Composição Centesimal dos Alimentos: Análise e Aplicações

Determinação da composição centesimal dos alimentos Apresentação A composição centesimal dos alimentos reflete seu valor nutritivo ou calórico bem como a proporção dos nutrientes em relação a 100g do produto A análise da composição dos alimentos permite conhecer a disponibilidade dos nutrientes e suas características físicoquímicas Conhecer a composição dos alimentos em termos nutricionais e microbiológicos é importante para toda a população Assim as orientações nutricionais tornamse mais próximas além de promover a segurança alimentar e nutricional visando à necessidade de cuidados nutricionais e à saúde da população Nesta Unidade de Aprendizagem você irá aprender a composição centesimal dos alimentos e a aplicação de cálculos bem como estudos que orientam essa ações Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Identificar a importância da análise centesimal dos alimentos para a saúde do consumidor Interpretar os ensaios usados para a análise centesimal dos alimentos em laboratório Aplicar os cálculos para definição da composição centesimal Desafio Com a composição centesimal é possível obter informações sobre os nutrientes presentes nos alimentos Um dos objetivos é identificar caracteristicas e composição deles para assim diversificar a alimentação Em um laboratório de análise de alimentos você como nutricionista quer verificar a composição centesimal de um bolo industrializado mais especificamente umidade cinzas e lipídio Você possui as seguintes informações Diante disso responda quais procedimentos devem ser realizados no laboratório para as análises Além disso realize os cálculos das determinações mencionadas Infográfico Na composição centesimal de alimentos são apresentadas diversas informações sobre os principais componentes dos alimentos como nutrientes e características físicoquímicas Realizar essa análise permite que alimentos existentes sejam estudados assim como contribui para o desenvolvimento de novos produtos alimentícios Neste Infográfico você encontra uma síntese das determinações centesimais dos alimentos COMPOSIÇÃO CENTESIMAL DOS ALIMENTOS Os alimentos possuem componentes com características e funções específicas Quando se deseja analisar os alimentos devese estar atento aos seguintes itens e suas características Umidade é o ponto de partida e uma das medidas mais importantes e utilizadas na análise de alimentos Proteínas presentes nos compostos nitrogenados A determinação do nitrogênio total nos fornece a informação reduzida do valor de proteínas de um alimento Cinzas as cinzas compreendem o resíduo mineral fixo que não é destruído pela queima do produto Lipídeos possuem compostos apolares Neles estão inclusas principalmente as gorduras embora englobem também outras substâncias solúveis no éter como ceras resinas alguns pigmentos entre outros Carboidratos presentes nos compostos glicosídicos Englobam diversos compostos tais como féculas e amido açúcares gomas resinas ácidos orgânicos entre outros Fibras fração não metabolizável A fração fibra é constituída por polissacarídeos não digestíveis como celulose hemicelulose lignina pectina e gomas Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Conteúdo do livro As análises centesimais fornecem informações relevantes para que se realize o diagnóstico do estado de saúde e nutrição de uma população por exemplo Além disso são essas análises que embasam as tabelas de composição de alimentos amplamente usadas No capítulo Determinação da composição centesimal dos alimentos da obra Bromatologia você verá como esses dados resultantes das análises são relevantes além de conhecer a aplicação dos cálculos da definição da composição centesimal Boa leitura BROMATOLOGIA Pryscila Gharib Nichelle Determinação da composição centesimal dos alimentos Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto você deve apresentar os seguintes aprendizados Identificar a importância da análise centesimal dos alimentos para a saúde do consumidor Interpretar os ensaios usados para a análise centesimal dos alimentos em laboratório Aplicar cálculos para definição da composição centesimal usando as tabelas de composição dos alimentos Introdução A composição centesimal dos alimentos consiste em reconhecer a dis ponibilidade dos alimentos e dessa forma conhecer as características físicoquímicas deles e seus nutrientes Para a população em geral é de extrema importância o conhecimento do que cada alimento é composto em termos nutricionais e microbioló gicos Dessa forma as orientações nutricionais se tornam mais palpáveis além da possibilidade de promover a segurança alimentar e nutricional Neste capítulo você vai estudar sobre a importância os ensaios usados para a composição centesimal dos alimentos e ainda sobre a aplicabilidade dos cálculos da definição da composição centesimal Importância da composição centesimal para os consumidores A composição da centesimal demonstra a proporção dos nutrientes em um alimento Sendo assim cada nutriente é expresso na sua proporção em relação a 100 g do produto Os objetivos da composição centesimal são reconhecer a disponibilidade dos alimentos e as suas características físicoquímicas bem como a composição dos nutrientes e a importância da variedade e da diversidade de alimentos na dieta dos indivíduos e da coletividade Além disso as análises são necessárias para elaboração de programas de nutrição saúde e educação A importância da composição centesimal também percorre as áreasda agricultura indústria e marketing de alimentos visto que o Brasil é um país detentor de uma vasta biodiversidade e grande extensão territorial Além disso temdiferentes espécies nativas de alimentos que tem grande importância socioeconômica e enorme potencial de exploração comercial ROCHA et al 2012 Falando em vasta diversidade de alimentos que o Brasil tem ainda existem diversos alimentos especialmente se tratando da biodiversidade que não foram estudados por análises bromatológicas Na área da nutrição as análises centesimais permitem fornecer subsídios para o diagnóstico do estado de saúde e nutrição de uma população por meio da avaliação do consumo alimentar No plano individual o acompanhamento do padrão alimentar é um importante subsídio para o estabelecimento da situação de risco nutricional determinado de um lado por carências específicas e de outro por práticas alimentares inadequadas CECCHI 2015 É com base nesse teor de nutrientes que se dá a avaliação da dieta permi tindo decidir sobre sua adequação ou inadequação O crescente interesse nas relações entre dieta e saúde reflete um consenso dacomunidade científica de que tais relações existem não apenas para doenças relacionadas à desnutrição mas também para muitas doenças crônicas dos países desenvolvidos e em desenvolvimento tais como doenças cardiovascu lares diversos tipos de cânceres diabetes obesidade osteoporose e doenças hepáticas Há outras substâncias nos alimentos que também podem afetar a saúde com os compostos bioativos e fatores antinutricionais Por outro lado quando se pretende desenvolver um novo produto alimentício e lançálo no mercado é fundamental submetêlo a análises de composição centesimal ROCHA et al 2012 Determinação da composição centesimal dos alimentos 2 Com base nas análises de composição centesimal dos alimentos é que são elaboradas as tabelas de composição de alimentos as quais são vastamente utilizadas em avaliações do consumo de alimentos de indivíduos As entrevistas individuais e de populações para a coleta de dados utilizam inquéritos alimen tares como recordatório de 24 horas e questionário de frequência alimentar No Brasil as tabelas de composição de alimentos são geralmente compi lações de pesquisas realizadas em diversas regiões do país e até mesmo fora do país Por essa razão elas não levam em conta as variações na composição dos alimentos que ocorrem em função de variáveis genéticas e ambientais As tabelas também não dão conta de precisar os ingredientes adicionados na preparação dos alimentos especialmente óleos e gorduras Para evitar decisões ou conclusões equivocadas as tabelas precisam ser confiáveis atualizadas e mais completas quanto possível baseadas em análises originais conduzidas de acordo com plano de amostragem representativo e métodos validados a fim de fornecer informações que verdadeiramente representem a composição dos alimentos do país BOLZAN 2013 Principais tabelas de composição de alimentos Tabela Brasileira de Composição de Alimentos TACO 2011 Tabela Sonia Tucunduva Philippi 2013 Tabela Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE 20082009 Tabela de composição química de alimentos Guilherme Franco Composição centesimal O princípio é fornecer valor nutritivo e valor calórico dos alimentos Com as análises é possível detectar se o alimento está dentro dos padrões mínimos e máximos encontrados na legislação Por convenção os grupos homogêneos de substâncias que constituem os alimentos são Umidade ou voláteis a 105C Cinzas ou resíduo mineral fixo RMF Lipídeo gorduras ou extrato etéreo 3 Determinação da composição centesimal dos alimentos Proteína bruta ou extrato nitrogenado Carboidratos glicídeos açúcares ou sacarídeos Fibras ou substâncias insolúveis O conhecimento da composição de alimentos consumidos nas diferentes regiões do Brasil é um elemento básico para ações de orientação nutricional baseadas em princípios de desenvolvimento local e diversificação da alimenta ção em contraposição à massificação de uma dieta monótona e desequilibrada CECCHI 2015 Ensaios usados na análise centesimal Umidade É uma das medidas mais importantes e utilizadas na análise de alimentos Está relacionada à estabilidade qualidade e composição de produtos alimentícios Presença de umidadeágua em alimentos afeta a sua estocagem por exemplo produtos estocados com umidade excessiva estão sujeitos à rápida deterioração em razão do crescimento de fungos que desenvolvem toxinas como a afl atoxina a sua embalagem por exemplo velocidade de escurecimento em vegetais e frutas desidratadas ou absorção de oxigênio em ovo em pó podem se elevar com o aumento da umidade em embalagens permeáveis à luz e ao oxigênio e o seu processamento por exemplo a umidade do trigo na fabricação de pão e produtos de padaria Considerase geralmente como umidade a água presente em um alimento Essa água se apresenta de duas maneiras Umidade de superfície é a água presente na superfície externa como no grão de trigo Essa umidade é facilmente evaporada Umidade absorvida é a água encontrada no interior de certos alimentos ou produtos alimentícios sem no entanto combinarse quimicamente com eles Essa umidade muitas vezes está concluída tornando sua evaporação mais difícil Nesse caso o material a ser submetido à elimi nação de água por evaporação deve ser reduzido a partículas pequenas para possibilitar a sua liberação Determinação da composição centesimal dos alimentos 4 Métodos A umidade de um alimento pode ser determinada basicamente por dois pro cessos que por sua vez apresentam várias derivações Métodos gravimétricos Baseiamse na perda de peso da amostra após remoção da água por evaporação a com o emprego de calor b sem o emprego de calor Técnica gravimétrica com o emprego de calor Esse método está baseado na determinação de perda de peso do produto subme tido ao aquecimento O método de determinação de umidade por aquecimento em estufa a 105C é o processo mais usual Material Estufa regulada a 105C Cápsula de vidro pesafiltro de vidro ou cápsula de inox Dessecador Balança analítica Procedimento Pesar a cápsula vazia ou pesafiltro destampado previamente aquecida em estufa a 105C por um período de 2 horas resfriar em dessecador tampado por 20 minutos e anotar o peso Pesar cerca de 5 g de amostra média na cápsula e aquecer em estufa a 105C por período de 1 a 3 horas Esfriar em dessecador até temperatura ambiente 20minutos e pesar Repetir procedimento até que a diferença entre duas pesadas consecutivas não seja superior a 001g peso constante Técnica determinação gravimétrica sem o emprego do calor Este método é utilizado quando se deseja preservar princípios termolábeis e em casos especiais como o dos alimentos muito açucarados que tendem 5 Determinação da composição centesimal dos alimentos a se caramelizar Esse processo apresenta algumas vantagens sendo que a principal é a rapidez com que são fornecidos os resultados Chamase produto dessecado à fração do alimento privado de substâncias voláteis a 105C umidade Material Dessecador ácido sulfúrico Cápsula de alumínio ou porcelana Bomba de vácuo Balança analítica Procedimento Pesar exatamente cerca de 25 g da amostra a ser analisada e colocar no interior de um dessecador no qual foi previamente adicionado ácido sulfúrico Promover o vácuo Realizar movimentos no dessecador nas primeiras 12 horas Após 24 horas abra o material Repetir a operação até que a diferença entre pesagens não seja superior a 001g Cálculo idêntico à técnica anterior FELTES et al 2016 Cinzas ou resíduo mineral fixo A fração cinzas compreende o resíduo mineral fi xo que não é destruído pela queima do produto Sua composição depende até certo ponto da temperatura e do tempo em que se pode processar a ignição As cinzas podem ser calculadas em relação ao produto e em relação ao produto dessecado Evidentemente os valores numéricos obtidos serão diferentes em cada caso havendo portanto a necessidade de se exprimir no resultado as condições em que se processou a determinação Consideramse cinzas totais o resultado da incineração do produto à tem peratura de 500550C em mufla ou à do vermelho sombrio em bico de gás A ignição deve ser prolongada até que a cinza mostre cor uniforme Normalmente essa cor é branca ou cinzenta ocorrendo casos em que apresenta Determinação da composição centesimal dos alimentos 6 cor vermelha ou avermelhada ou verde ou esverdeada por causa do excesso de certos elementos presentes De qualquer modo as cinzas não devem apre sentar pontos de carvão As cinzas deverão ficar brancas ou levemente acinzentadas em caso contrá rio esfriar adicionar 05 mL de água secar e incinerar novamente Algumas gotas de azeite comestível adicionadas inicialmente à amostra facilitam a carbonização Algumas amostras contendo sais de metais alcalinos que retêm proporções variáveis de dióxido de carbono nas condições da incineração são tratadas inicialmente com solução de carbonato de amônio ou ácido sulfúrico diluído e após secagem do excesso do reagente aquecidas e pesadas O resíduo é então denominado cinzas carbonatadas ou cinzas sulfati zadas respectivamente Muitas vezes é vantajoso combinar a determinação direta de umidade e a determinação de cinzas incinerando o resíduo obtido na determinação de umidade A determinação de cinzas insolúveis em ácido geralmente ácido clorídrico a 10 pp dá uma avaliação da sílica areia existente na amostra Alcalinidade nas cinzas é outra determinação auxiliar no conhecimento da composição FELTES et al 2016 Dificuldades práticas que envolvem a obtenção das cinzas a Materiais muito ricos em fósforo uma massa vítrea envolve o car vão inicialmente formado tornandoo dificilmente atingível Nessas condições com paciência procurase desintegrar o bloco formado colocando cuidadosamente sobre o material que então deverá estar frio uma gota de água destilada ou ácido nítrico b Produtos muito gordurosos há quase sempre formação de espuma que acarreta a perda da amostra A ignição deve ser lenta e paciente c Produtos com elevado teor de material alcalino a dificuldade reside em obter em dois ou mais ensaios resultados concordantes De fato pequenas variações no tempo ou na temperatura de ignição ocasionam variações devidas a maior ou menor decomposição dos carbonatos e volatilização dos cloretos Há ainda o perigo de hidratação das cinzas quando fora do dessecador ou mesmo de perdas mecânicas por serem leves e fofas O material rico em água deve ser previamente dessecado cuidado que previne o sobressalto e a consequente perda durante a determinação A ignição deve ser gradual com assistência do analista Só depois de formado o bloco de carvão poderá o analista deixar que a operação prossiga sem supervisão 7 Determinação da composição centesimal dos alimentos direta É aconselhável quando a operação for executada em bico de gás colocar o cadinho ligeiramente inclinado sobre a chama Os cadinhos empregados podem ser de porcelana quartzo aço inoxidável níquel ou platina O uso de cada tipo depende do caso considerado porém para os trabalhos rotineiros de determinação de composição centesimal são perfeitamente aceitáveis os cadinhos de porcelana ou quartzo O tempo necessário para uma perfeita incineração depende tanto da tem peratura empregada quanto do tipo de material examinado assim como a sua quantidade Pode variar de alguns minutos a algumas horas O teor de cinzas em alimentos pode variar dentro do limite de 01 a 15 dependendo do alimento e das condições em que este se apresenta Determinação da fração RMF Fundamento Consiste na queima da matéria orgânica presente no alimento a uma tempera tura de 550C O método está baseado na determinação da perda de peso do material submetido ao aquecimento sendo portanto um método gravimétrico A perda de peso nos fornece o teor de matéria orgânica do alimento A diferença entre o peso original da amostra e essa perda fornece a quantidade de cinzas presente no produto Nem sempre esse resíduo representa toda a substância inorgânica presente na amostra pois alguns sais podem sofrer redução ou volatilização nesse aquecimento Pode ser denominado como um método por incineração Material Forno mufla regulado à temperatura de 500550C Cadinhos de porcelana Chapa elétrica Dessecador Balança analítica Procedimento Pesar o cadinho vazio previamente calcinado em mufla a 550C por 1 hora esfriar em dessecador e anotar o peso Pesar com exatidão neste cadinho previamente calcinado e pesado cerca de 35g de amostra dessecada no caso de alimento rico em água Começar a incineração aos poucos em bico de gás ou chapa elétrica procurando aquecer igualmente todas as faces do cadinho Determinação da composição centesimal dos alimentos 8 Quando o produto estiver transformado em massa de carvão e cessar o des prendimento de fumaça transferir o cadinho para mufla a 550C deixandoo por espaço de tempo suficiente para total destruição da matéria orgânica Esperar a temperatura baixar de 80C retirar e colocar em dessecador Pesar em seguida e até peso constanteFELTES et al 2016 Lipídeo gorduras ou extrato etéreo Essa fração inclui principalmente as gorduras embora englobe também outras substâncias solúveis no éter tais como ceras resinas alguns pigmentos etc A fração assim separada pode ser considerada como a média das substâncias graxas presentes no produto Método de Soxhlet Fundamento O processo é eminentemente gravimétrico É um método de extração des contínua ou intermitente O reagente permanece em contato com a amostra por um tempo que dependerá da temperatura de destilação e do tamanho do tubo extrator O método de Soxhlet fundamentase no fato de que o solvente atua diversas vezes sobre a amostra a fim de retirar por solubilização toda a gordura O solvente é aquecido evapora e ao atingir a parte superior condensase e cai sobre a amostra da qual se está extraindo a gordura O sifão permite que o solvente orgânico volte ao balão e se renove conti nuamente possibilitando um trabalho em circuito fechado pelo tempo que for necessário Assim a determinação quantitativa de lipídeos pelo método de Soxhlet baseiase na extração intermitente da fração lipídica por meio de solvente orgânico adequado determinandose gravimetricamente a quantidade de lipídeos após extração e remoção do solvente Entretanto o resíduo obtido não é constituído unicamente por triglicerídeos mas por todos os compostos que nas condições de determinação possam ser extraídos pelo solvente vitaminas fosfatídeos esteróis óleos essenciais etc O solvente usado para essa determinação é o éter etílico que deve ser anidro pois traços de umidade provocariam a dissolução de açúcares e outras substâncias que assim seriam erroneamente incluídas na fração gordurosa 9 Determinação da composição centesimal dos alimentos A extração pode ser levada a efeito num extrator intermitente sendo o mais comum o aparelho de Soxhlet Nesse aparelho o produto a ser extraído fica completamente protegido da indesejável elevação de temperatura O material colocado no cartucho deve ser previamente dessecado pois assim o éter penetrará mais rapidamente em sua massa além de ser prevenida a possível extração conjunta de substâncias indesejáveis solúveis em água bem como o carreamento da própria água o que provocaria um erro O material deve estar finamente dividido para permitir melhor atuação do solvente Em se tratando de material líquido esse deve ser colocado sobre fibra de amianto recentemente calcinada e resfriada A seguir deve ser dessecado e só então levado para o cartucho do Soxhlet Material que se aglomera facil mente formando pastas consistentes deve ser manipulado com areia lavada e seca antes de ser levado ao cartucho O tempo de extração é variável dependendo da natureza do produto exami nado Há indicação do ponto final do processo quando uma gota do solvente recémdestilado não acusa mais presença de gordura teste da mancha na folha de papel Ao término da extração devese recuperar por destilação o solvente utilizado Material Cartuchos de Soxhlet Extrator de Soxhlet Balão de fundo chato Éter etílico anidro ou éter de petróleo Estufa a 105C Balança analítica Procedimento Transferir quantitativamente para o cartucho deSoxhlet previamente de sengordurado a amostra que foi dessecada para determinação da umidade identificando o cartucho com lápis Cobrir a amostra com um pedaço de algodão desengordurado e colocálo no tubo extrator Pesar o balão de fundo chato de 250 mL previamente seco em estufa a 105C por 1 hora e resfriado no dessecador Pesar o balão de fundo chato e levar para a capela colocando no conjunto extrator de Soxhlet Adicionar o solvente suficiente para a extração e proceder à extração por aproximadamente 6 horas com éter etílico Evaporar o solvente e colocar o balão com o resíduo em estufa a 105C por 30 minutos Resfriar em dessecador até temperatura ambiente Pesar repetir o procedimento de aquecimento e resfriamento até peso constante Determinação da composição centesimal dos alimentos 10 O tempo de extração é variável dependendo da natureza do produto examinado Temse indicação do ponto final do processo quando uma gota do solvente recém destilado não acusa mais presença de gordura teste da mancha na folha de papel Ao término da extração devese recuperar por destilação o solvente utilizado Terminada essa etapa dois procedimentos são possíveis a Dessecar o material extratado até peso constante A diferença de peso entre a tomada de ensaio e o produto final corresponde à quantidade de extrato etéreo da amostra Calcular para 100 g b Separar o éter por destilação até cerca de 910 do volume eliminar o éter residual em banhomaria e secar o balão em estufa até que duas pesagens consecutivas não apresentem variações de peso Essa pesagem corresponde diretamente à quantidade de extrato etéreo da tomada de ensaio Calcular para 100 g do produto Para esse caso o balão do extrator de Soxhlet deverá ser previamente tarado Método de Bligh e Dyer Nesta técnica o alimento é homogeneizado com pequenas porções da mistura de metanol e clorofórmio de forma a separar a fase miscível em água do alimento A adição de mais clorofórmio e água promove a separação em duas fases com a fração lipídica contida na camada do clorofórmio Procedimento Em um tubo de ensaio com tampa pesar entre 20 a 25 g da amostra com teor de gordura acima de 20 ou entre 30 a 35 g para amostras com teor de gordura abaixo de 20 Adicionar exatamente 10 mL de clorofórmio 20 mL de metanol e 8 mL de água destilada Agitar vigorosamente observar se há vazamento Colocar o tubo no agitador rotativo por 30 minutos Após isso adicionar exatamente 10 mL de clorofórmio e 10 mL de solução de sulfato de sódio 15 Agitar vigorosamente por 2 minutos e centrifugar a 1000 rpm Succionar a camada metanólica superior e descartar Filtrar a camada inferior 11 Determinação da composição centesimal dos alimentos em papel de fi ltro qualitativo com sulfato de sódio anidro retira resíduo de água Transferir 5 mL do fi ltrado para um béquer de 50 mL previamente padronizado e pesado Evaporar o solvente em estufa a 105ºC esfriar em dessecador e pesar novamente Realizar os cálculos Proteína bruta ou extrato nitrogenado O conteúdo em proteína bruta do alimento é determinado por meiodo seu conteúdo em nitrogênio embora o nitrogênio possa ser proveniente de outros componentes não somente das proteínas componentes como ácidos nucléicos protídeos aminoácidos sais de amônio nitratos bases púricas etc A determinação do nitrogênio total nos fornece a informação muito redu zida do valor de proteínas de um alimento Conhecendo a proporção de uma proteína em particular multiplicase o valor do nitrogênio pelo fator desta e assim estimase o conteúdo em proteína Existem vários métodos para dosar o nitrogênio O método de Kjeldahl descrito há quase um século tem passado por modificações e desde então é o mais indicado para amostras de origem biológica Neste método por meio de uma digestão ácida todo nitrogênio da amostra é transformado em amônio NH4 o qual é posteriormente separado por destilação e finalmente dosado pela titulação O método é basicamente dividido em três etapas 1 Digestão o nitrogênio orgânico é transformado em amônia e os com postos orgânicos são convertidos em CO2 H2O e NH4 2 Destilaçãoneutralização a amônia é separada por destilação e reco lhida em uma solução receptora 3 Titulação determinação quantitativa da amônia recolhida contida na solução receptora Dependendo da técnica a separação da amônia é omitida fazendose a sua determinação diretamente no material após digestão Em face das diferentes temperaturas exigidas para a decomposição das substâncias orgânicas pois algumas substâncias não se decompõem à tempe ratura normal de ebulição do ácido sulfúrico tornase necessário aumentar a severidade de reação pela adição de determinados sais sendo os mais comuns o sulfato de potássio ou de sódio que elevam o ponto de ebulição do ácido sulfúrico de 180C para aproximadamente 400C e pela formação de S2O7 tornam a digestão mais rápida Determinação da composição centesimal dos alimentos 12 Mesmo assim a oxidação da matéria orgânica ainda é relativamente lenta podendo ser acelerada pela adição de catalisadores ou agentes oxidantes Os sais de cobre CuSO4 5H2O e selênio metálico Se são os mais comumente usados O uso de uma combinação de catalisadores é benéfico porque promove melhor efeito associativo do que cada um dos catalisadores separadamente O uso da mistura cobreselênio não acarreta perda de nitrogênio desde que a concentração do sulfato seja alta ou seja quando a concentração do sulfato for baixa o uso da mistura poderá acarretar perda de nitrogênio Quando se usa o método microKjeldahl em ebulição lenta 30 minutos serão suficientes para assegurar uma digestão adequada após tornarse claro o material que está sendo digerido enquanto que no método macroKjeldahl uma hora de ebulição é o mínimo aconselhável As reações que se passam durante o processo da determinação dos com postos nitrogenados podem ser assim resumidas Digestão durante a fase de digestão colocase no balão Kjeldahl a amostra embrulhada de preferência em papel impermeável juntamente com a mistura digestora e o ácido sulfúrico H2SO4 concentrado Fazse o aquecimento em blocos de aquecedores O carbono contido na matéria orgânica é oxidado e o dióxido de carbono CO2 se desprende No final da digestão o material fica completamente claro depois de passar por uma fase bastante escura no início da digestão Além dos aminoácidos presentes nas proteínas existe nitrogênio sob forma de amina amida e nitrila que são transformados em gás amônia NH3 Esse gás formado reage com o H2SO4 formando NH42SO4 conforme indicaram as reações O sulfato de amônio formado que fica no balão ao se esfriar forma cristais Destilação pode ser feita por aquecimento direto ou por arraste a vapor sendo preferível este último O sulfato de amônio é tratado com hidróxido de sódio NaOH 11 em excesso e ocorre a liberação do gás amônia NH3 Ao adicionar o NaOH 11 devem ser usadas algumas gotas de fenolf taleína no destilador para garantir um ligeiro excesso de base O gás NH3 desprendido é então recebido em um Erlenmeyer contendo ácido bórico H3BO3 com indicador previamente adaptado ao conjunto de destilação O processo termina quando todo o NH3 se desprendeu O H3BO3 contendo indicador que no início era de cor rosa laranja adquire a cor verde à medida que se vai formando o NH4H2BO3 13 Determinação da composição centesimal dos alimentos Titulação é a última fase O NH4H2BO3 é titulado com uma solução padrão de HCl 001N ou 01N com fator conhecido até a viragem do indicador Material Ácido sulfúrico isento de nitrogênio Catalisador misto Sulfato de potássio 100 g Sulfato de cobre 10 g Selênio 2 gsolução de ácido clorídrico 01 molmL ou 001 mol mL fatorado Solução indicador misto vermelho de metila 050 075 verde de bromocresol em álcool etílico Solução de hidróxido de sódio a 50 Ácido bórico 4 Procedimento utilizado o microKjeldahl 1 Pesar cerca de 1 g 02 g quando microKjeldahl da amostra em papel impermeável embrulhada transferir para um balão de Kjeldahl identifi cado e adicionar cerca de 2 g 1 g para MK do catalisador misto CuSO4 e K2SO4 e 20 mL 50 mL para MK de ácido sulfúrico concentrado 2 Aquecer até ebulição em capela química por cerca de 4 a 6 horas até atingir 400C para MK Nesta fase da digestão será observado um escurecimento do líquido e depois ao passo que o aquecimento vai se prolongando passa a pardo ficando finalmente incolor Para MK con tinuar a digestão até as paredes internas do tubo ficarem perfeitamente límpidas a fumaça branca de SO2 dióxido de enxofre praticamente cessar e o líquido apresentar coloração verdeesmeralda límpida A função do catalisador é reduzir o tempo de digestão O clareamento do líquido não indica o fim da digestão Para se ter certeza de que a operação está terminada adicionar à mistura um cristal de permanganato de potássio se este não descorar não hámatéria orgânica no digerido Determinação da composição centesimal dos alimentos 14 3 Adicionar ao digerido frio cerca de 50 mL 10 mL para MK de água destilada Colocar em um Erlenmeyer 10mL de ácido bórico a 4 e cinco gotas de indicador misto vermelho de metila verde de bromo cresol Conectar o tubo ao sistema de destilação e ligar o aparelho Adicionar cuidadosamente com agitação a solução de hidróxido de sódio a 50 até alcalinização completa cor marrom escura Destilar até obtenção de aproximadamente 50 mL de solução recebendo o destilado no Erlenmeyer com ácido bórico a 4 cor verde do líquido 4 Titular o destilado com solução de HCl 01 molL ou 001 molL H2SO4 002N para MK de acordo com o conteúdo teórico de N presente na amostra Viragem do indicador verde róseo Anotar o volume de ácido utilizado Realizar os cálculos Carboidratos glicídeos açúcares ou sacarídeos Fundamento Corresponde ao extrato livre de nitrogênio nitrogenfreeextract estando também excluída a fração lipídica Engloba diversos compostos tais como féculas e amido açúcares gomas resinas ácidos orgânicos etc Pode ser determinada por cálculo uma vez determinada a fração precedente Nesse caso engloba também o erro eventual de todas as determinações prévias O teor de glicídeos em alimentos varia de praticamente 0 para as carnes até teores bastante elevados no caso das farinhas uma vez que estas apresentam cerca de 75 Outros exemplos são ervilha 145 laranja 10 couve 6 espinafre 43 e alface 1 Fibras ou substâncias insolúveis A fração fi bra é constituída por polissacarídeos não digeríveis celulose he micelulose lignina pectina e gomas O conteúdo de fi bra crua é determinado pelo seguinte método a amostra sofre digestão ácida ácido sulfúrico 125 seguida de uma digestão alcalina hidróxido de sódio 125 O resíduo dessas digestões representa a fibra crua Na determinação da fibra crua partes dos polissacarídeos não digeríveis são removidas pelas digestões ácida e alcalina O conteúdo em fibra alimentar tem maior significado nutricional Novos métodos são empregados atualmente para sua determinação A amostra é 15 Determinação da composição centesimal dos alimentos digerida por enzimas proteases αamilase e amiloglicosidade e o resíduo da digestão enzimática representa a fibra alimentar O conteúdo em fibra alimentar geralmente é mais elevado que o conteúdo em fibra crua porque além do resíduo obtido pelas digestões ácida e alcalina o resíduo da digestão enzimática contém polissacarídeos não hidrolisados pelas enzimas digestivas O teor de fibra em alimentos varia de acordo com sua origem Alimentos de origem vegetal apresentam de 05 a 15 de fibra Determinação de fibra alimentar total A fi bra alimentar total FAT é defi nida fi siológica e nutricionalmente como os constituintes orgânicos da dieta que são resistentes à hidrólise das enzimas digestivas do homem Consiste principalmente de polissacarídeos não ami láceos tanto as solúveis como as insolúveis celulose hemicelulose pectinas e hidrocoloides e lignina Para sua determinação utilizase um método enzimáticogravimétirco Esse método baseiase na gelatinização e hidrólise parcial do amido com uma alfaamilase termorresistente seguida de hidrólise de proteína com uma protease e hidrólise do amido residual com uma amiloglucosidade A FAT é precipitada pela adição de etanol 95 seguido de filtração e lavagem do resíduo com solventes Após secagem e pesagem dos resíduos é feita a determinação de proteína e cinza nos resíduos Material Cadinho de filtração com disco sinterizado grosso tamanho dos poros ASTM 4060 µm Vácuo Estufa com circulação de ar Dessecador Mufla Banhomaria com agitação Béqueres Balança analítica pHmetro Pipetas Agitador e barra magnética Determinação da composição centesimal dos alimentos 16 Procedimentos Em quatro béqueres de 600 mL forma alta pesar com precisão de 01 mg quantidade de produto correspondente a 10 g da amostra A diferença de massa das duas tomadas de ensaio não deve exceder a 20 mg Adicionar em cada béquer 50 mL de tampão fosfato 80 mM pH 60 Preparar o teste em branco 2 béqueres de 600 mL com 50 mL de tampão fosfato 80 mM pH 60 Adicionar a quantidade de alfaamilase termorresistente Cobrir cada béquer com papel alumínio pressionando firmemente ao redor da borda Colocar as amostras cobertas em banhomaria com agitação a 95 a 100C por 30 minutos com agitação contínua Começar a contagem quando todos os béqueres estiverem no banho quente Retirar os béqueres do banho e deixar esfriar a temperatura ambiente Ajustar o pH das soluções a 73 a 75 adicionando solução de NaOH a 0275 molL Lavar o eletrodo com água destiladaAdicionar a cada béquer 5 mg de protease pesar 50 mg e diluir em 1 mL de tampão fosfato e pipetar 01 mL Cobrir com papel alumínio e colocar em banhomaria a 60C por 30 minutos sob agitação constante Retirar os béqueres do banho e deixar esfriar a temperatura ambiente Ajustar o pH das soluções a 4 a 46 adicionando solução de HCl a 0035 molL Lavar o eletrodo com água destilada Adicionar a cada béquer a quantidade de amiloglucosidade AGM Cobrir com papel alumínio e colocar em banho maria a 60C por 30 minutos sob agitação constante Colocar junto béqueres contendo 250 mL de etanol a 95 Retirar os béqueres do banho e adicionar imediatamente em cada um deles os 250 mL de etanol a 95 préaquecido Cobrir cada béquer e deixar em repouso por 1 hora a temperatura ambiente Pesar os cadinhos contendo celite em balança precisão de 01 mg Filtrar a solução etanólica sob ligeiro vácuo sem resuspender o resíduo Transferir todo o resíduo quantitativamente para o cadinho com pequenas porções de etanol a 78 Lavar cada resíduo três vezes com 20 mL de etanol a 78 duas vezes com 10 mL de etanol a 95 e duas vezes com 10 mL de acetona Uma goma pode se formar com algumas amostras Quebre a superfície desse filme com uma espátula para melhorar a filtração Secar os cadinhos com resíduos durante uma noite em estufa a 105C Colocálos em dessecador para esfriar Pesar e calcular os resíduos 17 Determinação da composição centesimal dos alimentos Determinação de proteína Transferir o conteúdo total do cadinho Celite resíduo para o tudo de proteína Determinar nitrogênio total segundo o método de Kjeldahl Determinação de cinzas Colocar os cadinhos resíduos e branco na mufl a e aquecer por 5 horas a 525ºC Deixar os cadinhos em dessecador por uma hora e pesar Para evitar a quebra dos cadinhos estes são colocados com a mufla desligada ou no máximo com a temperatura a 150ºC da mesma maneira após a calcinação a mufla deve ser desligada e os cadinhos retirados somente quando a mesma temperatura atingir cerca de 200ºC Fibra bruta Fundamento O método para análise de fi bra crua envolve uma hidrólise da amostra pela solução de ácido sulfúrico 0255 molL seguida pela hidrólise com solução de hidróxido de sódio 0313 molL Após as hidrólises a amostra é incinerada e a fi bra é representada pela diferença entre a amostra antes da ignição e a amostra após a ignição Esse método como uma estimativa da fibra nos alimentos tem muitos defeitos pois cerca de 80 da hemicelulose 50 a 90 de lignina e 20 a 50 da celulose são removidos pela extração ácida e alcalina FELTES et al 2016 INSTITUTO ADOLFO LUTZ 2008 Amostra triturada e seca Extração da gordura com éter etílico ou éter de petróleo Aquecimento por 30 minutos em ebulição com H2SO4 0255 molL Filtrar e lavar o resíduo com água destilada quente Determinação da composição centesimal dos alimentos 18 Aquecer 30 minutos em ebulição com NaOH 0313 molL Filtrar lavar com água quente e finalmente com álcool Secar em estufa e pesar Fibra crua Material Solução de ácido sulfúrico a 0255 molL H2SO4 Solução de hidróxido de sódio 0313 molL NaOH Álcool absoluto éter etílico e água destilada fria e quente Papel de filtro pesado e vidro de relógio Balança analítica Procedimento Pesar cerca de 1 a 2 g da amostra seca e desengordurada para de sengordurar proceda a uma extração total por meio de éter e evapore totalmente o éter ou então pode ser usada amostra em que foi deter minado o extrato etéreo sobre vidro de relógio A amostra deve estar desengordurada para evitar um excesso de saponificação da gordura durante a hidrólise básica e consequentemente prevenir a formação de espuma Transferir a amostra para o frasco do digestor adaptado a um refrigerante de refluxo com placa elétrica preaquecida Digestão ácida Aqueça a solução de ácido sulfúrico 0225 molL a ebulição Adicione essa solução aquecida no frasco digestor até completar 150 mL Adapte o frasco digestor na placa elétrica preaquecida e desça lentamente o refrigerante de refluxo Deixe a digestão ocorrer por 30 minutos Enquanto a digestão ocorre coloque o papelfiltro no funil de Buchner Após 30 minutos de digestão filtre a vácuo em funil e Buchner a diges tão ácida ainda quente sobre papelfiltro de boa capacidade filtrante Lavar com água destilada quente 100 mL o frasco digestor vazio e lave o resíduo sobre o papelfiltro Quando a filtração estiver praticamente terminada iniciar a digestão alcalina com a solução de NaOH a 125 19 Determinação da composição centesimal dos alimentos Digestão alcalina Aqueça a solução de hidróxido de sódio 0313 molL a ebulição Adapte um funil comum em frasco digestor vazio utilizando a solução de hidróxido de sódio 0313 molL quente para lavar o papelfiltro Complete com essa solução até 150 mL Adapte o frasco digestor na placa elétrica preaquecida e desça lentamente o refrigerante de refluxo Deixe a digestão ocorrer por 30 minutos Enquanto a digestão alcalina ocorre pese um papelfiltro previamente seco na estufa Anote o peso do papel Adapte o peso do papel Adapte esse papelfiltro no funil de Buchner No final da digestão filtre a digestão alcalina sobre esse papelfiltro Com água destilada quente 100 mL lavar o frasco digestor vazio e lavar o resíduo sobre o papelfiltro Lave o resíduo presente no papelfiltro com 20 mL de álcool etílico Se necessário lavar depois com cerca de 20 mL de éter etílico tendo o cuidado de projetar o jato sobre a massa de fibra para que haja pene tração do líquido nela Retire o papelfiltro contendo o resíduo do funil e evapore o álcool na estufa por 15 minutos colocando o papelfiltro sobre um vidro de relógio Dobre o papelfiltro contendo o resíduo e pese o papelfiltro resíduo na balança INSTITUTO ADOLFO LUTZ 2008 Valor calórico A partir da composição centesimal teores de proteínas lipídeos e glicídeos é possível calcular o valor calórico em 100 g do alimento kcal em 100 g do produto Cálculo da composição centesimal Umidade Técnica gravimétrica com e sem o emprego de calor Relacionar a perda de peso para 100 g da amostra Determinação da composição centesimal dos alimentos 20 100 Po P de Umidade Onde Po perda de peso em gramas amostra úmida amostra seca P peso da amostra inicial A seguir no Quadro 1 são apresentados os valores de umidade de alguns alimentos Alimento Umidade Leite em pó 4 Queijos 4075 Manteiga 15 Sorvetes 65 Frutas 6595 Carnes e peixes 5070 Cereais 10 Produtos lácteos 8791 Creme de leite 6070 Margarina e maionese 15 Molhos de salada 40 Vegetais 66 Açúcar 1 Quadro 1 Valores de umidade dos alimentos Cinzas ou resíduo mineral fixo Para calcular as porcentagens de cinzas dos alimentos você precisa saber que 21 Determinação da composição centesimal dos alimentos 100 N P de Cinzas Onde N gramas de cinzas peso do cadinho cinzas peso do cadinho amostra P peso da amostra inicial A seguir no Quadro 2 são apresentadas porcentagens de cinzas de certos alimentos Alimentos Cinzas Farinha de peixe 150 Farinha de trigo 08 Leite 60 Cacau 54 Feijão 40 Açúcar 00 Repolho 07 Quadro 2 Porcentagens de cinzas em alimentos Lipídeos gorduras ou extrato etéreo Método de Soxhlet Calculada a quantidade de substâncias lipídicas para 100g de produto seco relacionea para 100g de produto integral P4 100 g amostra integral Peso da amostra integral g Extrato etéreo g Determinação da composição centesimal dos alimentos 22 P1 peso do balão g P2 peso da amostra seca g P3 peso do balão extrato etéreo g P4 peso de extrato etéreo P3P1 P4 P2 Extrato etéreo g 100umidade Extrato etéreo g P4 x 100 umidade P2 Ou P4 Peso amostra integral Extrato etéreo g 100 g amostra integral Método de Bligh e Dyer Você pode utilizar o seguinte cálculo peso dos lipídios g 4 100 Peso da amostra g de lipídios Proteína bruta ou extrato nitrogenado Veja as informações para o cálculo 1 EqHCl 1 Eqnitrogênio 1 molL 1 Eq1000mL 14 g nitrogênio 1 molL 1 mL 0014 g nitrogênio 01 molL 1mL 00014 g nitrogênio Sabendose que 1 mL de HCl 01 molL neutraliza 00014 g de nitrogênio o volume de HCl 01 molL gasto na titulação multiplicado por 00014 nos dará a quantidade de nitrogênio presente na amostra Relacionar o resultado obtido para 100 g de produto integral ou 100 g do produto seco 1 mL 01 molL 00014 g nitrogênio Vol de HCl x fator X g nitrogênio que reagiu com N X g nitrogênio Peso da amostra g Y g nitrogênio 100 g da amostra 23 Determinação da composição centesimal dos alimentos Vol de HCI Fator 00014 g nitrogênio 100 Peso da amostra g Y g nitrogênio O total de ácido bórico consumido pela destilação menos o número de mL de HCl 01 molL gasto na titulação multiplicado por 00014 nos dará a quantidade de nitrogênio presente na amostra de N Fator de conversão A maioria dos alimentos carnes ovos leguminosas verduras tubérculos raízes e similares temem média 16 de nitrogênio portanto 16 g N 100 g proteínas 1 g N X g X g 10016 625 O teor de proteína bruta de um alimento é obtido pela multiplicação do teor de N total pelo fator de conversão 625 Ou relacionar o resultado obtido para 100 g de produto integral ou 100 g do produto seco direto proteína g100 g pp da amostra V f 00014 625 100 P Para MK V 000028 fc Fc 100 Peso da amostra de proteína V volume gasto na titulação da amostra volume gasto na titulação do branco fc fator de correção da solução de ácido sulfúrico Fc fator de conversão proteína animal 625 leite 638 cereaisleguminosas 57 000028 pois a concentração da solução é 002 molL Carboidratos glicídeos açúcares ou sacarídeos Somar os números correspondentes às percentagens das cinco determinações precedentes umidade cinzas lipídeos proteínas e fi bra Diminuir o número obtido de 100 A diferença correspondente ao valor da fração Nifext para 100 g do produto Determinação da composição centesimal dos alimentos 24 Nifext 100 U RMF L P F É preciso observar que todos os resultados sejam expressos da mesma forma para o produto dessecado ou integral g Fibras ou substâncias insolúveis Determinação de proteína Calcular o conteúdo de proteína usando o fator 625 P VH2SO4 NH2SO4 fator de correção do ácido 0014 625 Determinação de cinzas C peso do CAD cinzas Peso do cad Cálculo da fração fibra crua O peso da fi bra total é dado pela diferença apresentada do peso do papel Calcule para 100 g de material seco e integral Fibra crua ou g100 g S 100 P S massa em g do resíduo da amostra no papel P massa em g da amostra inicial 25 Determinação da composição centesimal dos alimentos Quando se utiliza um papelfiltro específico com teor de cinzas conhecido podese dobrar o papelfiltro contendo a fibra em um cadinho calcinado e pesado e determinar as cinzas totais do resíduo fibra O teor de cinzas obtido menos o peso das cinzas do papelfiltro específico representam a parte mineral da fibra na tomada de ensaio A diferença entre a parte mineral da fibra e a fibra total nos dará a fração de fibra do alimento Valor calórico O valor calórico ou valor energético de um alimento pode ser calculado co nhecendo a quantidade de carboidratos proteínas e lipídeos presentes nele sabendo que o consumo de cada um destes fornece para o corpo Valor calórico Kcal em 100 g P 40 L 90 C 40 Onde P conteúdo de proteínas L conteúdo de lipídeos C conteúdo de carboidratos A composição centesimal de um alimento exprime de forma grosseira o valor nutritivo desses alimentos Podemos a partir da composição centesimal verificar a riqueza do alimento em alguns grupos homogêneos considerados assim como verificar por cálculo o valor calórico desse alimento Determinação da composição centesimal dos alimentos 26 Veja o Quadro 3 a seguir Componentes Kcalg Kjouleg Lipídeos 90 37 Proteínas 40 17 Carboidratos expressos em monossacarídeos 40 16 Amido 39 Sacarose 40 16 Glicose e frutose 40 16 1 caloria equivale a 41833 joules Quadro 3 Fator de conversão dos diversos componentes dos alimentos em kcalg e kilojoulesg 27 Determinação da composição centesimal dos alimentos BOLZAN R C Bromatologia Frederico Westphalen RS UFSM 2013 Disponível em httpestudio01projufsmbrcadernoscafwtecnicoagroindustriabromatologia Acesso em 22 out 2018 CECCHI H M Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos 2 ed Campinas Unicamp 2015 FELTES M M C et al Procedimentos operacionais padronizados de bromatologia de alimentos Blumenau SC Instituto Federal Catarinense 2016 INSTITUTO ADOLFO LUTZ Métodos físicoquímicos para análise de alimentos 4 ed São Paulo Instituto Adolfo Lutz 2008 ROCHA D A et al Método de obtenção e análise da composição centesimal do pol vilho da frutadelobo Solanumlycocarpum ST HIL Revista Brasileira de Fruticultura v 34 n 1 p 248254 mar 2012 Leituras recomendadas COSTA W D et al Análise físicoquímica bromatológica e antibacteriana dos frutos de Tamarindus indica linn Cadernos de Cultura e Ciência ano 10 v 14 n 1 p 8695 set 2015 SALINAS R D Alimentos e nutrição introdução a bromatologia 3 ed Porto Alegre Artmed 2002 SILVA C O TASSI E M M PASCOAL G B Ciência dos alimentos princípios de Broma tologia São Paulo Rúbio 2017 SOUZA A V et al Caracterização bromatológica de frutos e geleias de amorapreta Revista Brasileira de Fruticultura v 37 n 1 p 1319 mar 2015 Determinação da composição centesimal dos alimentos 28 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Conteúdo Dica do professor Análises de composição centesimal têm sido amplamente utilizadas nas áreas de nutrição indústria agronomia e farmacologia Um dos intuitos das análises é avaliar as propriedades nutricionais de alimentos O Brasil é rico em frutos e outros alimentos da biodiversidade Com isso ainda há várias espécies passíveis de estudos e de inclusão na dieta da população Nesta Dica do Professor você verá estudos realizados no Brasil a partir da composição centesimal de alguns alimentos Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Na prática O Brasil possui uma imensa área territorial e dentro dela há uma vasta biodiversidade de alimentos Muitos desses alimentos como frutas e plantas não convencionais ainda não foram estudados Nutricionistas de várias regiões estão estudando alguns desses alimentos ainda não explorados e têm verificado que alguns deles possuem propriedades funcionais importantes no combate a determinadas doenças Veja Na Prática a importância do nutricionista na área de análises de composição centesimal dos alimentos e na descoberta de novas propriedades em alguns alimentos Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor Composição centesimal determinação da fração fibra bruta Neste vídeo você pode acompanhar como é realizada a composição centesimal utilizando o método duplo ataque ácidoalcalino Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou 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