Estrutura da molcula de gua Hidrognio e Oxignio. ligao covalente - molcula

estvel. Formao de dipolo Pontes de hidrognio

Coeso confere molcula de gua: Densidade elevada

Tenso superficial

gua

Funes Solvente universal, indispensvel aos processos

metablicos; Manuteno da temperatura corporal; Manuteno da presso osmtica dos fludos e do

volume das clulas; Participao como reagente de um grande nmero de

reaes metablicas. Considerada o adulterante universal dos alimentos,

por isso sua determinao de grande importncia.

Importncia nos alimentos - consistncia, - aspecto, - cor, - preservao,

Alimento Teor de gua (g/100 g) Carnes 50 70

Ma, laranja 85 90

Tomate, morango 90 95

Cenoura, batata 80 - 90

Aspargo, lentilha 90 95

Arroz cru, milho cru 12 15

Leite p, ovo desidratado 9 12

Queijo prato 40 45

Po francs 30 35

Leite 87 - 89

Teores de gua de alguns alimentos

gua nos alimentos:

alimentos com alto teor de gua: maior probabilidade de ocorrer reaes qumicas e desenvolvimento de microrganismos

relao entre contedo de gua de um alimento e sua alterabilidade

Estudos: alimentos com alto teor de gua: baixa capacidade de desenvolvimento de microrganismo. molculas de gua com propriedades diferentes,

permitem desenvolvimento de microrganismo outras no

podem ser usadas como meio de reao outras no.

gua congelvel e outra no.

importante conhecer as propriedades e distribuio de gua presente nos alimentos.

gua livre: fracamente ligada ao substrato, funciona como solvente, permite o crescimento de microrganismo e reaes

qumicas. Eliminada facilmente.

gua combinada: fortemente ligada ao substrato, no utilizada como solvente, no permite o desenvolvimento de microrganismos e

retarda reaes qumicas. Dificilmente eliminada.

Atividade de gua (aH2O, aw)

expressa o teor de gua livre e dada pela relao entre a presso de vapor de gua de um alimento (P) e a presso de vapor de gua pura (P0), mesma temperatura.

aH2O = P

P0

corresponde ao ndice de disponibilidade de gua no alimento, sendo seu valor mximo 1 para a gua pura.

alimentos prximo de 1: maior disponibilidade deste alimento sofrer alteraes.

alimentos muito ricos em gua ( aH2O acima de 0,90): solues diludas com componentes dos alimentos, que

serviro de substrato para o desenvolvimento de microrganismos.

reaes qumicas e enzimticas podem ter sua velocidade diminuda decorrente da baixa concentrao dos reagentes.

alimentos com aH2O entre 0,4 e 0,8: possibilidade de reaes qumicas e enzimticas rpidas

decorrentes da concentrao dos reagentes,

aH2O menor ou igual a 0,6 crescimento de MO mnimo

alimentos com aH2O inferior a 0,3 gua fortemente ligada ao alimento.

indisponvel para reaes qumicas, enzimticas e crescimento de MO

exceo: oxidao de lipdios que possui atividade aumentada em alimentos com baixa aH2O.

9

Determinao de Umidade

uma das determinaes mais importantes e, consequentemente, utilizadas em alimentos.

Umidade de um alimento est relacionada com sua estabilidade, qualidade e composio e pode afetar:

- Estocagem

- Embalagem

- Processamento

Separao incompleta da gua do produto;

Decomposio do produto com formao de gua alm

da original;

Perda de compostos volteis que sero computadas

como peso em gua. 10

Dificuldades na determinao de umidade

Mtodos para a determinao de umidade

1. Mtodos por secagem

- Secagem em estufa

- Secagem por radiao infravermelha

- Secagem por fornos micro-ondas

2. Mtodos por destilao

3. Mtodos qumicos

4. Mtodos fsicos

- Absoro de radiao infravermelha

- Cromatografia gasosa

- Ressonncia nuclear magntica

- ndice de refrao

- Densidade

Secagem em estufas

Mtodo mais utilizado e simples

Cadinhos + Estufa

Remoo da gua por aquecimento

O ar quente absorvido por uma camada fina do alimento e conduzido para o interior por conduo. Como a condutividade trmica dos alimentos baixa leva muito tempo para o calor atingir as pores internas.

Existe alguma condio padro?

- 6- 18 horas, 100 - 105C

- Evaporao at peso constante

Mtodos por secagem

Evaporao por tempos determinado

Pode resultar numa remoo incompleta da gua, se ela

estiver fortemente presa por foras de hidratao, ou se o seu

movimento for impedido por baixa difusividade ou formao

de crosta na superfcie.

Evaporao at peso constante

Pode ocorrer uma superestimao da umidade por perda de

substncias volteis ou por reaes de decomposio.

13

Temperatura de secagem

Pouco acima de 1000C, para evaporar a gua presso atmosfrica

700C, em estufa a vcuo (preserva a amostra e evita a formao de crostas na superfcie, que dificulta a evaporao da gua )

14

Fatores que determinam a exatido do mtodo de anlise

Tamanho das partculas da amostra

As partculas devem ser modas com espessuras menores possveis para facilitar a evaporao da gua

Tipo de estufa

Evaporao mais rpida em estufas de circulao forada

Estufa a vcuo apenas para amostras que decompem na temperatura da estufa simples

Umidade relativa e movimentao do ar na estufa

Formao de crosta seca na superfcie da amostra

15

Material e tipo de cpsula

Velocidade de evaporao maior em cadinhos de alumnio do que de vidro e porcelana

Velocidade maior em cadinhos rasos do que em fundos

Temperatura de pesagem da amostra

Pesagem deve ser feita somente aps esfriar a amostra completamente em dessecador

Manuseio do cpsula

16

Lquidos

Previamente evaporadas em banho-maria at a consistncia pastosa

Aucarados

Formam uma crosta dura na superfcie, que impede a sada da gua do interior.

Adio areia ou asbesto misturada na amostra

Preparo da amostra para anlise

Pesar quantidade suficiente de amostra (2 a 5g) em

cadinho (seco e tarado)

Espalhar em camada fina

Levar a estufa em temperatura conveniente

Peso constante

Levar a dessecador

Pesar

Agua: diferena entre peso mido e peso seco

Slidos totais: diferena entre peso total e peso da gua

Resduo seco: utilizado para determinao de fibra bruta e gordura

Procedimento

Temperatura: varia entre 70 a 155 C,

Tempo: depende da quantidade de gua do produto.

mdia de 6 a 7 horas.

At peso constante

Condies de secagem Relembrando

Produtos com alto teor de acar e carnes com alto

teor de gorduras

Devem ser secos em estufa a vcuo numa temperatura no excedendo 70C.

No serve para amostras com alto teor de substncias volteis, como condimentos.

Volatilizao destas substncias, com perda de peso na amostra, que ser computada como perda de gua.

Pode haver diferena de at 3C nas diferentes partes da estufa

Limitaes do mtodo

A reao de caramelizao em acares libera gua

durante a secagem, sendo acelerada a altas temperaturas.

Produtos nestas condies devem ser secados em estufa a vcuo a 600C

Reao de Maillard: durante a secagem em altas temperaturas acelerada.

Ocorre formao de compostos volteis como CO2 e compostos carbonlicos, e produtos intermedirios como furaldedo e hidroximetilfurfural.

Estes compostos volteis sero medidos erradamente como gua evaporada em estufa.

Produtos muito higroscpicos: devem ser tampados no dessecador ao sarem da estufa e aps chegar temperatura ambiente devem ser pesados rapidamente.

Vantagens: Boa penetrao de calor dentro da amostra

Mtodo rpido

Lmpada radiao de infra vermelha (700C)

A distncia entre a lmpada e a amostra : cerca de 10 cm

(evitar decomposio da amostra).

A espessura da amostra: entre10 e 15 mm.

O tempo de secagem varia com a amostra:

20 min para produtos crneos e 10 min para gros

O peso da amostra: entre 2,5 e 10 g dependendo do

contedo de gua da amostra.

Os equipamentos por secagem em radiao infra vermelha

possuem uma balana que d a leitura direta do contedo

de umidade por diferena de peso.

Secagem por Radiao Infra Vermelha

Mtodo rpido;

No um mtodo padro;

uma energia eletromagntica ( 3Mhz a 30.000Ghz)

Mecanismos: molculas de gua giram na tentativa de alinhar seus dipolos. Esta frico gera calor transmitido a molculas vizinhas;

Calor distribudo uniformemente, facilitando a evaporao da gua e evitando formao de crosta na superfcie;

Aquecimento rpido e seletivo para regies de maior umidade

Estados Unidos: Micro-ondas analtico (balana e microcomputadores)

2 a 30g de amostra

2,5 a 90 min

Umidade de 10 a 90%

Secagem em forno de micro-ondas

Tipos de Amostras

Alimentos com alta umidade (frutas e vegetais):

Mtodo limitado devido ao superaquecimento caramelizao (alta concentrao de acares dissolvidos)

Amostras com 20 g apresentam melhores resultados

Sementes e plantas secas:

Amostras de baixa umidade, com proporo de gua ligada relativamente alta e pequeno fluxo de gua na secagem.

Necessrio a moagem dos gros

Carnes:

A presena de gordura diminui a propriedade dieltrica da amostra, diminuindo a absoro das energias de microondas.

Laticnios e alimentos processados:

So amostras uniformes, porm a alta quantidade de sal e de gua ligada pode dificultar.

Correspondem a frao cinza ou resduo mineral fixo.

Com exceo dos elementos que se unem para formar molculas orgnicas (C, H, O, N), todos os demais so considerados componentes minerais das clulas vivas.

As propores dos diferentes minerais, ou mesmo a sua concentrao total, so variveis dentro de uma gama de alimentos e at mesmo dentro de um mesmo alimento

MINERAIS

Solo, espcies, variedades e processamento de alimentos

Classificao Embora, em torno de 60 minerais j tenham sido

identificados, cerca de 20 so necessrios ao organismo, devendo ser obtidos atravs da alimentao.

Macronutrientes: requeridos em uma dieta em valores dirios acima de 100mg e normalmente presentes em grandes quantidades nos alimentos. (K, Na, Ca e Mg)

Micronutrientes: requeridos em uma dieta em valores dirios abaixo de 100mg e normalmente presentes em pequenas quantidades nos alimentos. (F, I, Fe, Cu, Mn e Zn)

Elementos traos: se encontram em quantidades muito pequenas nos alimentos. Alguns so necessrios ao organismo humano e muitos deles so prejudiciais a sade, os contaminantes qumicos. (Al entre outros)

Macrominerais Microminerais Elementos Traos

Clcio (Ca) Ferro (Fe) Silcio ( Si)

Fsforo (P) Iodo (I) Vandio (V)

Magnsio (Mg) Zinco (Zn) Nquel (Ni)

Sdio (Na) Cobre (Cu) Estanho (Sn)

Potssio (K) Mangans (Mn) Cdmio (Cd)

Cloro (Cl) Cromo (Cr) Arsnio (As)

Enxofre (S) Cobalto (Co) Alumnio (Al)

Selnio (Se) Boro (B)

Molibdnio (Mo)

Flor (F)

Minerais essenciais a nutrio humana

Principais fontes minerais nos alimentos

Carne: dos minerais presentes na carne, os mais importantes

so Ca, P e Fe

Leite: O Ca o mais abundante e facilmente assimilvel, o P

apresenta elevado teor devido a casena

Ovos: Vrios minerais (Fe)

Frutas e Hortalias: Encontram-se presente quase todos os

minerais, principalmente Ca, P e Mg.

Sementes: Principalmente Ca e Fe

Compostos interferentes na Absoro dos minerais

cido Oxlico, cido Ftico, cido Ctrico

Ossos e dentes rigidez

Compem alguns compostos, como enzimas vitaminas e hormnios

Fazem parte de alguns tecidos brancos, como o caso do fsforo, que se encontra no crebro

Mantm o equilbrio osmtico nos lquidos do organismo, comportando-se como ons

Colaboram na manuteno do equilbrio acido - base, por poderem comportar-se como cido ou bases

Os minerais so necessrios ao processo vital, devendo estar contidos nos alimentos em quantidades e propores adequadas.

Funes dos sais minerais no organismo

Cinzas e contedo mineral

Resduo inorgnico que permanece aps a queima da matria orgnica, que transformada em CO2, H2O e NO2

A cinza constituda principalmente de:

grandes quantidades: K, Na, Ca e Mg;

pequenas quantidades: Al, Fe, Cu, Mn e Zn;

traos: Ar, I , F e outros elementos.

Os minerais se apresentam na cinza sob a forma de

xidos, sulfatos, fosfatos, silicatos e cloretos

Determinao de cinzas

Determinao da cinza (Total, Solvel e Insolvel) Indicativos de vrias propriedades

ndice de refrao para farinhas e acar

Indicativo das propriedades funcionais

Indicao do valor nutricional

Determinao dos componentes individuais da cinza

Elementos essenciais

Prejudiciais a sade

Cinza total: indicativo de vrias propriedades

a. ndice de refinao para acares e farinhas;

Nos acares uma cinza muito alta dificultar a cristalizao e descolorizao

b. Grau de extrao na farinha;

Na farinha, a quantidade de cinza influir na extrao.

c. Indicativo das propriedades funcionais;

gelatina (viscosidade, elasticidade)

d. Estimar o contedo de frutas em gelias e doces;

e. Verificao do valor nutricional de alguns alimentos e raes

alto nvel de cinza insolvel em cido indica presena de areia

Importncia

Componentes individuais da cinza dividem-se em:

a. indispensveis para o metabolismo normal e geralmente constituem os elementos da dieta essencial;

b. aqueles que no possuem nenhuma funo ou at podem ser prejudiciais sade.

provenientes do solo, da pulverizao das plantas com agrotxicos ou como resduos de processos industriais

Outros tipos de classes importantes para a caracterizao da pureza e adulterao de amostras:

Cinza solvel e insolvel em gua: estimar a quantidade de frutas em geleias e conservas

Alcalinidade da cinza: Frutas e vegetais so alcalinas

Produtos crneos e certos cereais so cidas.

Adulterao de alimentos de origem animal e vegetal

No h formao de carbonatos correspondentes ao cido mlico, tartrico e ctrico

Cinza insolvel em cido: verificar adio de sujeira e areia em temperos, talco

em confeitos e sujeira em frutas

Alguns minerais podem ser perdidos por

volatilizao como:

Composto (temperatura de volatilizao):

Carbonato de potssio (900C)

Carbonato de sdio (900C)

Hg (100-550C)

Cd (>450C)

Zn e Pb (300 1000C)

Variao do contedo de cinzas totais nos alimentos:

Cereais: 0,3 3,3% Produtos lcteos: 0,7 6,0%

Peixes e produtos marinhos: 1,2 3,9%

Frutas frescas: 0,3 2,1%

Vegetais frescos: 0,4 2,1%

Carnes e produtos crneos: 0,5 6,7%

Aves: 1,0 1,2%

Nozes: 1,7 3,6%

leos e gorduras: 0% (leos e gorduras vegetais) 2,5% (manteiga e margarina)

Leguminosas: 2,2 4,0%

Acares e xaropes: 0,0 1,2%

Cinza seca Processo Gravimtrico

Cinza mida Utilizao de reagentes

Anlise dos elementos individuais:

Absoro atmica

Emisso de chama

Colorimetria

Turbidimetria

Cinza seca

Pesar amostra em cadinho (previamente incinerado,

esfriado e tarado)

Incinerar a amostra em bico de bunsen e em mufla (500

600C);

Cinza pronta (no deve existir nenhum resduo preto de

matria orgnica);

Colocar em dessecador, esfriar e pesar;

A diferena entre o peso do conjunto e o peso do cadinho

fornece a quantidade de cinza na amostra.

Cinza total

Os pesos de amostra variam com o contedo de

cinzas dos produtos:

Cereais, queijos e leite: 3 5 g;

Acar, carne, legumes, vinho: 5 10 g;

Sucos, frutas frescas, frutas enlatadas: 25 g;

Gelia, xarope, doce em massa: 10 g.

Amostras lquidas ou midas devem ser secas em estufa

antes da determinao. Costuma-se usar a amostra que foi

utilizada para a determinao de umidade.

Preparao da amostra

Limitaes

Alimentos ricos em fsforo formao de massa vtrea envolvendo o carvo.

coloca-se sobre o material frio uma gota de cido ntrico

Alimentos muito gordurosos formao de espuma (hidrlise de gorduras e os cidos graxos reagem com os minerais formando sabo).

utilizar amostra seca e desengordurada

Alimentos com grande quantidade de matria voltil

Perdas dos volteis

devem ser aquecidos vagarosamente

Alimentos ricos em acar formao de espuma

Deve-se usar a amostra seca e acrescentar pequenas gotas de azeite puro ou vaselina.

Depende do tipo de alimento e do tipo de anlise:

Quartzo: liso por dentro e resistente a halognio, solues neutras e cidas e temperaturas altas. Pouco resistente a lcali.

Vycor: vidro especial. Superior ao cadinho de quartzo e porcelana. (resiste a T > 900C). Resiste a maioria dos compostos qumicos, mas no resiste a alcalis.

Porcelana: semelhante ao quartzo nas propriedades. Baixo preo e mantm seu peso constante, mas pode rachar com mudanas bruscas de temperaturas.

Ao: utilizado para amostras grandes. Baixo preo e alta resistncia.

Platina: o melhor, mas muito caro. Alta resistncia ao calor, boa condutividade trmica e quimicamente inerte.

Liga ouro-platina: muito caro e resistente at 1.100C

Tipos de cadinhos

525C: frutas, carnes, produtos aucarados, vegetais

550C: cereais, lcteos (exceo da manteiga 500C),

peixes e produtos marinhos, temperos e condimentos,

vinho

600C: gros e rao

Temperaturas de incinerao na mufla

Varia com o produto e com o mtodo

Especificao somente para gros e rao (2 horas)

Demais produtos: a carbonizao termina quando o material se torna completamente branco ou cinza e peso

constante

Obs.: Quando o tempo est muito prolongado - molhar e reaquecer at aparecer uma cinza branca

Tempo de incinerao

Cuidado no manuseio do cadinho

Cobrir com um vidro de relgio ( leve e pode voar)

Cinzas higroscpicas pesar rapidamente

Ex. cinzas de frutas (carbonato de potssio)

Pesagem da cinza

Para determinao dos minerais individualmente

Cinza seca - perda de certos elementos como Ar, Hg e Pb (metais txicos).

Pode-se utilizar baixas temperaturas, que evitam as perdas por volatilizao.

Mais rpida.

Utiliza reagentes muito corrosivos.

Necessidade de brancos para os reagentes.

No prtico como mtodo de rotina.

Exige maior superviso.

No serve para amostras grandes.

Elementos traos

Cinza mida

Digesto com cidos

(decomposio da matria orgnica)

cido sulfrico: no um oxidante muito forte e a decomposio pode demorar, mas pode acelerar o processo com a adio do sulfato de potssio (aumenta o PE do cido)

cido ntrico: bom oxidante, mas pode evaporar antes da completa oxidao e tambm podem formar xidos insolveis.

Mistura de cidos

Amostras ricas em acares e gordura:

para evitar formao de espuma. Adiciona-se cido sulfrico, depois cido ntrico e por ltimo perxido de hidrognio at total digesto.

Amostras com protena e carboidratos e nada de gordura:

mistura de cido ntrico e cido perclrico.

Cuidado!!! Exploso.

Digesto de gros de trigo

Mistura de c. ntrico e 70% perclrico (1:2) (10 min)

Mistura usual c.ntrico e c. sulfrico (8 horas)

Mistura de 3 cidos (slfurico, ntrico e perclrico):

universal, mas requer controle exato da temperatura

alguns minerais podem ser volatilizados (Ar, Pb, Au e Fe)

Cinza seca X Cinza mida

Cinza seca:

Determinao de cinza total, solvel e insolvel em gua e insolvel em cido;

til para metais que aparecem em grande quantidade;

Processo lento;

Maior volatilizao em temperaturas altas;

Pode usar amostras grandes.

Cinza mida:

Determinao da composio individual da cinza;

Baixas temperaturas;

Mais rpida;

Reagentes muito corrosivos;

Necessidade de brancos para os reagentes;

No serve para amostras grandes.

A cinza obtida por via mida est pronta para ser

utilizada para anlise individual

Mtodos:

Absoro atmica

Emisso de chama

Colorimetria

Turbidimetria

Titulometria

Anlise dos elementos individuais