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

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1 ALIMENTO MACRONUTRIENTES Proteínas Carboidratos Lipídios MICRONUTRIENTES Minerais Vitaminas Hidro e Lipossolúveis

2 Vitaminas hidrossolúveis e lipossolúveis não fazem parte da composição centesimal. ANÁLISE DE ALIMENTOS Determinação da composição centesimal dos alimentos 1. Umidade 4. Lipídios 2. Resíduo mineral fixo (RMF) 5. Carboidratos 3. Proteínas

3 Determinação da composição centesimal dos alimentos 1.Umidade (Água) representa a fração água de um alimento, onde promove processo químicos e bioquímicos. Pontes de hidrogênio

4 Determinação da composição centesimal dos 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.

5 Determinação da composição centesimal dos alimentos 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.

6 Determinação da composição centesimal dos alimentos 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

7 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. 0,91 0,87 Muitas leveduras (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococus. 0,87 0,80 A maioria dos fungos, Staphylococcus aureus, a maioria das Saccharomyces spp., Debaryomyces. Alguns queijos (cheddar, suíço, provolone), carnes curadas (presunto), concentrado de frutas, alimentos contendo até 55% de sacarose ou 12% de sal. Embutidos fermentados (salames), bolos confeitados, queijos desidratados, margarina, alimentos contendo até 65% de sacarose ou 15% de sal. 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.

8 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.

9 Métodos de conservação e Aw Liofilização Aw engloba o congelamento e a evaporação dos cristais de gelo em vapor sem passar pelo estado líquido. Sublimação (estado sólido estado gasoso)

10 Métodos de conservação e Aw 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.

11 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).

12 Métodos de determinação de umidade 1. Métodos por secagem Secagem em estufas Cadinho 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). Almofariz e pistilo

13 Métodos de determinação de umidade 1. Métodos por secagem Secagem em estufas 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.

14 Métodos de determinação de umidade 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.

15 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.

16 Esquema de destilação

17 Determinação da composição centesimal dos alimentos 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 CO 2, H 2 O, NO 2. 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.

18 Determinação da composição centesimal dos alimentos 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)

19 Determinação da composição centesimal dos alimentos 2. Resíduo mineral fixo (RMF) (continuação) a composição da cinza vai depender da natureza do alimento e do método de determinação utilizado:

20 Determinação da composição centesimal dos alimentos Elemento Ca P Fe Na Mg Mn Cu S Co Zn Alimentos Produtos lácteos, cereais, nozes, alguns peixes e certos vegetais Produtos lácteos, grãos, nozes, carnes, peixes, aves, ovos e legumes Grãos, farinhas, produtos farináceos, cereais assados e cozidos, nozes, carnes, aves, frutos do mar, peixes, ovos e legumes Produtos lácteos, frutas, cereais, nozes, carnes, aves, peixes, ovos e vegetais Nozes, cereais e legumes Cereais, vegetais, algumas frutas e carnes Frutos do mar, cereais e vegetais Alimentos ricos em proteínas e alguns vegetais Vegetais e frutas Frutos do mar

21 o geléias, xaropes, doces em massa: 10g. ANÁLISE DE ALIMENTOS 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;

22 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

23 CINZA TOTAL CINZA ÚMIDA utilizada na determinação de elementos traços, que podem ser perdidos na cinza seca. DIGESTÃO H 2 SO 4 HNO 3 H 2 SO 4 -HNO 3 H 2 SO 4 -HNO 3 -HCLO 4

24 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

25 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%

26 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.

27 3. Proteínas (continuação) 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.

28 3. Proteínas (continuação) 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.

29 3. Proteínas (continuação) Análises elementares (continuação) B. Análise de nitrogênio 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...

30 Fator de conversão de N em proteína

31 3. Proteínas (continuação) Análises elementares (continuação) B. Análise de nitrogênio 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. Pode haver N derivado de ácidos nucléicos, vitaminas, uréia, nitratos e nitritos e outras fontes

32 3. Proteínas (continuação) Análises elementares (continuação) B. Análise de nitrogênio - MÉTODO DE KJELDAHL DIGESTÃO OU MINERALIZAÇÃO H 2 SO 4 (C+N+O+H) (NH 4 ) 2 SO 4 + CO 2 DESTILAÇÃO (NH 4 ) 2 SO 4 + H 3 BO 3 (NH 4 ) 3 BO 3 TITULAÇÃO NaOH (NH 4 ) 3 BO 3 NH 4 Cl + H 3 BO 3 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

33 3. Proteínas (continuação) 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)

34 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.

35 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).

36 3. Proteínas (continuação) Análise por grupo 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.

37 três aminoácidos na composição da proteína. ANÁLISE DE ALIMENTOS 3. Proteínas (continuação) Análise por grupo 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

38 3. Proteínas (continuação) Análise por grupo 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.

39 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 Leite fresco 3,7 Leite em pó 27,5 Sorvetes 12 Cereais 3-5 Carnes Peixes 0,1 20 Ovos 12 Chocolate 35 Frutas 0,1 1 Vegetais 0,1-1,2

40 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.

41 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.

42 4. Lipídios MÉTODOS DE ANÁLISE 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.

43 4. Lipídios MÉTODOS DE ANÁLISE Extração com solvente a quente (continuação) A. Soxhlet Cálculos: % gordura = [(A-B)X100]/P Onde: A= peso do balão com gordura B= peso do balão P= peso da amostra

44 Extrator de Soxhlet

45 4. Lipídios MÉTODOS DE ANÁLISE 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.