Análise Físico-Química de Leite

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1 Universidade Federal de Pelotas Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel Disciplina Tecnologia Agroindustrial II AULA: Análise Físico-Química de Leite Guilherme Dannenberg Bacharel em Química de Alimentos Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos Doutorando em Ciência e Tecnologia de Alimentos

2 TAG II Análise Físico-Química de Leite 01 Análises abordadas 1 Densidade 2 Gordura 3 EST 4 ESD EST - Gordura 5 Teste do Álcool 6 Teste do Alizarol 7 Acidez Dornic

3 TAG II Análise Físico-Química de Leite 02 1 Densidade D m v Relação entre massa e volume ou O peso de determinado volume. ou O volume de determinada massa.

4 TAG II Análise Físico-Química de Leite 03 1 Densidade Conhecendo a faixa de variação percentual esperada para cada componente do leite, e sabendo a densidade de cada um desses componentes, pode-se determinar um intervalo de densidade esperado para o leite. Desvios desta densidade esperada indicam a presença de substancias indesejadas e/ou a remoção de componentes do leite.

5 TAG II Análise Físico-Química de Leite Densidade Metodologia da Análise Equipamento Equipamento = Termolactodensimetro Utilizado para Leite

6 TAG II Análise Físico-Química de Leite Densidade Metodologia da Análise Principio Ao imergir o termolactodensimetro em líquidos de diferentes densidades, ele apresentará diferentes níveis de flutuação. Densidades baixas indicam uma baixa compactação molecular, logo, exercem menos resistência a penetração (existe mais espaço entre as moléculas) e o termolactodensimetro afunda mais. Densidades altas indicam uma alta compactação molecular, logo, exercem mais resistência a penetração (existe pouco espaço entre as moléculas) e o termolactodensimetro afunda menos.

7 TAG II Análise Físico-Química de Leite Densidade Metodologia da Análise Densidade Corrigida Temperatura indica agitação molecular. Quanto mais quente, maior a agitação das moléculas, e consequentemente mais afastadas (distantes), ocupando assim um maior volume. Quanto mais frio, as moléculas estarão menos agitadas e por consequência mais compactadas (próximas), ocupando um volume menor. A temperatura influência diretamente no volume. Logo, a densidade (relação massa/volume) é afetada variando em função desse parâmetro. Quente m D v Frio m D v

8 Temperatura Densidade TAG II Análise Físico-Química de Leite Densidade Metodologia da Análise Densidade Corrigida RELAÇÃO O termolactodensimetro é calibrado a uma determinada temperatura (15 C), caso a temperatura de análise coincida com a de calibração do equipamento, não há necessidade de correção, Caso contrario (frequentemente) deve ser feita a correção. O processo de correção da medida de densidade consiste simplesmente em correlacionar em tabelas apropriadas o valor aferidos para a densidade com a temperatura em que foi feita a leitura.

9 TAG II Análise Físico-Química de Leite Densidade Resultados Interpretação Fraude por Desnate Baixa Fraude por Aguagem 1,028 1,034 Alta Remoção do componente com a menor densidade (gordura), resulta no aumento da concentração dos componentes com maior densidade Aumento da concentração de um componente com densidade 1 (menor que a do leite).

10 TAG II Análise Físico-Química de Leite Densidade Referência Protocolo Oficial Densidade - MAPA Ou acesse: ttp:// ratorios/metodos/arquivos-metodos-daarea-poa-iqa/met-poa densidade-emleite-fluido.pdf/view

11 TAG II Análise Físico-Química de Leite 10 2 Gordura A gordura por ser apolar (hidrofóbica) e menos densa que a água, não se dispersa facilmente em meio aquoso. No leite, os lipídeos encontram-se agrupados em micelas eletricamente carregadas. Forma micelar da gordura dispersa no leite Cauda apolar (hidrofóbica) posicionada para o interior da micela, evitando contato com a água. Cabeça com caráter polar (como fosfolipídios) posiciona-se para o exterior da micela.

12 TAG II Análise Físico-Química de Leite 11 2 Gordura Princípio da estabilidade das micelas de gordura A presença de cargas elétricas no exterior das micelas promove REPULSÃO entre elas evitando a coalescência (união de micelas), e consequente separação.

13 TAG II Análise Físico-Química de Leite Gordura Metodologia da Análise Técnica Separação da gordura A separação da gordura é feita pela adição de ác. Sulfúrico (H 2 SO 4 ), que neutraliza as cargas negativas presentes no exterior da micela desfazendo o mecanismo de repulsão e possibilitando a coalescência das micelas. Por ser um ácido forte, o H 2 SO 4 dissocia a matéria orgânica presente no exterior das micelas, liberando a energia destas ligações na forma de calor. Esse aquecimento (que pode ser auxiliado por uma banho quente) promove a agitação molecular, fenômeno que faz as micelas entrarem em colisão e coalescêrem (pois não há mais repulsão) separando-se. Uma vez separadas a diferença de densidade faz com que a gordura flote (vá para cima) naturalmente, processo que pode ser acelerado por centrifugação. Butirômetro de Gerber A utilização do butirômetro permite a aferição direta do percentual de gordura, pois possui uma escala graduada na parte superior (para onde a gordura separada ira se deslocar).

14 TAG II Análise Físico-Química de Leite Gordura Metodologia da Análise Resultado Leitura Diretamente na escala graduada do butirômetro. Interpretação Percentual inferior a 3 indica aguagem ou desnate

15 TAG II Análise Físico-Química de Leite Gordura Referência Protocolo Oficial Gordura - MAPA Ou acesse: oratorios/metodos/arquivos-metodos-daarea-poa-iqa/met-poa lipidios-emleite-fluido.pdf/view

16 TAG II Análise Físico-Química de Leite 15 3 E.S.T. Extrato Seco Total Componente Concentração (%) Água 87 Carboidratos 4 Lipídeos 4 Proteínas 3 Minerais 0,5 E.S.T. 11,5% E.S.T = Tudo menos a água.

17 TAG II Análise Físico-Química de Leite E.S.T Extrato Seco Total Metodologia da Análise Equipamento Uma maneira é remover toda a água em estufa e aferir o percentual restante. No entanto, a remoção da água demanda muito tempo, o que é um problema. Sabendo a densidade da amostra, e o percentual de gordura (componente de menor densidade), pode-se obter o E.S.T. correlacionando estas duas informações através de cálculos. Todas as possíveis variações de densidade e gordura do leite foram correlacionadas e compiladas em um sistema Disco de Ackermann

18 TAG II Análise Físico-Química de Leite E.S.T Extrato Seco Total Metodologia da Análise Procedimento [C] Seta indicativa: Indica na escala externa o resultado do E.S.T. [A] Disco interno (rotacional): Valores de densidade [B] Escala intermediária (fixa): Valores Gordura [D] Escala Externa(fixa): Valores de E.S.T. O valor da densidade (presente no disco interno [A]) é sobreposto com o valor da gordura (no disco intermediário [B]), e a seta indicativa [C] aponta o valor de E.S.T. na escala externa [D].

19 TAG II Análise Físico-Química de Leite E.S.T Referência Extrato Seco Total Protocolo Oficial EST - MAPA Ou acesse: ratorios/metodos/arquivos-metodos-da-areapoa-iqa/met-poa est-e-esd-em-leitefluido.pdf/@@download/file/met%20poa% 2008%2002%20EST%20e%20ESD%20em%20le ite%20fluido.pdf

20 TAG II Análise Físico-Química de Leite 19 4 E.S.D. Extrato Seco Desengordurado E.S.D. Componente Concentração (%) Água 87 Carboidratos 4 Lipídeos 4 Proteínas 3 Minerais 0,5 8,5% E.S.D = Tudo menos água e gordura.

21 TAG II Análise Físico-Química de Leite E.S.D. Determinação Extrato Seco Desengordurado Subtrair do valor de Extrato Seco Total (E.S.T.) o percentual de gordura. E.S.T. - % gordura = E.S.D.

22 TAG II Análise Físico-Química de Leite E.S.D. Referência Extrato Seco Desengordurado Protocolo Oficial ESD - MAPA Ou acesse: ratorios/metodos/arquivos-metodos-da-areapoa-iqa/met-poa est-e-esd-em-leitefluido.pdf/@@download/file/met%20poa% 2008%2002%20EST%20e%20ESD%20em%20le ite%20fluido.pdf

23 TAG II Análise Físico-Química de Leite 22 5 Termoestabilidade Teste do álcool Objetivo Verificar a estabilidade térmica do leite. Importância Determina se o leite pode ser processado (tratado termicamente) pela indústria ou não. (Leites instáveis não são carregados para a indústria) Vantagem Técnica extremamente simples, de baixo custo e rápida (instantânea). Problema Não aponta as causas da instabilidade (quando instável).

24 TAG II Análise Físico-Química de Leite Termoestabilidade Teste do álcool Metodologia da Análise Princípio A termoestabilidade do leite esta diretamente relacionada com a estrutura das proteínas (caseínas) As caseínas estão dispersas no leite na forma de micelas, e sua estabilidade depende fortemente do íon Cálcio (Ca ++ ), que mantém as caseínas unidas na forma de micela. A parte externa da micela possui carga elétrica, fator que confere repulsão entre diferentes micelas evitando a coalescência (junção) e consequente precipitação. Repulsão Leites instáveis não possuem essa estrutura, e quando aquecidos as micelas se chocam (pois não há repulsão) e precipitam.

25 TAG II Análise Físico-Química de Leite Termoestabilidade Metodologia da Análise Teste do álcool 2 ml de Leite 2 ml de Álcool (72%) O álcool simula o efeito da temperatura. Soluções mais concentradas simulam tratamentos térmicos mais severos (pasteurização rápida), e concentrações mais diluídas simulam tratamentos térmicos mais amenos (pasteurização lenta).

26 TAG II Análise Físico-Química de Leite Termoestabilidade Teste do álcool Resultado Resultado possíveis Estável Instável Leite Estável no teste do álcool indica a capacidade do leite ser submetido ao tratamento térmico sem que hajam alterações indesejáveis, podendo então ser processado. Aparência liquida, normal de leite, sem precipitação (coagulação). Presença precipitados (coagulação), atípica de leite. de sólidos aparência Leite Instável no teste do álcool indica que o mesmo não suporta o tratamento térmico, não podendo ser submetido aos processos de pasteurização necessários na industria de laticínios.

27 TAG II Análise Físico-Química de Leite Termoestabilidade Teste do álcool Resultado Causas da instabilidade Leite ácido A presença excessiva de ácidos, esta diretamente relacionada a presença de bactérias. Bactérias ácido láticas estão naturalmente presentes no leite, mas seu metabolismo é expressivamente desacelerado sob refrigeração. Logo, leite ácido indica condições inadequadas de armazenamento (temperaturas altas). LINA Leite Instável Não Ácido O LINA esta relacionado a alterações estruturais das micelas de caseína, que podem ocorrer devido a fatores como déficit nutricional do gado. A falta de Cálcio na alimentação, por exemplo, pode comprometer a estabilidade das micelas de caseína, visto que o cálcio (cátion bivalente) é responsável por unir as proteínas mantendo estas estáveis na micela. Outros Leite Colostral Leite Mastitico

28 TAG II Análise Físico-Química de Leite 27 6 Acidez Alizarol Colorimétrico Alizarol Solução alcoólica de alizarina Indicador de termoestabilidade Indicador de ph Além de informar se o leite esta estável ou instável (como no teste do álcool), apresenta um indicador colorimétrico (Alizarina) que permite inferir se a instabilidade é em função da acidez ou não, informação impossível de verificar no teste do álcool.

29 TAG II Análise Físico-Química de Leite 28 Acidez Alizarol 6.1 Metodologia da Análise Colorimétrico 2 ml de Leite 2 ml de Alizarol Em um tubo de ensaio adicionar 2 ml de leite mais 2 ml da solução de alizarol

30 TAG II Análise Físico-Química de Leite 29 Acidez Alizarol 6.3 Resultado Colorimétrico Resultados Leite mastitico Leite ácido Indica temperaturas de armazenamento elevadas, permitindo a multiplicação microbiana que resulta na produção de ácido lático a partir da lactose. A lesão no tecido do úbere permite a passagem de eletrólitos do sangue para o leite causando a elevação do ph (ph do sangue é maior que o ph do leite) Leite Neutralizado Ácido Normal Alcalino A adição excessiva de agentes neutralizantes, adicionados na tentativa de mascarar leites ácidos resulta na elevação do ph.

31 TAG II Análise Físico-Química de Leite 30 7 Acidez Dornic Titulação Objetivo Quantificar os ácidos presentes no leite. Importância Informa se realmente um leite esta ácido, alcalino ou dentro do esperado. Vantagem Fácil execução e resultado rápido.

32 TAG II Análise Físico-Química de Leite Acidez Dornic Titulação Metodologia da Análise Principio Uma molécula de NaOH neutraliza uma molécula de ácido lático (1:1), logo, a quantidade de hidróxido necessária para promover a completa neutralização (ph 7) é diretamente proporcional a quantidade de ácidos presentes no leite. NaOH

33 TAG II Análise Físico-Química de Leite Acidez Dornic Titulação Metodologia da Análise técnica Titulação (Dornic) O procedimento consiste em titular 10mL da amostra de leite com a solução Dornic (NaOH 0,1N) na presença de um indicador colorimétrico (fenolftaleína), deste modo cada 0,1 ml da solução Dornic Corresponde a 1 D ou 0,001g de ácido lático. Fenolftaleina Indicador colorimétrico incolor em ph ácidos (o leite possui caráter levemente ácido) que passa a rosa a partir do ponto de neutralidade (próximo a ph 7) Ponto de neutralização Quando a coloração passa para rosa, indica que o ph atingiu a neutralidade, e nestas condições a quantidade de moléculas de NaOH presentes no volume gasto é equivalente a quantidade de moléculas de ácido lático presentes no leite.

34 TAG II Análise Físico-Química de Leite Acidez Dornic Referência Titulação Protocolo Oficial Dornic - MAPA Ou acesse: ratorios/metodos/arquivos-metodos-da-areapoa-iqa/met-poa acidez-em-leitefluido.pdf/@@download/file/met%20poa% 2020%2001%20Acidez%20em%20leite%20flui do.pdf

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