianeto de potássio e ácido sulfossalicílico.

 Rápido e simples para amostras líquidas, nas quais a

proteína está em solução.

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4. Lipídios (gorduras e substâncias gordurosas)

 São componentes do alimento que são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos, tais como éter etílico, éter de petróleo, acetona, clorofórmio,

benzeno, etc.

Conteúdo de gordura nos diversos tipos de alimentos: Alimento Concentração (%) Manteiga e margarina 81 Molhos de salada 40 - 70 Leite fresco 3,7 Leite em pó 27,5 Sorvetes 12 Cereais 3-5 Carnes 16 – 25 Peixes 0,1 – 20 Ovos 12 Chocolate 35 Frutas 0,1 – 1 Vegetais 0,1 - 1,2

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ANÁLISE DE ALIMENTOS 4. Lipídios

MÉTODOS DE ANÁLISE

 Extração com solvente a quente

 São três etapas: extração da gordura da amostra com solvente; eliminação do solvente por evaporação; a gordura extraída é quantificada por pesagem.

 Características:

o A escolha do solvente vai depender dos compostos lipídicos existentes no alimento.

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4. Lipídios - MÉTODOS DE ANÁLISE

 Extração com solvente a quente - Características:

o Utilizar o alimento seco (usado na determinação de umidade)  > eficiência por > penetração do solvente na amostra.

o Para alimentos cujos lipídios encontram-se ligados à carboidratos e proteínas, a extração direta com solventes apolares é ineficiente. Preceder a extração com hidrólise ácida ou básica.

o Os solventes mais utilizados são o éter de petróleo e o éter etílico.

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 Extração com solvente a quente (continuação)  tipos de equipamentos:

A. Soxhlet

Extrator utiliza refluxo de solvente. Processo de extração intermitente.

Possível saturação do solvente que permanece em contato com a amostra antes de ser sifonado, podendo dificultar a extração.

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 Extração com solvente a quente (continuação) A. Soxhlet

Onde:

A= peso do balão com gordura B= peso do balão

P= peso da amostra

Cálculos: % gordura = [(A-B)X100]/P

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 Extração com mistura de solventes a frio

Método de Bligh-Dyer

 Utilização de uma mistura de três solventes: clorofórmio:água:metanol

 Amostra + clorofórmio:metanol 1 fase  Adição clorofórmio:água 2 fases

 A fase de clorofórmio com a gordura é isolada e, após evaporação do solvente, obtém-se a quantidade de gordura por pesagem.