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INTRODUÇÃO À BROMATOLOGIA DEFINIÇÃO Bromatologia do grego: Bromatos = do alimento; Logos = tratado ou estudo; logo, Bromatologia é a ciência que estuda os alimentos. A Bromatologia ou Ciência dos Alimentos estuda o alimento em todas as suas vertentes: nutritiva, sensorial, higiênico- sanitária e químico-analítica. É a ciência que estuda os alimentos , sua composição química qualitativa e quantitativamente, sua ação no organismo, seu valor alimentício e calórico, suas propriedades físicas, químicas, toxicológicas e também adulterantes, contaminantes e fraudes. Alimento Toda substância ou mistura de substâncias no estado sólido, líquido ou pastoso, destinada a fornecer humano normais manutenção ao organismo os elementos à formação, e desenvolvimento. Objetivos da Análise de Alimentos 1. Determinar a composição química e nutricional da matéria- prima e do produto acabado. Ex. Teor de proteínas, fibras, presença de toxinas, valor calórico. 2. Determinar o padrão de identidade e qualidade dos alimentos. Os alimentos possuem características que o classificam e são exigidos pela legislação. Ex. leite integral, desnatado, semi-desnatado. 3. Estudar a ação dos alimentos no organismo humano e animal. Ex. relação do consumo com índice glicêmico dos alimentos e diabetes 4. Verificar se atende a legislação – Segurança no consumo de alimentos. Estabelecer normas e métodos capazes de identificar fraudes, alterações, contaminações, entre outros. 5. Controle na formulação de alimentos. Escolha de matérias-primas, a composição e valor calórico do produto acabado. 6. Controle no processo de produção. Comportamento das matérias-primas durante o processamento, perdas de nutrientes, escolha de processos mais adequados ... 7. Controle no processo de distribuição e de utilização dos alimentos. Alterações que podem ocorrer durante a distribuição, armazenamento e consumo dos alimentos. 8. Obter dados para o planejamento dietético. doentes renais, para atletas, diabéticos, etc. Ex. Dietas para 9. Desenvolver novos produtos e novos padrões de qualidade. 10. Avaliar a qualidade organoléptica (sensorial) dos alimentos. Importância da Análise de Alimentos Na indústria de alimentos: Controle de qualidade das matérias-primas, do produto acabado, das embalagens, determinação da vida-de-prateleira; controle de processos, pesquisa e desenvolvimento de novos produtos (P&D) . Nas universidades e institutos de pesquisa: Pesquisa e desenvolvimento de produtos metodologias analíticas, prestação de serviço. (P&D); de Nos órgãos governamentais: Registro de alimentos, fiscalização na venda e distribuição de alimentos, SIM, SIF, SISBI – DEFINIÇÃO Desta forma, a Bromatologia pode ser dividida em diversas áreas como: análises físico-químicas de alimentos, microbiologia de alimentos, bromatologia legal, tecnologia de alimentos, etc. Área de aplicação: indústrias alimentícias No setor de garantia e controle da qualidade - atua no monitoramento do processo produtivo e realiza ensaios com uso de técnicas de: microbiologia, microscopia, análises físico-químicas, análises sensoriais, bioensaios Categorias de Análises de Alimentos ■ FÍSICAS: Avalia características de textura, massa, viscosidade, etc. Geralmente está associada à análise Química. ■ QUÍMICAS: Avalia a composição centesimal, composição química, o valor calórico (necessários para a rotulagem e elaboração de dietas), presença de componentes específicos, contaminantes, (ex. agrotóxicos, cafeína, compostos bioativos). ■ MICROBIOLÓGICAS: bactérias, fungos, vírus, protozoários. presença de fragmentos de insetos,■ MICROSCÓPICAS: sujidades, pelos de ratos. ■ SENSORIAIS: avalia a cor, sabor, odor, textura, desenvolvimento de novos produtos Exemplos de Análises Físicas Análise da MASSA DENSIDADEVISCOSIDADE VOLUMEGRANULOMETRIATEMPERATURA ANÁLISE QUÍMICA – Quantifica o teor ou a presença de uma substância através de reações químicas entre um ou mais reagentes com a substância que se quer identificar. 10 mL vinagre 50 mL água 2 gts fenolftaleína TESTE QUANTITATIVO – determina o teor de alguma substância presente no alimento. Ex. Reação de neutralização do ácido acético pelo NaOH Ex. Reação de FIEHE - solução de resorcina Presença de HMF hidroximetilfurfural – mel superaquecido ou adição de glicose comercial Acidez em ácido acético (%) = Vo x M x f x MM V x 10 x n TESTE QUALITATIVO – Indica a presença de uma substância no alimento ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICAS ■ As análises físico-químicas têm a finalidade de determinar, quantificar ou qualificar os componentes específicos do alimento e fornecer informações sobre a sua composição, qualidade, presença de substâncias tóxicas ou antinutricionais. Parâmetros Físico-Químicos ◼ Composição química ◼ Concentração de substâncias ◼ Presença ou ausência de substâncias ◼ Outros parâmetros e atributos ANÁLISE MICROBIOLÓGICA E MICROSCÓPICA MICROBIOLÓGICA Avalia a presença e contagem de fungos, bactérias, vírus, parasitas MICROSCÓPICA Análise de sujidades. Usada na verificação de defeitos e classificação dos cereais, café, etc. Análises Microbiológicas ◼ Água ◼ Matéria-prima ◼ Ingredientes ◼ Produto final ◼ Equipamentos ◼ Manipuladores ◼ Outros ANÁLISE SENSORIAL Avalia a cor, sabor, odor e textura dos alimentos. Usada no desenvolvimento de novos produtos. Fonte: sepror.am.gov.br Fiscalização de carcaças – abatedouros Inspeção de carcaças Inspeção visual - Classificação das carcaças - Teor de gordura, qualidade geral. • Presença de parasitas • Lesões por tuberculose bovina, edemas, fraturas, entre outros. Cisticerco – ovos viáveis da tênia Taenia solium - suínos Fonte: sepror.am.gov.br Bioensaios ◼ Valor nutricional ◼ Toxicidade Análise de Alimentos ? ?? ? ? ??? ? Determinar um componente específico do alimento, ou vários componentes? Analista Fornecer dados analíticos de alta qualidade através de métodos analíticos que sejam confiáveis e adequados, rapidamente e a um baixo custo. Análises de Alimentos Análise Qualitativa identificação Avaliação da atividade antioxidante e identificação dos ácidos fenólicos presentes no bagaço de maçã cv. Gala. (SOARES et al., 2008). Composição de voláteis e perfil de aroma e sabor de méis de eucalipto e laranja. (BASTOS et al., 2002). Análise Quantitativa quantificação Disponibilidade de polifenóis em frutas e hortaliças consumidas no Brasil. (FALLER et al., 2009). Teor de nitrato em alface cultivada em sistemas hidropônico e convencional. (BENINNI et al., 2002). Determinação das frações protéicas e de carboidratos e taxas de degradação in vitro da cana-de-açúcar e do farelo de algodão. (PEREIRA et al., 2000). Análises de Alimentos Análise Qualitativa e Quantitativa Identificação e quantificação de voláteis de café através de cromatografia gasosa de alta resolução/espectrometria de massas “.(AMSTALDEN et al., 2001). Caracterização de subprodutos da industrialização do maracujá-aproveitamento das sementes. (FERRARI et al., 2004). Determinação do perfil de compostos voláteis e avaliação do sabor e aroma de bebidas produzidas a partir da erva-mate (Ilex paraguariensis). (MACHADO et al., 2007). Métodos de Análise Métodos Convencionais Métodos Instrumentais Nenhum equipamento sofisticado Equipamentos sofisticados Métodos de Análise Instrumentais: Os mais utilizados atualmente; Utilizados em alternativa aos convencionais, sempre que possível. Convencionais ou Clássicos: Não existe equipamento disponível para determinadas análises; Requer-se um método convencional (sob aspecto legal, por se tratar de um método oficial); Existem casos raros, onde métodos convencionais podem apresentar resultados melhores do que os instrumentais. Métodos de Análise Métodos gravimétricos precipitação, volatilização.. avaliar a presença e quantidade do elemento a partir do peso do produto de uma reação Métodos volumétricos neutralização ... Medida capacidade de reação do constituinte desejado, com uma solução reagente adequada e rigorosamente conhecida (solução padrão) Métodos de Análise Métodos ópticos interação entre a matéria e energia em forma de luz Métodos eletroquímicos condutividade elétrica dos componentes após ou durante uma reação química Métodos de Análise Métodos cromatográficos Separação seletiva entre uma fase estacionária e uma fase móvel Compostos dissolvidos por uma determinada substância , seja sólida, líquida ou gasosa cromatografia em papel, de placa, gasosa e líquida Escolha do Método Analítico Alimentos → amostras complexas, onde os vários constituintes podem estar interferindo entre si → muitos casos, um determinado método pode ser apropriado para um tipo de alimento e não fornecer bons resultados para outro. Escolha do método analítico vai depender do produto a ser analisado. Fatores determinantes na escolha do método analítico 1. Quantidade de amostra disponível: Classificação para os métodos analíticos de acordo com o tamanho da amostra: Classificação Tamanho da amostra Tipo de métodos Macro ≥ 0,1 g Convencionais Meso (Semimicro) 10 – 100 mg Instrumentais Micro 1,0 – 10 mg Submicro 0,1 – 1 mg Ultramicro ≤ 0,1 mg Traços 100 a 10000 μm (ppm) Microtraços 10-7 – 10-4 μm Nanotraços 10-10 – 10-7 μm Fatores determinantes na escolha do método analítico 2. Quantidade do componente analisado: Classificação dos componentes em relação ao peso total da amostra: • Maiores: >1% • Menores: 0,01 – 1% • Micro: <0,01% • Traços: (ppm e ppb) Métodos Convencionais gravimetria e volumetria Métodos Instrumentais equipamentos (pHmetro, espectrofotômetro, HPLC, GC, NIRs...) Fatores determinantes na escolha do método analítico 3. Exatidão requerida: Métodos clássicos: exatidão de até 99,9% quando o analito encontra-se em mais de 10% na amostra. Em quantidades <10% a exatidão cai significativamente, necessitando de Métodos mais exatos e sofisticados. 4. Composição química da amostra: presença de interferentes. Determinação de um componente predominante não oferece grandes dificuldades. Material de composição complexa necessidade de efetuar a separação dos interferentes potenciais antes da medida. Fatores determinantes na escolha do método analítico 5. Recursos disponíveis: nem sempre é possível utilizar o melhor método: $ Custo Reagente Equipamento Pessoal especializado Tempo 6. Número de amostras a analisar: Muitas amostras – pode-se escolher métodos que requerem operações mais demoradas e trabalhosas, como a calibração de equipamentos, montagem de aparelhos e a preparação de reagentes, pois o custo destas operações se distribui sobre o grande número de amostras a analisar; Poucas amostras – são preferíveis os métodos analíticos que permitem reduzir ao mínimo os preparativos preliminares e o custo da análise, ainda que o mesmo seja mais trabalhoso. Confiabilidade dos resultados e tratamento estatístico Antes de optar por um determinado método analítico deve-se considerar vários fatores. Entre estes a confiabilidade dos resultados que irá depender de vários fatores, como: Especificidade; Exatidão; indica o quão próximo do valor real (do valor normalmente aceito como referência), está o valor medido. Precisão; indica o quanto as medidas repetidas estão próximas umas das outras. Sensibilidade Métodos de Análise O método ideal deve ser exato, preciso, prático, rápido e econômico. O analista deve decidir em função do objetivo da análise, quais atributos devem ser priorizados. Os métodos de análise podem ser classificados em vários tipos: métodos oficiais: Métodos testados e aprovados por laboratórios competentes, que devem ser seguidos por uma legislação ou agência de fiscalização; Métodos de Análise métodos padrões ou de referência: Métodos desenvolvidos e testados por um conjunto de laboratórios através de estudos colaborativos; métodos rápidos: Métodos que reduzem o tempo de análise normalmente utilizado Apresentam menor exatidão na medida (em relação ao método oficial) Útil em análises na determinação aproximada, como teor de umidade, teor de proteína e teor de gorduras em alimentos. Métodos de Análise métodos modificados: Geralmente métodos oficiais ou padrões, que passam por alguma modificação, para criar alguma simplificação, ou adaptação segundo as condições existentes, ou, ainda, remover substâncias interferentes; métodos automatizados: utilizam equipamentos automatizados. Métodos oficiais de análise de alimentos Utilizados para análises oficiais: - expedição de laudos técnicos - laboratórios devem apresentar resultados similares - Além da metodologia oficial, os laboratórios credenciados pelos órgãos competentes devem passar por um processo de inspeção periódica quanto a calibração de equipamentos e vidrarias, e nível de preparação (treinamento) de seus laboratoristas. AOAC (Official Analytical Chemists International): consiste no mais conhecidos e um dos mais completos compendium de análise de alimentos, o qual contém praticamente todo o tipo de análise (engloba produtos em geral) que se deseja realizar em alimentos; AACC( American Association of Cereal Chemists): consiste no compendium específico de análise de cereais e seus subprodutos; AOCS ( American Oil Chemists’ Society): consiste no compendium específico de análise de óleos, gorduras e seus subprodutos; Métodos oficiais de análise de alimentos Métodos de Análise Standart Methods for the Examination of Dairy Products: consiste no compedium específico de análise de leite e seus subprodutos; Standart Methods for Examination of Water and Wastewater: consiste no compedium específico de análise de água e resíduos aquosos. Métodos de Análise Instituto Adolfo Lutz LANARA (Laboratório Nacional de Referência Animal) Metodologias específicas descritas em Resoluções e Instruções Normativas (Ministério da Agricultura, Ministério da Saúde e ANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária) METODOLOGIAS OFICIAIS Metodologias oficiais (validadas) - métodos testados em diferentes laboratórios e apropriados para a finalidade pretendida, ou seja, a determinação qualitativa, semi-quantitativa e/ou quantitativa de alimentos, fármacos, entre outros produtos. MAPA - análises em alimentos, água, bebidas. Sindirações – para análise de rações. AOAC – Associação Oficial de Químicos Analíticos. Standard Methodos the Examination of Water and Watewater Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz ■ Lista dos Laboratórios de Calibração (RBC) e dos Laboratórios de Ensaio (RBLE) acreditados pelo Inmetro: ■ http://www.inmetro.gov.br/laboratorios/rbc/ ■ http://www.inmetro.gov.br/laboratorios/rble/ http://www.inmetro.gov.br/laboratorios/rbc/ http://www.inmetro.gov.br/laboratorios/rble/ • UNISOCIESC LABORATÓRIO DE METROLOGIA • WINELAB LABORATÓRIO DE ANÁLISES LTDA • Freitag Laboratórios Ltda Timbó • LABORATÓRIO PAMPLONA • MACEDO AGROINDUSTRIAL LTDA. • LABORATÓRIO SÃO JOSÉ AquaVita Laboratório de Análises • BRF S.A. Laboratório Industrial de Videira • BRF - Brasil Foods/SA Laboratório de alimentos de Capinzal • BRF S.A. BRF Concórdia Alimentos • Laboratório da Tecnologia de Bebidas – LATEB SENAI • Laboratório de Análises de Alimentos – FUNDESTE Chapecó Exemplos de laboratórios acreditados pelo INMETRO, em SC. Fatores que dificultam a análise de alimentos Complexidade das amostras Número muito grande de substâncias presentes Distribuição não uniforme Perecibilidade dos alimentos Variabilidade de amostras do mesmo alimento Segundo Cecchi (2003), os métodos de análise podem ser classificados em: Métodos oficiais: são os que devem ser seguidos por uma legislação ou agência de fiscalização. Métodos padrões ou de referência: são métodos desenvolvidos porgrupos que utilizaram estudos colaborativos. Métodos rápidos: são utilizados quando se deseja determinar se será necessário um teste adicional com um método mais exato. Métodos de rotina: são os métodos oficiais ou padrões que podem ser modificados conforme a necessidade e conveniência. Métodos automatizados: são qualquer um dos métodos citados anteriormente, porém, utilizam equipamentos automatizados. Métodos modificados: são normalmente métodos oficiais ou padrões que sofreram alguma modificação para criar uma simplificação ou adaptação a diferentes matrizes, ou ainda, remover substâncias interferentes Referências CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. Campinas-SP : Unicamp, 1999. COULTATE, T. C. Alimentos a química de seus componentes. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2004. FERREIRA, D. C. Composição dos Alimentos. Disponível em : http://docenteonline.kroton.com.br/index.php?p=aWxhbmcucGhw. Acesso em : 4 mar.2013. INSTITUTO Adolfo Lutz. Métodos físico-químicos para análise de alimentos. Coordenadores Odair Zenebon, Neus Sadocco Pascuet e Paulo Tiglea – IV edição. 1 ed. versão eletrônica. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 2008, p. 1020.
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