relatrio 3- nitrognio novo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Daniele Pereira
Larissa Gonçalves
Nathália Trunckle
Tatiane Gonçalves
DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO TOTAL
LAVRAS-MG
2011 
Introdução
Há vários tipos de análise de nitrogênio e compostos nitrogenados no alimento:
Nitrogênio total; 
Proteína; 
Aminoácidos
Nitrogênio Total: Valores citados de proteínas nas bases de dados de composição de alimentos. Tem-se como método mais utilizadoo de Kjeldahl. Outros métodos podem se destacar: Micro-Kjeldahl, Dumas, NIR.
O método de Dumas mede o total de nitrogênio como gás de nitrogênio após a combustão completa dos alimentos. 
NIR (near infrated reflectance): também pode ser para medir nitrogênio em alguns alimentos, utilizado embora um grande número de amostras de calibração são necessárias.
“Proteína” é medido como nitrogênio total (N) e multiplicado por um específico fator, com base no 6,25 Esse fator era originalmente pressuposto de que as proteínas continham 16% de N. Porém, dependendo da fonte alimentar, o fator de conversão de nitrogênio é diferente
Métodos para a determinação de aminoácidos:
IEC (Cromatografia de troca iônica): válido para todos os alimentos. 
Há outros métodos também utilizados, porém apresentam maior perda de aminoácidos na hidrólise e/ou alto custo operacional, e/ou só podem ser utilizados em determinados tipos de alimentos. 
HPLC (cromatografia líquida de alta absorção)-Cromatografia gasosa após hidrólise ácida e derivatização(para a Hidrólise alcalina e cromatografia de troca iônica triptofano)
Hidrólise ácida após oxidação de S aminoácidos 
Calorimetria (para triptofano e S aminoácidos) 
Calorimetria (para lisina disponível)
A partir desses conceitos, define-se o objetivo deste presente relatório: analisar quantitativamente o nitrogênio total presente em amostras de amêndoas.
Referencial Teórico
O desenvolvimento e/ou aprimoramento de métodos para determinação de nitrogênio total em materiais vegetais torna-se necessário devido à importância do controle deste nutriente, em função principalmente de seu papel no metabolismo de aminoácidos e proteínas envolvendo processos enzimáticos e assimilações através de reações de oxi-redução (Dougall & Estaba, 1980). A maioria dos métodos para determinação de nitrogênio total requer a transformação de todas as formas nitrogenadas a amônio e, neste contexto, o método Kjeldahl de digestão desenvolvido em 1883 (Morries, 1983; Jones Jr, 1987) tem sido o mais utilizado para a análise de materiais vegetais.
Íons amônio podem ser quantificados por potenciometria (Shen et al., 1997), titulação (Ohlweiler, 1976) ou espectrofotometria utilizando reagente de Nessler (Dorich & Nelson, 1983), salicilato de sódio (Bremner & Mulvaney, 1982), etc, em procedimentos que freqüentemente requerem etapas de difusão gasosa (Oms et al., 1996) ou destilação (Jones Jr, 1987). Neste sentido, deve-se ressaltar que o método espectrofotométrico do azul de indofenol (Searle, 1984) não envolve separação de fases e tem sido um dos mais utilizados, apesar da carcinogenicidade dos reagentes empregados.
A determinação de nitrogênio amoniacal em sistemas de análises em fluxo tem empregado principalmente potenciometria, espectrofotometria UV-vis e condutimetria, envolvendo em geral difusão gasosa (Faria & Pasquini, 1991; Reis et al., 1997); métodos espectrofotométricos diretos tais como o do azul de indofenol (Searle, 1984; Van Staden & Taljaard, 1997) tem sido também implementados em sistemas de análises em fluxo.
Fundamento
O nitrogênio da amostra é deslocado e transformado em sal de amônio (mineralização ou digestão). A seguir , em meio alcalino (adição de NaOH 40%) e aquecimento desloca-se o NH3, recebendo-o em ácido bórico com solução indicadora, vermelho de metila + verde de bromocresol, (destilação por arraste a vapor). Por titulação com ácido clorídrico (0,1N), determina-se a quantidade de amônio que reagiu com ácido bórico. 
Mineralização:
 H2SO4/catalisador
Matéria orgânica SO2 + CO2 + H2O + R-NH2 
 (
 H2SO4
R-NH2 + H2O 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 
 ( 
 
Destilação:
 (NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH4OH + Na2SO4
 (
 
 NH4OH NH3 + H2O
 (
 NH3 + H3BO3 NH4H2BO3
Titulação:
 NH4H2BO3 + HCL H3BO3 + NH4Cl
Material e Métodos
Material e equipamentos
Balões microkjeldahl de 100 ml
Buretas de 50ml com suportes
Frascos erlenmeyer de 250 ml
Frascos erlenmeyer de 125 ml
Frascos erlenmeyer de 50 ml
Frascos comuns de 1 L
Digestores
Balão volumétrico de 100 ml
Pipeta volumétrica de 25 ml
Bureta com ponta larga para H₂SO₄ concentrado
Destiladores
Reagentes
Carbonato de sódio
Alaranjado de metila 0,1%
HCl 0,1M
NaOH 0,02M
NaOH concentrado
Ácido bórico 2,0%
Fenolftaleína
Verde de bromocresol 0,1% em álcool
HCl concentrado
Mistura de catalisadores: 96% K₂SO₄, 4%CuSO₄. 5 H₂O bem moídos e misturados
Ácido sulfúrico concentrado
Procendimento
Digestão da amostra
Nessa etapa, os componentes da amostra são transformados em gás carbônico e água por ação do ácido sulfúrico e da água oxigenada. O nitrogênio de origem orgânica é convertido em bissulfito de amônio, em presença de catalisadores para acelerar o processo.
Juntar num balão microkjeldahl de 100 ml:
200 mg de amostra pesada em balança analítica
1,5 g de mistura de catalisadores
3,0 ml de H₂SO₄ concentrado
Tentar fazer com que a amostra e os reagentes caiam no fundo do balão sem tocar as paredes.
Colocar o balão no digestor e digerir por cerca de 20 min. Tirar o balão e deixar resfriar a temperatura ambiente. Juntar 5 ml de água oxigenada com uma proveta (se a mistura não estiver bem fria, pode ocorrer uma explosão). Repor o balão no digestor e aquecer devagar. Se não se tornar translúcido em 15 min, resfriar novamente e adicionar mais 5 ml de água oxigenada. Aquecer até tornar-se translúcido e não haver mais resíduos carbonizados. Deixar esfriar por 15 a 20 min à temperatura ambiente e a seguir resfriar em água de torneira. Juntar vagarosamente, com agitação, 40 ml de água destilada.
Destilação da amostra
Nessa etapa, a amostra é transferida para um aparelho de destilação, onde se acrescenta um excesso de hidróxido de sódio. A amônia, que em meio ácido estava sob a forma de NH₄HSO₄ (não-volátil), agora, em meio básico, passa para a forma de NH₃ (volátil). Pode, então, ser destilada e recolhida em uma solução ácida.
Pesar aproximadamente 7,0 g de NaOH e colocar em uma erlenmeyer de 50 ml. Juntar 11 ml de água destilada ao frasco e agitar até que o NaOH esteja dissolvido. Esfriar sob água corrente.
Colocar aproximadamente 10 ml de ácido bórico em um erlenmeyer. Juntar 4 gotas de vermelho de metila e 6 gotas de verde de bromocresol.
Colocar o frasco com ácido bórico e a mistura de indicadores na saída do destilador, tendo o cuidado de deixar a ponta do destilador completamente mergulhada no ácido.
Colocar a amostra digerida no destilador e em seguida a solução de soda. Proceder a destilação até que cerca de 2/3 do líquido contendo a amostra tenha sido recolhido no erlenmeyer com ácido bórico.
Abaixar esse frasco e deixar destilando durante algunsminutos para permitir que a água destilada lave a superfície interna do condensador e do tubo de saída. Usar uma pisseta para lavar a parte externa do tubo.
Titulação da amostra
Nessa etapa, a titulação é dita indireta quando se usa um ácido forte para recolher a amônia. Esta vai neutralizar parcialmente o ácido. A parte não consumida do ácido é, então, titulada com uma base padronizada. A amônia é calculada por diferença. A titulação é dita direta quando se usa ácido bórico (ácido fraco) para recolher a amônia. Ocorre a formação de borato de amônio. A amônia é, então, titulada diretamente por um ácido forte padronizado, que a desloca da molécula de borato. O cálculo nesse caso é direto, sendo que o número de mols do ácido consumido é igual ao número de mols da amônia. O ácido bórico empregado não é padronizado e o seu volume não precisa ser conhecido exatamente.
Titular o destilado com a solução padronizada de HCl 0,1M.
Aparelho utilizado na digestão da matéria.
Resultados e Discussão
Repetição G1R1:
Transferência para Proteína (em MSD):
Transferência para Proteína (em MS):
Transferência para Proteína (em MI):
Umidade média = 3,0086%
eina em MI
Repetição G1R2:
Transferência para Proteína (em MSD):
Transferência para Proteína (em MS):
Transferência para Proteína (em MI):
Conclusão
Referências Bibliográficas
BREMNER, J.M.; MULVANEY, C.S. Nitrogen-total. In: PAGE, A.L. (Ed.) Methods of soil analysis. Madison: ASA, 1982. pt.2, p.595-624. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
DORICH, R.A.; NELSON, D.W. Direct colorimetric measurement of ammonium in potassium chloride extracts of soils. Soil Science Society of America Journal, v.47, p.833-836, 1983. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
DOUGALL, D.K.; ESTABA, D.J. Nutrition and metabolism. In: STABA, E.J. (Ed.) Plant tissue culture as source of biochemicals. Boca Raton: CRS Press, 1980. p.21-58. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
FARIA, L.C.; PASQUINI, C. Flow injection determination of inorganic forms of nitrogen by gas diffusion and conductimetry. Analytica Chimica Acta, v.245, p.183-190, 1991. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
JONES Jr, J.B. Kjeldahl nitrogen determination-What's in a name. Journal of Plant Nutrition, v.10, p.1675-1682, 1987. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
MORRIES, P. A century of Kjeldahl (1883-1983). Journal of the Association of Public Analysts, v.21, p.53-58, 1983. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
OHLWEILER, O.A. Química analítica quantitativa. 2.ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1976. v.2, cap.18, p.452-494: Titulometria de neutralização. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
OMS, M.T.; CERDÀ, A.; CLADERA, A.; CERDÀ, V.; FORTEZA, R. Gas diffusion techniques coupled sequential injection analysis for selective determination of ammonium. Analytica Chimica Acta, v.318, p.251-260, 1996. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
SEARLE, P.L. The Berthelot or indophenol reaction and its use in the analytical chemistry of nitrogen. a review. The Analyst, v.109, p.549-568, 1984. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11
SHEN, H.; CARDWELL, T.J.; CATTRALL, R.W. Determination of ammonia in waste water by a differential pH method using flow injection potentiometry and a nonactin-based sensor.The Analyst, v.122, p.89-93, 1997. Disponível em:< http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162001000100023&script=sci_arttext>. Acesso em: 22/05/11