Métodos para análise de alimentos

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Métodos para análise de alimentos
Para conhecer a composição centesimal dos alimentos é importante saber as técnicas e os métodos adequados que permitam tal objetivo.
Os métodos das análises de alimentos são aplicados em laboratórios para diversos fins, como fiscalização e controle de qualidade de produtos existentes – os quais envolvem fabricação e estocagem de alimento processado –, pesquisa de novos produtos e novas metodologias analíticas, além de caracterização de alimentos in natura, sendo alimentos novos e desconhecidos.
Desafio
A análise de alimentos possibilita, entre outras coisas, desenvolver novos produtos, reformular aqueles já existentes e até mesmo comparar produtos similares quanto à sua composição nutricional. O perfil nutricional da população brasileira mudou consideravelmente nos últimos anos, devido à expansão da indústria alimentícia e ao aumento do consumo de produtos industrializados.
Nesse sentido, as pessoas estão cada vez mais interessadas em conhecer o que estão comendo, e buscam compreender o que os rótulos dos alimentos trazem.
Agora, supondo que você é nutricionista pesquisadora, responda as seguintes questões:
a) Quais análises você realizaria para caracterizar físico-quimicamente as águas de coco in natura e industrializadas comercializadas em território brasileiro?
​​​​​​​
b) Quais os métodos utilizados para determinar o valor energético das bebidas industrializadas?
Padrão de resposta esperado
a) As análises realizadas serão: análises de açúcares redutores (AR), açúcares redutores totais (ART), açúcares não redutores (ANR), sólidos solúveis (SS), acidez titulável (AT), pH, Ratio (SS/AT) e turbidez. Os resultados das análises físico-químicas serão comparados com os do Padrão de Identidade e Qualidade da água de coco.
Realização de análise de composição centesimal.
b) Os métodos utilizados serão:
Valor calórico: será calculado a partir da sua composição centesimal.
Teor de sólidos solúveis: em refratômetro digital de bancada e os valores expressos em Brix.
pH: pHmetro digital.
Acidez titulável: pHmetro digital e solução de hidróxido de sódio 0,01M.
Turbidez: mensurada em turbidímetro de bancada.
Ratio das amostras: cálculo da razão entre o teor de sólidos solúveis e acidez titulável.
Açúcares redutores: titulação da amostra contra o licor de Fehling.
Açúcares redutores totais: determinado a partir da hidrólise dos açúcares por meio de acidificação com ácido clorídrico 1M na temperatura de 65°C, por 30 minutos.
Cálculo da concentração de açúcares não redutores: pela diferença entre os valores de ART e AR, multiplicada pelo fator 0,95.
Análise energética da água de coco: pelo método da composição centesimal. A partir da concentração de proteína, lipídio e carboidrato, foi calculado o seu valor energético.
Umidade: por secagem da amostra em estufa à temperatura de 105°C até peso constante.
Proteínas: método de Kjeldahl.
Lipídios: metodologia de Bligh e Dyerm.
Cinzas: incineração da amostra em mufla à temperatura de 550°C.
Carboidratos: 100 menos a soma dos resultados de proteínas, umidade, cinzas e lipídios.
Existem diferentes métodos para análise de alimentos, sendo eles destinados a atender às especificações de cada tipo de objetivo. Portanto, para cada análise, como as de umidade, fibras, cinzas, proteína, lipídio, carboidrato, etc., são utilizados procedimentos adequados à finalidade pretendida. Como profissional, você deve ter o conhecimento e a aplicabilidade dessas diferentes técnicas.
Classificação de métodos de análises de
alimentos
Análises de alimentos são utilizadas para diversos fi ns, como fi scalização e
controle de qualidade de produtos existentes, o que envolve fabricação e estocagem de alimento processado, bem como para pesquisa de novos produtos e
novas metodologias analíticas, além de caracterização de alimentos in natura,
sendo alimentos novos e desconhecidos.
A qualidade de um alimento depende de vários fatores:
 Nutricional.
 Higiênico-sanitário.
 Sensorial.
 Tecnológico.
No que concerne ao aspecto nutricional, há influência da composição
química, da presença de compostos essenciais, da adequação e do padrão de
aminoácidos, da digestibilidade e da ausência de antagonistas.
Já com relação à qualidade higiênico-sanitária de alimentos, é importante
que haja conhecimento da quantidade e qualidade de micro-organismos. A
qualidade depende também da presença de substâncias estranhas, como insetos,
pelos, fezes e urina de ratos, fragmentos de madeira e metais, e presença de
agentes químicos, como detergente, contaminantes, agrotóxicos e inseticidas
(CECCHI, 2015).
Sobre os aspectos sensoriais, a qualidade depende da cor, se contém corantes artificiais ou naturais, da aparência que é influenciada pelo nível de
processamento, da conservação, da embalagem, da cultura e também da
textura. Além disso, o sabor e o aroma também contam.
Com relação aos aspectos tecnológicos, envolvem o processamento em
que se busca conhecimento mais agregado e maior garantia. Ademais, o
acondicionamento influi de acordo com as mudanças sociais, ou seja, pressões
ecológicas e no que diz respeito ao barateamento e à praticidade. Além disso,
depende de melhorias dos sistemas de distribuição, criação de serviços ao
consumidor e uso intensivo da internet.
Portanto, a classificação dos métodos da análise de alimentos é estabelecida
pela avaliação da análise físico-química, pelas avaliações microbiológicas e
pelas avaliações sensoriais. 
Avaliação físico-química de alimentos
Consiste em:
 Caracterização de alimentos.
 Avaliação da susceptibilidade do alimento à contaminação e deterioração.
 Determinações normalmente avaliadas:
■ pH e acidez.
■ Composição nutricional.
■ Água disponível (atividade da água).
 Seleção de tratamentos mais adequados:
■ Tratamentos térmico e não térmico.
■ Embalagens.
■ Condições de armazenamento.
Princípios analíticos
Análise da composição centesimal:
 Volumetria proteínas.
 Gravimetria fibras, cinzas, umidade e lipídeos.
Métodos físicos:
 Eletroquímicos potenciômetro (pH).
 Cromatográficos camada delgada (aflatoxinas); vitaminas, proteínas,
carboidratos; e ácidos graxos (AG).
 Espectofotométricos.
 Absorção visível (pigmentos); UV (vitaminas); refratometria (óleos e
açúcares); atômica (oligoelementos); e infravermelho (umidade, proteínas e teor de óleo).
 Emissão chama (oligoelementos).
 Fluorescência vitaminas 
Métodos reológicos:
 Texturômetros.
 Penetrômetros.
 Viscosímetros.
Avaliações microbiológicas de alimentos
Associa-se com micro-organismos patogênicos e deteriorantes e indica as
condições higiênico-sanitárias. As falhas no processamento de alimentos
podem gerar transmissão e doenças aos indivíduos, isto é, micro-organismos
patogênicos podem estar presentes na produção, na colheita/abate/captura, no
processamento propriamente dito, na embalagem, no transporte, na preparação,
na manutenção e/ou no consumo.
Ações de fiscalização por órgãos oficiais da Vigilância Sanitária e Saúde
Pública nessas avaliações são fortemente aplicáveis.
Avaliações sensoriais
Essas avaliações identifi cam características ou propriedades de interesse. É
importante que o método mais adequado seja escolhido, bem como o método
estatístico mais aplicável para avaliar os resultados.
As avaliações sensoriais são muito utilizadas em pesquisas e desenvolvimento de novos produtos e processos. Concomitantemente, são aplicáveis
na reformulação de produtos já existentes no mercado. Servem também para
avaliar a diferença entre produtos similares e concorrentes.
No controle de qualidade, as avaliações sensoriais são utilizadas no controle
da matéria-prima e do processamento e no controle de produto acabado e vida
de prateleira. As análises consistem em avaliar individualmente os julgamentos,
sendo necessário que haja conforto para o provador, ou seja, proporcionar
cadeiras confortáveis, ar-condicionado e um ambiente livre de distrações.
Existe uma tendência crescente para utilizar critérios subjetivos de sabor,
aroma, textura, cor e outras qualidades. Os métodos de análise sensorial em
alimentos estão melhorando com a introdução e o desenvolvimento de testes
sensoriais estatísticos (avaliação de cerveja, vinho e café por métodos sensoriais). Alguns atributos dos alimentos, como cor e textura, podem ser medidos
objetivamente. Outros atributos, como o aroma, não podem ser medidos por
métodos químicos ou físicos, dependendo de métodos sensoriais.
Não há conhecimento suficiente da composição química dos componentes
voláteis ou não voláteis responsáveis pelo aroma, mas novos métodos de separação por cromatografia gasosa são uma perspectiva futura de se conhecer a
química dos constituintes flavorizantes de produtos lácteos, vegetais, frutas,
carnes e peixes.
Principais determinações físico-químicas e
métodos de análise
Há uma diversidade de matrizes alimentícias e uma grande variedade de
metodologias disponíveis para análise, razão pela qual se torna indispensável
a padronização para a quantifi cação de macro e micronutrientes em diferentes
alimentos.
Análise de alimentos envolve o desenvolvimento dos métodos de identificação e qualidade com técnicas adequadas para uso no laboratório de controle
para assegurar a uniformidade do alimento processado e para futuras melhorias no produto. Os métodos para análises de alimentos diferem muito das
análises quantitativas inorgânicas. Carboidratos, gorduras, óleos e proteínas
são determinados por reações características de certos componentes comuns. 
Quando há possibilidade de empregar métodos exatos, como na determinação do nitrogênio total orgânico, um fator arbitrário é usado para expressar
o resultado em termos do constituinte desejado, ou seja, o teor de proteína.
Existem métodos adicionais, bioquímicos, físicos, bacteriológicos e biológicos
para interpretar os resultados de forma acurada. Precisamos conhecer os
processos envolvidos. Para determinados tipos de alimento, existem métodos
desenvolvidos empiricamente e que são mais precisos ou reprodutíveis do que
exatos ou corretos.
A reprodutibilidade de métodos desenvolvidos empiricamente, adaptados
sob certas condições, tem grande influência nos resultados analíticos. O
conhecimento para a realização das análises é limitado pela complexidade
das reações usadas, pela presença de substâncias interferentes e pela inespecificidade do próprio método. Há necessidade de equipamentos de laboratório
específicos para essas análises.
. Determinações de análises que podem ser utilizadas para cada classe de alimento 
Carnes e produtos cárneos
  pH, aditivos, corantes artificiais, nitritos,
pesticidas hormônios, antibióticos e
antioxidantes artificiais
 Reação de Éber para gás sulfídrico e amônia
Ovos e produtos de ovos 
 Reação de Kreis
 pH e densidade
 Análise eletroforética das proteínas
Pescados e derivados
  pH, bases voláteis totais e histamina
 Reação de Éber para gás sulfídrico
Leite e derivados
  Acidez, estabilidade ao álcool a 68%,
densidade, gordura e sólidos totais
 Extrato seco total e desengordurado
 Crioscopia e índice de refração do soro
cúprico
Leite pasteurizado
  Fosfatase e peroxidase
Leite em pó 
 Prova de reconstituição
 Prova de rancidez
Cereais e amiláceo 
 Umidade, acidez, teor de amido, teor de
glúten e atividade de água
Conservas vegetais, frutas
e produtos de frutas
 pH, acidez, sólidos totais, sólidos, sólidos
solúveis (o Brix), insolúveis totais em água,
relação Brix/acidez, açúcares redutores e
totais, vitamina C e atividade de água
Açúcares e produtos
correlatos
 Poder adoçante (sensorial), sacarose (desvio
polarimétrico direto), umidade, cor e cinzas
Mel 
 Sólidos insolúveis em água
 Hidroximetilfurfural
 Reações de adulteração: reações de Lund,
Fiehe e Lugol
 Atividade diastática
Em análise de alimentos, os objetivos se resumem em determinar um
componente específico do alimento, ou vários componentes, como no caso
da determinação da composição centesimal. A determinação do componente
deve ser feita por meio da medida de alguma propriedade física, como medida
de massa ou volume, medida de absorção de radiação, medida do potencial
elétrico, etc.
Existem dois tipos básicos de métodos em análise de alimentos: métodos
convencionais e métodos instrumentais. Os primeiros são aqueles que não
necessitam de nenhum equipamento sofisticado, isto é, utilizam apenas a
vidraria e reagentes, e geralmente são utilizados em gravimetria e volumetria.
Os métodos instrumentais, como o próprio nome diz, são realizados em equipamentos eletrônicos mais sofisticados. São utilizados, sempre que possível,
os métodos instrumentais no lugar dos convencionas.
Análises bromatológicas comuns
O método usado para as análises que se fazem normalmente é o chamado
Wendee. Por esse método é que se tem a análise proximal dos alimentos, desde 1864. O sistema de Weende, também chamado sistema de análise proximal,
foi criado por Henneberg, em 1860, na Weende Experimental Station, na Alemanha. As técnicas ainda são quase as mesmas, com exceção do nitrogênio,
que é feito segundo o método de Kjeldahl.
As análises clássicas comumente feitas visam a obter as seguintes informações sobre os alimentos: matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra em
detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), extrato etéreo (EE),
cinza ou matéria mineral (MM) e digestibilidade in vitro da MS (DIVMS).
Tais componentes, na realidade, não são compostos quimicamente definidos,
mas, sim, grupos de compostos químicos, como PB, que realmente inclui
vários compostos químicos, sendo os mais comuns os aminoácidos. Da mesma
forma, EE inclui não apenas triglicerídeos, mas também outros compostos
solúveis em éter. 
Escolha do método conforme a finalidade
Confiabilidade dos resultados e tratamento estatístico
A confi abilidade dos resultados dependerá de alguns fatores, portanto, deve-se
considerar esses fatores antes de optar por um determinado método analítico.
São eles:
 Especificidade.
 Exatidão.
 Precisão.
 Sensibilidade.
Especificidade
Está relacionada com a capacidade do método analítico em medir o composto
de interesse, independentemente da presença de substâncias interferentes.
Quando o método for específi co, o interferente não será computado com o
composto de interesse, ou ele poderá ser descontado. 
Exatidão
Mede quão próximo o resultado de um dado método analítico se encontra
do resultado real previamente defi nido. A exatidão de um método pode ser 
medida de duas maneiras. No primeiro caso, determina-se a porcentagem de
recuperação do composto de interesse que foi adicionado à amostra numa
quantidade previamente conhecida. A segunda maneira de verifi car a exatidão de um método é comparar os resultados com aqueles obtidos por outros
métodos analíticos já defi nidos como exatos.
Precisão
Determinada pela variação entre vários resultados obtidos na medida de um
determinado componente da mesma amostra. Isto é, é o desvio padrão entre
as várias medidas e a média.
Sensibilidade
Pode ser medida em um método ou em um equipamento e descreve o quanto
a resposta muda com a variação da concentração do analito. Exemplo: em
métodos sensíveis, uma pequena diferença na concentração do analito causa
grande variação no valor do sinal analítico medido.
Limite de detecção
Consiste na menor quantidade ou concentração de um dado componente, que
pode ser detectado pelo método, com certo limite de confi abilidade, utilizando
determinado procedimento experimental.
O limite de detecção pode ser aumentado:
 Aumentando a resposta da medida: numa medida colorimétrica, podemos usar reagentes colorimétricos que forneçam
maior absorção da
radiação.
 Aumentado o poder de leitura do equipamento, em análise instrumental.
Em razão dessas variáveis, normalmente não é possível otimizar todas
essas condições em só método, por isso, deve-se decidir a escolha de um
método em função do objetivo da análise, ou seja, quais atributos devem ser
priorizados. O método ideal deve ser exato, preciso, prático, rápido e econômico.
Durante a execução de uma análise, vários erros podem estar associados às medidas
realizadas. A medida precisa está relacionada com a concordância das medidas entre
si, ou seja, quanto menor a dispersão dos valores, maior a precisão; portanto, está
relacionado com a reprodutibilidade das medidas
Método de análise da amostra
O método ideal deve apresentar aqueles atributos essenciais como exatidão,
precisão, especifi cidade e sensibilidade, além de ser rápido, prático e econômico. Porém, não é possível satisfazer todas essas condições ao mesmo tempo
e o analista deve decidir, em função do objetivo da análise, quais atributos
devem ser priorizados. Por exemplo, em muitos casos, queremos ter apenas
uma ideia da quantidade de um composto na amostra. Nesse caso, podemos
escolher um método menos preciso e, consequentemente, mais rápido, mais
prático e econômico.
Métodos de análises — tipos
As análises laboratoriais visam a separar os componentes dos alimentos em
frações de digestibilidade e metabolização previsíveis, a um custo analítico
baixo e utilizando métodos rápidos. Contudo, existem alguns tipos de métodos
de análise:
 Métodos oficiais: são os métodos testados e aprovados, determinados
por uma legislação ou agência de fiscalização.
 Métodos padrões ou de referência: métodos testados e desenvolvidos por
organizações ou grupos de estudos colaborativos e que foram validados.
 Métodos rápidos: métodos que reduzem o tempo de análise normalmente
utilizado, porém de forma geral, apresentam menor exatidão na medida
(em relação ao método oficial). É útil em análises na determinação
aproximada, como teor de umidade, teor de proteína e teor de gorduras
em alimentos.
 Métodos modificados: são métodos oficiais ou padrões que sofreram
alguma modificação para criar alguma simplificação, ou adaptação,
segundo as condições existentes, ou, ainda, remover substâncias interferentes. Normalmente incluem os métodos de rotina.
 Métodos automatizados: utilizam equipamentos automatizados.
Métodos oficiais de análise de alimentos
Há uma série de metodologias de análise de alimentos na literatura. Todavia,
para análises ofi ciais, como para a expedição de laudos técnicos, é preciso
empregar metodologias ofi ciais ou especifi cadas pelos órgãos competentes.
Os métodos oficiais são desenvolvidos e padronizados no mundo todo e
qualquer laboratório que utilize esses métodos deve apresentar resultados
similares para um determinado procedimento. Além da metodologia oficial,
os laboratórios credenciados pelos órgãos competentes devem passar por um
processo de inspeção periódica quanto à calibração de equipamentos e vidrarias
e ao nível de preparação (treinamento) de seus laboratoristas. 
Dentre os métodos oficiais, destacam-se:
 Official Analytical Chemists International (AOAC): é o mais conhecido
e um dos mais completos compendium (súmula dos conhecimentos) de
análise de alimentos, o qual contém praticamente todo o tipo de análise
(engloba produtos em geral) que se deseja realizar em alimentos.
 American Associationof Cereal Chemists (AACC): consiste no compendium específico de análise de cereais e seus subprodutos.
 American Oil Chemists’ Society (AOCS): consiste no compendium
específico de análise de óleos, gorduras e seus subprodutos.
 Standart Methods for the Examination of Dairy Products: consiste no
compendium específico de análise de leite e seus subprodutos.
 Standart Methods for Examination of Waterand Wastewater: consiste
no compendium específico de análise de água e resíduos aquosos.
Além desses métodos internacionais, vários outros têm sido adotados como
oficiais em alguns países, em razão do custo e da dificuldade em executá-los. No
Brasil, têm sido adotadas metodologias do Instituto Adolfo Lutz, do Laboratório
Nacional de Referência Animal (LANARA), além de metodologias específicas descritas em resoluções e instruções normativas (Ministério da Agricultura,
Ministério da Saúde e Agência Nacional de Vigilância Sanitária [Anvisa]).
Ao mesmo tempo em que fornecem subsídios aos epidemiologistas que
estudam a relação entre a dieta e os riscos de doenças ou aos profissionais
para a prática clínica, esses dados podem orientar a produção agrícola e as
indústrias de alimentos no desenvolvimento de novos produtos e apoiar políticas
de proteção ao meio ambiente e de biodiversidade.
São necessárias também para a rotulagem nutricional, a fim de auxiliar
consumidores na escolha dos alimentos. Adicionalmente, em um mercado
altamente globalizado e competitivo, dados sobre a composição de alimentos
servem para promover a comercialização nacional e internacional de alimentos. 
Análises químicas bromatológicas são divididas em qualitativa e quantitativa. A primeira consiste em verificar a presença ou ausência de certo componente, não levando em consideração a concentração dele na amostra. Sendo assim, os possíveis resultados serão: positivo/negativo ou reagente/não reagente. Já na análise quantitativa, a concentração, ou teor do componente, será determinada apresentando como resultado um valor numérico quantificado por uma unidade de volume, de massa ou de concentração.
Exercícios:
1. 
As análises de alimentos contribuem para o controle de qualidade dos alimentos, incluindo as etapas de armazenamento e produção, e o aspecto nutricional é um dos fatores que influenciam a qualidade dos alimentos. Nesse contexto, por que é importante avaliar o aspecto nutricional do alimento?
C. 
Devido à influencia da composição química, da presença de compostos essenciais, adequação e padrão de aminoácidos, digestibilidade e ausência de antagonistas.
No que diz respeito à qualidade do aspecto nutricional, é importante que haja conhecimento da composição química do alimento e se contém elementos essenciais. Além da garantia de qualidade do aspecto nutricional, existem outras qualidades que devem ser garantidas: a qualidade higiênico-sanitária, sensorial e tecnológica.
2. 
Os métodos de análise de alimentos são classificados em análise físico-química, avaliações microbiológicas e avaliações sensoriais. Com a avaliação físico-química dos alimentos é possível:
Você acertou!
A. 
caracterizar os alimentos; avaliar a susceptibilidade do alimento à contaminação e deterioração; e selecionar o tratamento (térmico ou não) mais adequado.
A avaliação físico-química consiste basicamente em caracterizar os alimentos, bem como analisar a composição nutricional, o pH, a acidez e a água disponível.
3. 
Sabe-se que para cada classe de alimentos existem diferentes métodos a ser utilizados para a realização de análises bromatológicas. Quais métodos podem ser utilizados para analisar pescados e derivados?
E. 
pH e Reação de Éber para gás sulfrídrico.
Para a análise de pescados e derivados são usados os métodos de:
- pH: dado valioso na apreciação do estado de conservação de pescados e derivados.
- Reação de Éber para gás sulfídrico: indicada para avaliar o estado de conservação do pescado fresco e de produtos relacionados em geral, como o pescado curado.
A fosfatase e peroxidade são utilizadas para determinação de leite pasteurizado; a Reação de Kreis para ovos e produtos de ovos; a acidez, para leite e derivados, cereais e amiláceo, conservas vegetais, frutas e produtos de frutas; prova de rancidez, para leite em pó; e umidade, para cereais e amiláceo, açúcares e produtos correlatos.
4. 
A confiabilidade dos resultados de análises de alimentos depende de diversos
fatores, como, por exemplo, a _____________ que é determinada pela variação entre vários resultados obtida na medida de um determinado componente da mesma amostra.
Qual das alternativas completa a lacuna?
B. 
Precisão.
A precisão é determinada pela variação entre vários resultados obtidos na medida de um determinado componente da mesma amostra. Ou seja, é o desvio padrão entre as várias medidas e a média.
Outros fatores que influenciam na confiabilidade dos resultados são: especificidade, exatidão e sensibilidade, porém não são determinados pela variação entre resultados obtidos na medida de um determinado componente da mesma amostra.
A exatidão mede quão próximo o resultado de um dado método analítico se encontra do resultado real previamente definido. A especificidade está relacionada com a capacidade do método analítico em medir o composto de interesse, independente da presença de substâncias interferentes. A congruência não condiz com análise de alimentos. A sensibilidade pode ser medida em um método ou em um equipamento e descreve quanto a resposta varia com a variação da concentração do analito.
5. 
AOAC (Official Analytical Chemists International), AOCS (American Oil Chemists’ Society), Standart Methods for the Examination of Dairy Products e Standart Methods for Examination of Water and Wastewater são exemplos de métodos de análise de alimentos. Tais métodos têm sido adotados com intuito de haver padronização em todo o mundo e estabelecer metodologias que possam ser utilizadas em quaisquer laboratórios e que apresentem resultados semelhantes. Esses métodos são intitulados como:
D. 
oficiais.
Métodos oficiais são métodos testados, aprovados e determinados por uma legislação ou agência de fiscalização. Qualquer laboratório que utilize esses métodos deve apresentar resultados
similares para um determinado procedimento.
O papel do nutricionista que atua na área de análises de alimentos é de extrema importância, pois com as análises bromatológicas é possível identificar as propriedades nutricionais dos alimentos, tornando assim as orientações nutricionais mais precisas. Além disso, é um profissional habilitado para exercer as funções nos laboratórios e tem conhecimento das técnicas, metodologias e equipamentos utilizados para tal fim.