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BROMATOLOGIABROMATOLOGIA Profa. Lucia Regina R. Martins BROMATOLOGIABROMATOLOGIA O que é? � ciência que estuda os alimentos nos mais diferentes aspectos � valor nutricional, � valor nutricional, �controle de qualidade químico e microbiológico (matéria-prima até produto final, processo de fabricação e estocagem); �caracterização de alimentos in natura e processados; �presença de contaminações (químicas e biológicas) �aspectos legais �embalagem, rotulagem, ... BROMATOLOGIABROMATOLOGIA DefiniçãoDefiniçãoDefiniçãoDefinição dededede AlimentoAlimentoAlimentoAlimento:::: “toda substância ou mistura de substâncias, naturais ou processadas que, ingeridas pelo homem, garantam ao seu organismo os materiais e a energia necessários para oorganismo os materiais e a energia necessários para o desenvolvimento de seus processos biológicos. Inclui também as que são ingeridas por hábito, costumes ou como aditivos, tenham ou não valor nutritivo.” SALINAS, R.D. Alimentos de nutrição: introdução à bromatologia. 3. ed. Porto Alegre: Artmed BROMATOLOGIABROMATOLOGIA FunçõesFunçõesFunçõesFunções dosdosdosdos alimentosalimentosalimentosalimentos 1. ESPECÍFICAS: a. calóricas ou energéticas (glicídios, proteínas e gorduras) b. plásticas (proteínas) c. reguladoras (vitaminas e minerais)c. reguladoras (vitaminas e minerais) 2. PARAESPECÍFICAS: - saciedade - estimular prazer - sensação de plenitude - manutenção da imunidade - aumentar o peristaltismo intestinal - etc. Química de alimentos – questões atuais • qualidade e segurança alimentar: - alimentos processados ou frescos - resíduos químicos indesejáveis (metais, pesticidas, antibióticos,...) - alimentos negligenciados e fraudes - toxinas - transgênicos - toxinas - transgênicos Papel do químico: � desenvolvimento de métodos analíticos � atuar no controle químico de qualidade � melhorar formulações, avaliar processos e verificar a estabilidade � etc... Alterações em alimentos BROMATOLOGIA BROMATOLOGIA –– aspectos geraisaspectos gerais Alterações que podem ocorrer em alimentos durante a manipulação, processamento ou armazenamento característica alteração Textura Perda de solubilidade, perda de capacidade de retenção de água, endurecimento, amolecimento Sabor Desenvolvimento de rancidez (hidrolítica ou oxidativa), sabor cozido (hidrolítica ou oxidativa), sabor cozido ou caramelo, odores indesejados Cor Escurecimento, branqueamento Valor nutricional Perda, degradação ou alteração da biodisponibilidade de proteínas, lipídeos, vitaminas, minerais, ... Segurança Formação/inativação de substâncias tóxicas Damodaran, S.; Parkin, K.L.; Fennema, O.R. Química de alimentos de Fennema. 4.ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. Reações e eventos envolvidos com as alterações em alimentos: Evento primário Evento secundário Hidrólise de lipídeos Ác. graxos livres reagem com proteínas Hidrólise de polissacarídeos Açúcares reagem com proteínas Oxidação de lipídeos Produtos reagem com diversos outros constituintes Contusões em frutas Ruptura celular, liberação de enzimas, disponibilidade de oxigênio Aquecimento de hortaliças Perda da integridade celular, liberação de ácidos, inativação de enzimas Aquecimento do tecido muscular Desnaturação e agregação de proteínas, inativação de enzimas Conversão cis→ trans em lipídeos polimerização durante a fritura (formação de espuma, solidificação do óleo) Damodaran, S.; Parkin, K.L.; Fennema, O.R. Química de alimentos de Fennema. 4.ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. Reações entre os principais componentes dos alimentos: LipídeosLipídeosLipídeosLipídeos Carboidratos Carboidratos Carboidratos Carboidratos O2, calor catálise peróxidos (P) (P) oxidada carbonilas reativas pigmentos, vitaminas e sabores Calor, ácido ou base forte Proteínas (P) Proteínas (P) Proteínas (P) Proteínas (P) sabores sabor, cor indesejáveis;sabor, cor indesejáveis;sabor, cor indesejáveis;sabor, cor indesejáveis; perda de valor nutricional perda de valor nutricional perda de valor nutricional perda de valor nutricional e de texturae de texturae de texturae de textura Fatores: � alimento: composição, oxigênio, pH, atividade de água, ... � ambiente: temperatura, tempo, atmosfera, exposição à luz, contaminações, ... Análise química de alimentos � Tipos gerais de análises � Amostragem - Etapas:� Amostragem - Etapas: a) Coleta da amostra bruta b) Preparação da amostra de laboratório c) Preparação da amostra para análise Métodos de Análises de alimentos Tipos de análises: • métodos convencionais (ex.: gravimetria, volumetria) • métodos instrumentais Qual utilizar? - disponibilidade do equipamento e/ou método de análise - necessidade de seguir método oficial Cecchi, H.M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2.ed. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 2003. - necessidade de seguir método oficial Aplicações • Controle de qualidade de rotina (matéria- prima ou produto acabado) • Fiscalização (cumprimento de legislação, em geral usa métodos oficiais) • Pesquisa (desenvolver, adaptar métodos analíticos para determinar componentes de forma apropriada) Análise da Composição Centesimal de Alimentos Envolve as seguintes determinações: � Umidade � Cinzas � Fibras � Proteínas � Açúcares � Lipídeos� Lipídeos � Vitaminas � Minerais (Ca, P, K, Na, Cl, S, Mg, Fe, Mn, etc.) • Os valores encontrados são expressos em g(ou mg)/100g de alimento • Expressam o valor nutricional dos alimentos • Fornecem o valor energético, através do fator geral 4-9-4 kcal/g para proteínas, lipídios e carboidratos, respectivamente (Atwater e Bryant) • Valores devem compor o rótulo de alimentos embalados (RDC 360 ANVISA, 2003) Escolha do Método de Análise Fatores:Fatores:Fatores:Fatores: 1. Quantidade relativa do componente a analisar1. Quantidade relativa do componente a analisar1. Quantidade relativa do componente a analisar1. Quantidade relativa do componente a analisar • maiores (mais de 1%) → métodos convencionais • menores (0,01 – 1%), micros (menos de 0,01%) e traços (µg.g-1 ou menos) 2. Exatidão necessária2. Exatidão necessária2. Exatidão necessária2. Exatidão necessária • métodos convencionais: até 99,9% se compostos acima de 10% na • métodos convencionais: até 99,9% se compostos acima de 10% na amostra; para os demais é mais recomendável métodos instrumentais 3. Composição química da amostra3. Composição química da amostra3. Composição química da amostra3. Composição química da amostra • alimentos são amostras complexas • interferentes: necessidade de extração ou separação antes da determinação final 4. Recursos disponíveis4. Recursos disponíveis4. Recursos disponíveis4. Recursos disponíveis • equipamentos, reagentes e pessoal treinado Cecchi, H.M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2.ed. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 2003. Análises quantitativas em alimentos Análises quantitativas em alimentos Análises quantitativas em alimentos Análises quantitativas em alimentos –––– processos:processos:processos:processos: amostragem sistema de processamento da amostra reações químicas mudanças físicasreações químicas mudanças físicas separações medidas processamento de dados e avaliação estatística AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem � Operações através das quais se obtém uma porção apropriada e representativa do que se deseja analisar (= amostra) � dificuldade depende da homogeneidade da amostra Considerar:Considerar:Considerar:Considerar:Considerar:Considerar:Considerar:Considerar: a. finalidade da análise: aceitação/rejeição, análise da qualidade média ou avaliação da uniformidade b. natureza do lote: tamanho, subdivisões, a granel ou embalado c. natureza domaterial: homogeneidade, tamanho da unidade, custo d. natureza dos procedimentos: destrutivos ou não, tempo e custo de análise EtapasEtapasEtapasEtapas:::: a)a)a)a) ColetaColetaColetaColeta dadadada amostraamostraamostraamostra brutabrutabrutabruta b)b)b)b) PreparaçãoPreparaçãoPreparaçãoPreparação dadadada amostraamostraamostraamostra dededede laboratóriolaboratóriolaboratóriolaboratório c)c)c)c) PreparaçãoPreparaçãoPreparaçãoPreparação dadadada amostraamostraamostraamostra paraparaparapara análiseanáliseanáliseanálise 1.1.1.1. COLETACOLETACOLETACOLETA DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem 1.1.1.1. COLETACOLETACOLETACOLETA DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA • réplica reduzida do material a ser analisado; porções reunidas do material original • AmostrasAmostrasAmostrasAmostras fluidasfluidasfluidasfluidas homogêneashomogêneashomogêneashomogêneas (líquidas(líquidas(líquidas(líquidas eeee pastosas)pastosas)pastosas)pastosas):::: agitação e homogeneização do recipiente, coleta de porções de mesmo volume (alto, meio e fundo) • AAAAmostrasmostrasmostrasmostras sólidassólidassólidassólidas eeee heterogêneasheterogêneasheterogêneasheterogêneas : devem ser moídas e misturadas 1.1.1.1. COLETACOLETACOLETACOLETA DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA (cont(cont(cont(cont....)))) � QuantidadeQuantidadeQuantidadeQuantidade: • embalagens únicas ou lotes pequenos: todo o material pode ser considerado com amostra bruta • lotes maiores – embalagens: entre 10 – 20% do total alimento a granel: 5 – 10% do peso total • lotes muito grandes: raiz quadrada no número de unidades do lote AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem • lotes muito grandes: raiz quadrada no número de unidades do lote Fórmula geral : nN .c==== NNNN = número de unidades (sacos, caixas, latas, etc.) coletadas como amostra bruta cccc = fator ligado ao grau de precisão e homogeneidade da amostra (c < 1 para homogênea e c> 1 para heterogênea) nnnn = população (lote) 2222.... REDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA EEEE PREPAROPREPAROPREPAROPREPARO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA DEDEDEDE LABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIO � ParaParaParaPara alimentosalimentosalimentosalimentos secossecossecossecos (pó(pó(pó(pó ouououou granulares)granulares)granulares)granulares):::: 1. ManualManualManualManual: quarteamento (até chegar ao tamanho ideal de amostra) AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem A B C D E F G H 2. EquipamentosEquipamentosEquipamentosEquipamentos: •Amostrados tipo Riffle (divisão em canaletas alternadas) •Amostrador tipo Boerner (utiliza cone com aberturas) AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem 2222.... REDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA EEEE PREPAROPREPAROPREPAROPREPARO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA DEDEDEDE LABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIO (cont(cont(cont(cont....)))) Amostrador tipo Boerner Amostrador tipo Riffle �Alimentos líquidos: Alimentos líquidos: Alimentos líquidos: Alimentos líquidos: misturar bem e retirar porções (meio, alto e fundo), misturando as porções finais. AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem 2222.... REDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA EEEE PREPAROPREPAROPREPAROPREPARO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA DEDEDEDE LABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIO (cont(cont(cont(cont....)))) �Alimentos semiAlimentos semiAlimentos semiAlimentos semi----sólidos (queijos e chocolate):sólidos (queijos e chocolate):sólidos (queijos e chocolate):sólidos (queijos e chocolate): ralar as amostras e utilizar o quarteamento. �AlimentosAlimentosAlimentosAlimentos úmidosúmidosúmidosúmidos (carnes,(carnes,(carnes,(carnes, peixespeixespeixespeixes eeee vegetais)vegetais)vegetais)vegetais):::: amostras devem ser picadas ou moídas e misturadas; quarteamento se necessário; manter sob refrigeração. �Alimentos Alimentos Alimentos Alimentos semiviscosossemiviscosossemiviscosossemiviscosos e pastosos (molhos, pudins,...), líquidos contendo e pastosos (molhos, pudins,...), líquidos contendo e pastosos (molhos, pudins,...), líquidos contendo e pastosos (molhos, pudins,...), líquidos contendo sólidos (compotas de frutas, conservas e enlatados em geral): sólidos (compotas de frutas, conservas e enlatados em geral): sólidos (compotas de frutas, conservas e enlatados em geral): sólidos (compotas de frutas, conservas e enlatados em geral): amostras processadas em liquidificador, misturadas e as alíquotas retiradas para análise. AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem 2222.... REDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃOREDUÇÃO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA BRUTABRUTABRUTABRUTA EEEE PREPAROPREPAROPREPAROPREPARO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA DEDEDEDE LABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIOLABORATÓRIO (cont(cont(cont(cont....)))) análise. �Alimentos com emulsão: Alimentos com emulsão: Alimentos com emulsão: Alimentos com emulsão: aquecer a 35oC em frasco com tampa, homogeneizar e retirar alíquotas �FrutasFrutasFrutasFrutas: • grandes: cortadas em quatro partes; duas partes opostas são reunidas e homogeneizadas em liquidificador • pequenas: homogeneizar inteiras em liquidificador 3333.... PREPAROPREPAROPREPAROPREPARO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA PARAPARAPARAPARA ANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISE • Considera o tipo de amostra e do método analítico • Deve minimizar possíveis mudanças na composição da amostra original �MétodosMétodosMétodosMétodos dededede desintegraçãodesintegraçãodesintegraçãodesintegração:::: A.A.A.A. mecânicamecânicamecânicamecânica: alimentos secos em moinhos de martelo (tipo Wiley*), AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem A.A.A.A. mecânicamecânicamecânicamecânica: alimentos secos em moinhos de martelo (tipo Wiley*), alimentos úmidos por moedor de carne, processadores ou liquidificador �MétodosMétodosMétodosMétodos dededede desintegraçãodesintegraçãodesintegraçãodesintegração:::: BBBB.... DesintegraçãoDesintegraçãoDesintegraçãoDesintegração enzimáticaenzimáticaenzimáticaenzimática:::: amostras vegetais (celulases) e outras hidrolases são úteis para solubilizar componentes de alto PM (proteínas e polissacarídeos) 3333.... PREPAROPREPAROPREPAROPREPARO DADADADA AMOSTRAAMOSTRAAMOSTRAAMOSTRA PARAPARAPARAPARA ANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISE (cont(cont(cont(cont....)))) AmostragemAmostragemAmostragemAmostragem (proteínas e polissacarídeos) CCCC.... DesintegraçãoDesintegraçãoDesintegraçãoDesintegração QuímicaQuímicaQuímicaQuímica:::: usados na dispersão ou solubilização de componentes de alimentos (ex.: detergentes, ácidos,...) Preservação da Amostra em laboratório FinalidadesFinalidadesFinalidadesFinalidades: • Inativação enzimática • Preservação de lipídeos • Controle de alterações oxidativas • Controle de microrganismos MedidasMedidasMedidasMedidas: �Resfriamento ou congelamento �Secagem �Conservadores químicos Variabilidade da composição química de alimentos AlimentosAlimentosAlimentosAlimentos dededede origemorigemorigemorigem vegetalvegetalvegetalvegetal:::: �variedade (genética); �condições de cultivo (solo, clima, irrigação, etc.); �estádio de maturação; �condições e tempo de estocagem; �parte do alimento (casca ou polpa)�parte do alimento (casca ou polpa) AlimentosAlimentosAlimentosAlimentos dededede origemorigemorigemorigem animalanimalanimalanimal:::: �teor de gordura, �parte do animal, �alimentação e idade do animal, �raça Variabilidade da composição química de alimentos � FatoresFatoresFatoresFatores nononono póspóspóspós----colheitacolheitacolheitacolheita: �perda ou absorção de umidade; �perda de constituintes voláteis;�perda de constituintes voláteis; �decomposiçãoquímica e enzimática �deterioração microbiológica �contaminação com metais (proveniente de equipamentos)
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