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PRÁTICAS CONECTADAS PR ÁT IC A AO VIVO DETERMINAÇÃO CASEIRA DE UMIDADE E CINZAS EM ALIMENTOS https://www.youtube.com/watch?v=wGiENRo7gU0 https://www.youtube.com/watch?v=wGiENRo7gU0 D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 2 POR QUE APRENDER ISSO? Objetivos de aprendizagem: 1. Compreender a composição dos alimentos: relacionar os conhecimentos teóricos sobre a composição dos alimentos com a prática da determinação de umidade. 2. Desenvolver habilidades técnicas para análises alimentícias: capacitar os alunos a realizar as determinações de umidade. 3. Aplicar a teoria em situações reais: proporcionar aos alunos a oportunidade de vivenciar a aplicação prática da análise de umidade, preparando-os para lidar com análises laboratoriais no mercado de trabalho. A prática de “Determinação Caseira de Umidade em Alimentos” pretende permitir que os alunos adquiram conhecimentos sobre as técnicas de análise de alimentos com foco na quantificação da umidade. Esse parâmetro é essencial para avaliar a qualidade e a conservação dos alimentos, ao influenciar diretamente fatores como sabor, textura, estabilidade microbiológica e prazo de validade. A determinação da umidade é importante, ao estar diretamente relacionada ao tempo de prateleira e à estabilidade do alimento, sendo um critério fundamental no controle de qualidade da indústria alimentícia. Durante a prática, os alunos aprenderão a utilizar métodos simples e acessíveis para a realização da determinação de umidade, como a secagem em estufa e a utilização de balanças. A prática será dividida em duas etapas principais: a secagem dos alimentos e o cálculo para determinar a umidade do alimento. Os alunos serão orientados sobre como realizar cada etapa com precisão e segurança, garantindo a integridade das amostras e a confiabilidade dos resultados. Ao final da prática, os alunos conseguirão interpretar os resultados obtidos e compreender sua importância na indústria alimentícia. Além disso, a atividade proporcionará uma experiência realista, aproximando os alunos das condições de trabalho em laboratórios de análise de alimentos. D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 3 Você realizará a atividade prática proposta em sua própria cozinha, utilizando utensílios e equipamentos domésticos disponíveis. Certifique-se de seguir as instruções fornecidas e adaptar os materiais para os itens que você possui em casa. Caso tenha dúvidas ou precise de orientações adicionais, entre em contato com seu tutor para suporte. AMBIENTE DA PRÁTICA EMBASAMENTO TEÓRICO U N I F A T E C I E D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 55 1. Introdução à Ciência dos Alimentos A Ciência dos Alimentos estuda a composição, propriedades e transformações dos alimentos ao longo de sua produção, processamento, armazenamento e consumo. Ela abrange conhecimentos sobre os macronutrientes, como carboidratos, proteínas e lipídios, além dos micronutrientes, como vitaminas e minerais, analisando seu impacto na saúde e na nutrição. Além disso, envolve a aplicação de princípios químicos, físicos e biológicos para entender as relações entre estabilidade, custo, processamento, segurança, valor nutricional, salubridade e conveniência dos alimentos, garantindo qualidade e adequação ao consumo (Damodaran; Parkin, 2019). Outro aspecto fundamental da Ciência dos Alimentos é a segurança alimentar, que inclui o controle de qualidade, normas sanitárias e a microbiologia dos alimentos. A identificação de microrganismos patogênicos e estratégias para evitar contaminações são essenciais para garantir a saúde dos consumidores. A tecnologia de alimentos também desempenha um papel crucial, permitindo o desenvolvimento de processos de conservação, como refrigeração, congelamento e desidratação, que aumentam a vida útil dos produtos sem comprometer seu valor nutricional (Damodaran; Parkin, 2019). Além disso, a Ciência dos Alimentos está diretamente ligada ao desenvolvimento de novos produtos e à análise sensorial, que avalia características como sabor, textura, cor e aroma. A busca por alimentos mais saudáveis, sustentáveis e funcionais tem impulsionado pesquisas sobre ingredientes alternativos e processos inovadores. Dessa forma, essa área do conhecimento é essencial para a indústria alimentícia, a nutrição e a saúde pública, contribuindo para a melhoria da qualidade dos alimentos e para a segurança alimentar global (Damodaran; Parkin, 2019). 2. Composição Química dos Alimentos A composição química dos alimentos é formada por diversos nutrientes essenciais para o funcionamento do organismo, sendo divididos em macronutrientes e micronutrientes. Os macronutrientes incluem carboidratos, proteínas e lipídios, que fornecem energia e participam de funções estruturais e metabólicas. Os carboidratos são a principal fonte de energia e podem ser simples, como a glicose, ou complexos, como o amido e a fibra alimentar. As proteínas são formadas por aminoácidos e desempenham funções vitais na construção e reparação dos tecidos. Já os lipídios são compostos por ácidos graxos e outros, sendo essenciais para a absorção de vitaminas lipossolúveis e para a produção de hormônios (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). Os micronutrientes, como vitaminas e minerais, são fundamentais para o metabolismo, atuando em diversas reações bioquímicas do corpo. As vitaminas podem ser hidrossolúveis, como as do complexo B e a vitamina C, ou lipossolúveis, como as vitaminas A, D, E e K, sendo essenciais para o crescimento, imunidade e regulação celular. Os minerais, como cálcio, ferro, zinco e magnésio, desempenham papéis importantes na formação óssea, transporte de oxigênio e funcionamento enzimático. Embora não forneçam energia, os micronutrientes são indispensáveis para a manutenção da saúde e para a prevenção de diversas doenças (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 66 A composição centesimal de alimentos corresponde à quantificação dos principais componentes de um alimento, expressos em 100 gramas da sua parte comestível. Essa análise é essencial para avaliar o valor nutricional dos alimentos e é amplamente utilizada em estudos nutricionais, rotulagem de produtos, controle de qualidade e formulação de dietas. Entre os componentes analisados incluem a umidade, que indica a quantidade de água presente no alimento; proteínas, essenciais para funções biológicas e estruturais; lipídios, que representam a quantidade de gorduras totais sendo fundamentais para o metabolismo energético; carboidratos, que incluem açúcares, amido e fibras, sendo a principal fonte de energia para o organismo; fibras alimentares, que auxiliam no funcionamento intestinal; e cinzas, que representam o conteúdo mineral total do alimento (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). Além dos nutrientes essenciais, os alimentos também contêm compostos bioativos, como flavonoides, carotenoides, entre outros, que possuem propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias, entre outras e podem contribuir para a prevenção de doenças crônicas, como diabetes e doenças cardiovasculares. A composição química dos alimentos pode variar de acordo com fatores como maturação, processamento e condições de armazenamento, influenciando diretamente sua qualidade nutricional e seus efeitos no organismo (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). Portanto, a caracterização de um alimento envolve a avaliação de sua composição química, bem como de suas propriedades físicas e sensoriais. A análise química tem como principal objetivo determinar os teores de umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, fibrase lipídios. Além disso, aspectos físicos específicos, como viscosidade, composição dos ingredientes e textura, são analisados tanto em matérias-primas (como carnes, pescados, frutas e vegetais) quanto em produtos finalizados (como panificados, extrusados, sorvetes e queijos). Esse processo é essencial para estabelecer o valor nutricional dos alimentos, sendo a base para a elaboração de tabelas nutricionais (Mello et al., 2018). 2.1 Água A água é uma molécula dipolar formada por dois átomos de hidrogênio ligados covalentemente a um átomo de oxigênio, existindo nas três fases, ou seja, sólido, líquido e gasoso. A água é líquida à temperatura e pressão ambientes, passando para o estado gasoso a 100 °C e se solidificando quando resfriada abaixo de 0 °C, sob pressão atmosférica ambiente (Damodaran; Parkin, 2019). As características da água resultam da sua estrutura molecular e da capacidade de formar pontes de hidrogênio com outras moléculas, além da organização específica nos estados líquido e sólido. Cada molécula de água pode se ligar a até quatro outras moléculas, formando uma rede tridimensional altamente coesa (Figura 1). Essas interações intermoleculares são bastante fortes e influenciam diretamente suas propriedades físicas, como alta tensão superficial, elevado calor específico e capacidade de dissolução (Ribeiro, 2007). D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 77 FIGURA 1: REPRESENTAÇÃO DAS LIGAÇÕES INTERMOLECULARES DA ÁGUA. Fonte: Ribeiro (2007). No estado sólido, essa estrutura é organizada ordenadamente, formando uma rede cristalina no gelo, o que faz com que as moléculas se afastem um pouco mais e resultam em uma menor densidade, explicando o fato de o gelo flutuar na água. No estado líquido, as pontes de hidrogênio continuam presentes, mas de forma mais flexível, permitindo que as moléculas se movam livremente enquanto ainda mantêm uma coesão significativa. Esse comportamento contribui para a alta tensão superficial e outras propriedades físicas notáveis da água (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). No estado gasoso, as moléculas de água estão espalhadas e em movimento rápido, com as pontes de hidrogênio praticamente inexistindo, já que as moléculas estão distantes umas das outras. A transição entre os estados sólido, líquido e gasoso ocorre devido à quebra ou formação dessas pontes de hidrogênio, explicando a mudança das propriedades térmicas da água em diferentes temperaturas. Esse comportamento único é essencial para muitos processos naturais e industriais, incluindo a regulação térmica e a dissolução de substâncias em água (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). A água possui propriedades térmicas e físicas únicas que desempenham um papel crucial no processamento de alimentos. Apresenta alta tensão superficial, constante dielétrica e elevados valores de calor específico e de mudança de fase, características essenciais para processos como secagem e congelamento. Sua densidade moderada e a capacidade de expansão ao solidificar podem causar danos estruturais aos alimentos durante o congelamento. Além disso, a água líquida apresenta condutividade térmica superior à de outros líquidos, enquanto o gelo conduz calor mais rapidamente do que a maioria dos sólidos não metálicos. A condutividade térmica do gelo a 0 °C é cerca de quatro vezes maior do que a da água líquida na mesma temperatura, facilitando a transferência de calor em sistemas congelados. A difusividade térmica da água no estado sólido também é significativamente maior que no estado líquido, sendo cerca de nove vezes superior. Isso significa que o gelo sofre variações de temperatura mais rapidamente quando submetido a D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 88 um gradiente térmico, influenciando diretamente a eficiência dos processos de congelamento e descongelamento em alimentos (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). 2.1.1 Água livre e água ligada A água ligada refere-se à água que está em contato com solutos e outros constituintes não aquosos, exibindo mobilidade limitada e não congelando a −40 °C. Diferente da água pura, a água ligada não se comporta da mesma maneira, e sua quantidade varia conforme o tipo de alimento. Ela pode ser dividida em diferentes formas, dependendo do grau de ligação com os outros componentes do alimento: água constitucional, água vicinal e água de multicamadas. A água ligada está presente em quantidades muito pequenas nos alimentos, como, por exemplo, em batatas, no qual a quantidade é de cerca de 0,090 g de água por g de matéria seca, e não está disponível para microrganismos nem para reações enzimáticas (Ribeiro, 2007). A água constitucional é a fração mais fortemente ligada aos constituintes não aquosos do alimento por meio de ligações iônicas, estando, portanto, intimamente associada aos sólidos. A água vicinal é a camada seguinte, situada próximo aos grupos hidrofílicos dos constituintes não aquosos. Já a água de multicamadas é a fração menos intensamente ligada, mas que ainda mantém alguma ligação com os solutos, impedindo-a de se comportar como água pura. Além dessas formas de água ligada, alguns sistemas celulares contêm água confinada em capilares com diâmetros menores que 0,10 µm, limitando sua mobilidade e reduz sua pressão de vapor em relação à água pura (Ribeiro, 2007) Por outro lado, a água livre no alimento se comporta como a água pura, estando disponível para o crescimento de microrganismos e reações enzimáticas. Essa água, embora não flua facilmente quando o alimento é cortado, pode ser removida durante processos como secagem ou congelamento. A capacidade de um alimento de ligar água está relacionada à sua habilidade de reter água dentro de sua matriz de macromoléculas, evitando que ela se exsude (Ribeiro, 2007). Alterações na quantidade ou na forma como a água está ligada aos sólidos podem afetar diretamente a qualidade do alimento, como ocorre, por exemplo, quando as proteínas da carne são desnaturadas durante o processo de cocção, resultando em perda de água e tornando a carne mais dura. Quanto maior o teor de água livre de um alimento, maior é sua sensibilidade à deterioração e é por isso que a maioria dos métodos de preservação de alimentos baseia-se na remoção da água pela secagem, na redução da mobilidade da água por congelamento ou, ainda, na adição de solutos (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). 2.1.2 Atividade de água (aw) A “atividade de água” de um alimento descreve a capacidade termodinâmica (ou estado energético) ou a concentração efetiva de água, ou seja, a quantidade de água efetivamente disponível para atuar como agente químico em processos biológicos e químicos no alimento (Damodaran; Parkin, 2019). A estabilidade e segurança de um alimento, bem como outras propriedades, são mais previsíveis pela medida da atividade de água do que pelo teor de umidade. Embora a determinação D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 99 da atividade de água não forneça uma estimativa exata, ela está suficientemente correlacionada com as taxas de crescimento microbiano e outras reações de deterioração, sendo um indicador útil da estabilidade e segurança microbiológica do produto (Ribeiro, 2007). A atividade de água é influenciada por diversos fatores, que determinam a disponibilidade da água no alimento para reações químicas, crescimento microbiano e processos enzimáticos. Os principais fatores que influenciam a atividade de água incluem: • Teor de umidade: o teor total de água no alimento é um dos fatores mais importantes, mas não é o único. Mesmo alimentos com alto teor de água podem ter atividade de água baixa se a água estiver ligada a outras substâncias, como macromoléculas ou componentes sólidos.• Composição do alimento: a presença de substâncias solúveis, como sal, açúcares ou proteínas podem reduzir a quantidade de água disponível. Essas substâncias atraem e ligam moléculas de água, diminuindo a atividade de água. • Estrutura do alimento: alimentos com maior complexidade estrutural, como alimentos fibrosos ou com grandes moléculas, podem ter uma menor atividade de água, pois a água fica aprisionada nas suas estruturas, dificultando a mobilidade. • Temperatura: a temperatura afeta a mobilidade das moléculas de água. A atividade de água geralmente aumenta à medida que a temperatura sobe, pois a água se torna mais móvel e disponível para reações e crescimento microbiano. • pH: o pH do alimento pode influenciar as interações entre a água e os outros componentes do alimento. Certos valores de pH podem favorecer a ligação da água a componentes como proteínas e carboidratos, alterando sua disponibilidade. • Processamento: processos como desidratação, secagem e congelamento alteram a estrutura da água nos alimentos. A remoção ou modificação do estado da água pode reduzir sua atividade e, assim, prolongar a vida útil do alimento. • Interações com outras moléculas: a presença de compostos como lipídios, proteínas e outros solutos pode afetar a disponibilidade da água no alimento. Por exemplo, a água que se liga fortemente a proteínas tem uma atividade de água mais baixa do que a água livre. Esses fatores combinados determinam a quantidade de água disponível para processos de deterioração, afetando diretamente a qualidade e a segurança microbiológica do alimento. A determinação da atividade de água pode ser feita por diferentes métodos, como: • Ponto de congelamento: mede a depressão do ponto de congelamento usando crioscópio eletrônico, correlacionando com o teor de umidade da amostra (Ribeiro, 2007). • Sensores de umidade relativa: a amostra com umidade conhecida é colocada em um espaço fechado a uma temperatura constante até atingir o equilíbrio, e a umidade relativa do ar é medida para calcular a atividade de água (Ribeiro, 2007). • Equilíbrio em umidade relativa constante: a amostra é mantida em um ambiente D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1010 fechado, geralmente dessecadores, com umidade relativa controlada até atingir o equilíbrio, momento em que se mede a migração de água da amostra (Ribeiro, 2007). É importante destacar que o equilíbrio entre a amostra e o meio é um processo demorado em amostras pequenas (1,0 g) e praticamente inviável em amostras grandes (Ribeiro, 2007). Os alimentos são classificados em três grupos com base na atividade de água: baixa umidade (aw até 0,60), umidade intermediária (aw entre 0,60 e 0,90) e alta umidade (aw acima de 0,90). Em alimentos com alta umidade (aw > 0,90), soluções diluídas podem se formar, favorecendo o crescimento de microrganismos, enquanto as reações químicas e enzimáticas podem ser mais lentas devido à baixa concentração de reagentes. Já em alimentos com aw entre 0,40 e 0,80, a velocidade dessas reações tende a aumentar devido à maior concentração de reagentes (Ribeiro, 2007). Quando a atividade de água é inferior a 0,60, o crescimento microbiano é mínimo. Além disso, a atividade de água também influencia a aparência e textura dos alimentos, como na compactação de café solúvel ou amolecimento de biscoitos. A redução da atividade de água, por métodos como secagem ou congelamento, aumenta a estabilidade do alimento, mas deve-se ter cuidado com alimentos suscetíveis à rancidez oxidativa, pois a redução excessiva da atividade de água pode acelerar essa reação (Ribeiro, 2007). Portanto, a deterioração dos alimentos ocorre principalmente devido ao crescimento de microrganismos, atividade enzimática e reações químicas, processos que geralmente dependem da presença de água. A perecibilidade de um alimento, ou seja, sua facilidade de deterioração, pode variar mesmo entre alimentos com o mesmo teor de água. Isso se deve ao fato de que, em alguns casos, a água presente no alimento não está disponível para microrganismos e reações, ao estar ligada aos componentes sólidos ou tem mobilidade reduzida, não se comportando como água pura (Ribeiro, 2007). 2.1.3 Determinação de umidade em alimentos O método de secagem é um dos mais tradicionais e amplamente utilizados para determinar o teor de umidade em alimentos. O processo envolve a remoção da água presente na amostra por meio de calor controlado, e a diferença de peso da amostra antes e depois da secagem é utilizada para calcular o teor de umidade. Para realizá-lo, uma amostra representativa do alimento é pesada antes de ser colocada em uma estufa de secagem ou forno, no qual é submetida a uma temperatura geralmente de 105 °C até que toda a água seja removida. Após o processo, a amostra é pesada novamente e a quantidade de água é calculada pela diferença de peso, utilizando a fórmula: (Peso inicial — Peso final) / Peso inicial × 100. Esse método é de fácil execução, baixo custo e proporciona resultados confiáveis quando feito corretamente, sendo fundamental para o controle de qualidade dos alimentos. A determinação do teor de umidade é importante para garantir a estabilidade e evitar a deterioração microbiológica e enzimática dos alimentos. Além disso, ele é essencial para a preservação da qualidade do produto D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1111 final. No entanto, o método de secagem apresenta algumas limitações, como a possibilidade de danos à estrutura de alimentos sensíveis ao calor e o tempo relativamente longo necessário para o processo, especialmente em amostras grandes ou com alto teor de umidade. Mesmo com essas limitações, o método continua sendo amplamente utilizado devido à sua simplicidade e eficácia no controle da umidade dos alimentos. 2.2 Macronutrientes Os macronutrientes são os principais componentes químicos dos alimentos e desempenham funções essenciais no metabolismo. Eles são classificados em carboidratos, proteínas e lipídios, sendo analisados na química de alimentos para compreender sua estrutura, propriedades físico- químicas e impacto na nutrição e tecnologia alimentar (Ribeiro, 2007). Os carboidratos são compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio, apresentando um dos seguintes grupos funcionais: polihidroxialdeído, polihidroxicetona, polihidroxiácido e po-lihidroxiálcool (Figura 2). Eles podem ser classificados, em função de seu peso molecular, em monossacarídeos (glicose (Figura 6), frutose, galactose), dissacarídeos (sacarose, lactose, maltose) e polissacarídeos (amido, glicogênio e fibras) (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). Quimicamente, os carboidratos influenciam propriedades como solubilidade, viscosidade e dulçor dos alimentos. Além disso, sofrem reações como caramelização e reação de Maillard, importantes na formação de cor e sabor em produtos assados e processados. Suas principais fontes incluem cereais, pães, massas, tubérculos e leguminosas (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). FIGURA 2: REPRESENTAÇÃO DOS GRUPOS FUNCIONAIS DE MONOSSACARÍDEOS. Fonte: Ribeiro (2007). D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1212 FIGURA 3: D-GLICOSE. Fonte: Damodaran e Parkin (2019). As proteínas são macromoléculas formadas por aminoácidos unidos por ligações peptídicas. As proteínas desempenham diversas funções biológicas essenciais, incluindo atividades contráteis, como as exercidas pela miosina e actina; funções estruturais no corpo, como o colágeno e a queratina; ação biocatalisadora, representada pelas enzimas; e papéis hormonais, como a insulina, glucagon e hormônios tireoidianos. Elas também têm funções de transporte, como a hemoglobina, que transporta oxigênio, e a transferrina,que transporta ferro, além de funções de reserva, exemplificadas pela ovoalbumina e caseína. Além disso, as proteínas também atuam na proteção contra agentes agressores, como a produção de anticorpos em mamíferos, venenos por cobras, antibióticos por microrganismos e inibidores enzimáticos por plantas, garantindo a defesa de diversos organismos (Ribeiro, 2007). Quimicamente, possuem estrutura primária, secundária, terciária e quaternária, que influenciam suas propriedades funcionais nos alimentos, como solubilidade, emulsificação, capacidade de retenção de água e formação de géis. As proteínas participam de reações químicas como a desnaturação térmica e a hidrólise enzimática, fundamentais na produção de queijos, iogurtes e produtos cárneos. São encontradas em carnes, ovos, leite e leguminosas (Damodaran; Parkin, 2019). Os lipídios são compostos orgânicos apolares formados por uma variedade de substâncias, como acilgliceróis, ácidos graxos, fosfolipídios, seus derivados e, em alguns casos, esteróis e carboidratos. Os triacilgliceróis, que consistem principalmente em glicerol ligado a ácidos graxos, são os lipídios mais prevalentes em alimentos, sendo comumente conhecidos como óleos ou gorduras (Ribeiro, 2007). Os ácidos graxos são os principais constituintes estruturais da maioria dos lipídios presentes nos alimentos. Eles podem ser classificados como saturados ou insaturados, influenciando suas propriedades físicas e biológicas. A composição de ácidos graxos nos lipídios alimentares varia dependendo do tecido vegetal ou animal de onde são extraídos (Damodaran; Parkin, 2019). D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1313 Os lipídios desempenham várias funções essenciais no organismo. Eles servem como fonte e reserva de energia, fornecendo mais calorias por grama do que carboidratos ou proteínas e sendo armazenados no tecido adiposo para uso em períodos de jejum ou atividade prolongada. Além disso, os lipídios atuam como isolantes térmicos, ajudando a manter a temperatura corporal e protegendo os órgãos contra impactos. São componentes fundamentais das membranas celulares, permitindo a regulação do transporte de substâncias. Também são responsáveis pelo transporte de vitaminas lipossolúveis (A, D, E, K) e atuam como precursores de hormônios importantes, como os sexuais e o cortisol. Por fim, alguns lipídios desempenham papéis cruciais na sinalização celular e na modulação de processos fisiológicos, como a inflamação (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). Quimicamente, participam de processos como oxidação lipídica, que pode levar ao ranço dos óleos e gorduras, afetando a qualidade sensorial dos alimentos. Suas fontes incluem óleos vegetais, manteiga, castanhas, abacate e peixes gordurosos (Damodaran; Parkin, 2019). Na química de alimentos, o estudo dos macronutrientes permite compreender suas interações, estabilidade e impacto na qualidade e segurança alimentar, sendo fundamental para o desenvolvimento de novos produtos e aprimoramento de processos industriais. 2.3 Micronutrientes Os micronutrientes são compostos essenciais para o organismo, necessários em pequenas quantidades, mas fundamentais para a manutenção da saúde. Eles incluem vitaminas e minerais, que desempenham papéis vitais em diversos processos fisiológicos. As vitaminas são compostos orgânicos que atuam como cofatores em reações enzimáticas, fortalecem o sistema imunológico, contribuem para a produção de energia, mantêm a saúde da pele e da visão, entre outras funções. Elas são classificadas em duas categorias: lipossolúveis, como as vitaminas A, D, E e K, que se dissolvem em gordura e podem ser armazenadas no organismo, e hidrossolúveis, como a vitamina C e as do complexo B, que se dissolvem em água e, geralmente, não são armazenadas, exigindo ingestão regular (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). Os minerais, por sua vez, são elementos inorgânicos com papéis estruturais e reguladores no organismo. Eles estão envolvidos na formação de ossos e dentes, condução de impulsos nervosos, produção de hormônios, transporte de oxigênio, entre outras funções. Os minerais são divididos em macroelementos, como cálcio, fósforo, potássio, sódio, magnésio, enxofre e cloro, necessários em maiores quantidades, e microelementos (ou oligoelementos), como ferro, zinco, cobre, manganês, iodo, selênio, cromo, cobalto e flúor, requeridos em quantidades menores, mas são igualmente importantes para a saúde. Embora necessários em pequenas quantidades, os micronutrientes são essenciais para processos biológicos como a imunidade, função cognitiva, cicatrização de feridas e regulação do metabolismo. A deficiência ou o excesso de micronutrientes pode resultar em problemas de saúde significativos (Ribeiro, 2007; Damodaran; Parkin, 2019). D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1414 2.4 Determinação de cinzas As cinzas fazem parte dos bancos de dados como um dos componentes centesimais dos alimentos. Sua quantificação ocorre por meio da pesagem do resíduo remanescente após a combustão completa da matéria orgânica, permitindo uma estimativa do teor total de minerais nos alimentos. Métodos específicos para a determinação da quantidade de cinzas em diferentes alimentos e grupos alimentares estão descritos em publicações oficiais. Os minerais presentes nesse resíduo podem estar na forma de óxidos metálicos, sulfatos, fosfatos, nitratos, cloretos e outros halogenados. Por esse motivo, a quantificação das cinzas tende a superestimar o conteúdo mineral real, ao incluir o oxigênio presente em diversos ânions. Ainda assim, essa análise fornece um panorama inicial da composição mineral, sendo necessário complementar com cálculos de carboidratos totais para a determinação precisa da composição centesimal (Damodaran; Parkin, 2019). A quantificação do conteúdo inorgânico de uma amostra é comumente realizada por meio da determinação do resíduo resultante da incineração, entre 500-600°C, até obter um resíduo inorgânico constante, também conhecido como cinzas. Esse processo envolve a queima da amostra a altas temperaturas, geralmente em um forno mufla, provocando a decomposição completa da matéria orgânica presente. Durante a incineração, os componentes orgânicos da amostra, como carboidratos, proteínas e lipídios, se transformam em dióxido de carbono (CO2) e outros gases voláteis, sendo eliminados. O que permanece após esse processo é o resíduo inorgânico, composto essencialmente por minerais, que se apresenta sob a forma de cinzas. A análise das cinzas é importante, ao permitir a avaliação do conteúdo mineral da amostra, o que pode fornecer informações sobre sua composição nutricional ou qualidade. Esses minerais podem incluir macroelementos e microelementos. A quantidade elevada de cinzas em um produto pode ser um indicativo de contaminação ou adulteração, enquanto a ausência delas pode sinalizar a carência de nutrientes essenciais. O cálculo da determinação de cinzas em alimentos é realizado a partir do peso da amostra antes e após a incineração. A diferença de peso entre o início e o fim do processo de queima é o valor das cinzas presentes na amostra. O cálculo é geralmente expresso como uma porcentagem do peso inicial da amostra. Portanto, a determinação do conteúdo de cinzas não só é crucial para estudos químicos, mas também reflete o cuidado e o processo de preparação da amostra, o que é especialmente relevante na análise de substâncias alimentícias ou de plantas medicinais. 3. Tabela Brasileira de Composição de Alimentos A Tabela Brasileira de Composição de Alimentos (TACO) é uma referência essencial para nutricionistas, farmacêuticos, médicos, pesquisadores e outros profissionais da saúde. Seu principal objetivo é gerar dados sobre a composição dos principais alimentos consumidos no Brasil,com base em um plano de amostragem que garanta valores representativos. As análises são realizadas por laboratórios com capacidade analítica comprovada por estudos interlaboratoriais, assegurando D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1515 a confiabilidade dos resultados. A TACO contém informações detalhadas sobre macronutrientes (proteínas, carboidratos e lipídios), fibras, vitaminas, minerais e energia, sendo amplamente utilizada para: • Planejamento de dietas e orientações nutricionais; • Desenvolvimento de produtos alimentícios; • Estudos epidemiológicos e pesquisas na área da saúde; • Controle de qualidade de alimentos. A seguir, apresenta-se um trecho da Tabela Brasileira de Composição de Alimentos (TACO) (Tabela 1) (NEPA – UNICAMP, 2011), contendo as informações nutricionais do pão francês (número 53), que será utilizado nesta aula prática. D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 1616 TABELA 01: TABELA BRASILEIRA DE COMPOSIÇÃO DE ALIMENTOS Fonte: UNICAMP. Tabela Brasileira de Composição de Alimentos – TACO. 4. ed. ampliada e revisada. Campinas: UNICAMP, 2011. p. 27-28. Disponível em: https://abre.ai/mqms. Acesso em: 14 mar. 2025. https://abre.ai/mqms D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 17 RECURSOS UTILIZADOS Materiais: Descrição Observação Pão francês Material a ser fornecido pelo aluno Recipiente de vidro ou porcelana resistente ao calor (tigela pequena) Material a ser fornecido pelo aluno Pegador de macarrão tipo pinça ou garfo Material a ser fornecido pelo aluno Balança (1g a 10 kg) Material a ser fornecido pelo aluno Forno doméstico Material a ser fornecido pelo aluno Software/aplicativo/simulador Sim ( ) Não ( X ) Em caso afirmativo, qual? Pago ( ) Não Pago ( ) Tipo de Licença: Não se aplica Descrição do software/aplicativo/simulador: Caso não seja necessário o uso do recurso, preencher com *Não se aplica (NSA) Kit Laboratório individual de atividade prática Sim ( ) Não ( X ) Em caso afirmativo, qual? Pago ( ) Não Pago ( ) Tipo de Licença: Não se aplica Descrição dos materiais do kit: Caso não seja necessário o uso do recurso, preencher com *Não se aplica (NSA) D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 18 ATENÇÃO SAÚDE E SEGURANÇA Caro (a) aluno (a), Esta prática conectada visa lhes proporcionar a experiência prática da determinação de umidade e cinzas em alimentos. Todavia, para que sua segurança e integridade física sejam mantida, é indispensável a utilização de equipamentos de proteção individual (EPI’s): a) Uso obrigatório de jaleco: longo, branco, de tecido; b) Uso obrigatório de luvas; c) Vestuário adequado e obrigatório: uso de calça comprida e sapatos fechados, além de cabelos presos. d) As mãos devem ser lavadas com sabão ao iniciar a prática e após a retirada das luvas. O QUE FAZER NESSA PRÁTICA? D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 20 Caro (a) aluno (a), Nesta prática conectada, vocês irão realizar a determinação da umidade do pão francês. Por gentileza, sigam as instruções abaixo para o desenvolvimento da prática. Boa prática! Prática: Determinação Caseira de Umidade em Alimentos Nesta prática, iremos utilizar dois pães francês. • Passo 1: Cortar os pães francês ao meio. • Passo 2: Pese o recipiente vazio e anote o peso. • Passo 3: Coloque a amostra (pão) no recipiente e pese tudo (peso inicial – primeiro peso). • Passo 4: Coloque o recipiente com o pão no forno em temperatura mínima por cerca de 40 minutos. • Passo 5: Após esse tempo, retire o recipiente, deixe esfriar e pese novamente (peso final — último peso). • Passo 6: Subtraia o peso do recipiente vazio do peso do recipiente com pão seco (peso final) para obter o peso seco. • Passo 7: Calcular a umidade da amostra de pão francês, utilizando a fórmula abaixo: D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 21 MATERIAL COMPLEMENTAR Artigo: Avaliação nutricional de pão caseiro enriquecido com farinha a partir de carcaça de tilápia elaborada por diferentes metodologias. Autores: Jaisa Casetta, Gislaine Gonçalves Oliveira, Gabriela Hernandes Granzoto, Edna Regina Netto de Oliveira, Rafaela Dorne Bronzi, Maria Fernanda Gumarães Pereira, Elisângela de Cesaro, Maria Luiza Rodrigues de Souza. Disponível em: https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/46989 https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/46989 D E T E R M I N A Ç Ã O C A S E I R A D E U M I D A D E E C I N Z A S E M A L I M E N T O S 22 DAMODARAN, Srinivasan; PARKIN, Kirk L. Química de alimentos de Fennema. 5. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2019. E-book. p.1. ISBN 9788582715468. Disponível em: https://integrada. minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788582715468/. Acesso em: 05 fev. 2025. MELLO, Fernanda R.; MARTINS, Pâmela C. R.; SILVA, Analú B. et al. Tecnologia de Alimentos para Gastronomia. 2. ed. Porto Alegre: SAGAH, 2018. E-book. p.86. ISBN 9788595023291. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595023291/. Acesso em: 06 fev. 2025. RIBEIRO, Eliana P. Química de alimentos. 2. ed. São Paulo: Editora Blucher, 2007. E-book. p.16. ISBN 9788521215301. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/ books/9788521215301/. Acesso em: 05 fev. 2025. NEPA – UNICAMP. Tabela brasileira de composição de alimentos. 4. ed. rev. e ampl. Campinas: NEPA-UNICAMP, 2011. 161 p. REFERÊNCIAS