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Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG Instituto de Ciências Agrárias - ICA Campus Montes Claros Bromatologia Luciana Castro Geraseev Francine Souza Alves da Fonseca Hugo Colombarolli Bonfá Fabrício Leonardo Alves Ribeiro Montes Claros - MG 2008 Bromatologia 2 Ficha Catalográfica (Termos para indexação:) Bromatologia 3 1. Roteiro para aulas práticas 1.1. Princípios da análise química dos alimentos 1.1.1. Método de Weende........................................................ 1.1.2. Método de Van Soest ……………………………………… 1.2. Preparo de amostras para determinação dos constituintes dos alimentos 1.2.1. Coleta................................................................................ 1.3. Pré-secagem, Matéria seca parcial ou 1a MS.. 1.4. Matéria seca (MS) .................................................................. 1.5. Cinzas (MM) ............................................................................ 1.6. Proteína (PB) 1.6.1. Digestão ........................................................................... 1.6.2. Destilação ........................................................................ 1.7. Extrato etéreo (EE) …………………………............................. 1.8. Fibra bruta (FB) ....................................................................... 1.9. Fibra em detergente neutro (FDN) .......................................... 1.10. Fibra em detergente ácido (FDA) ........................................... 1.11. Preparo de solução mineral (via seca).................................... 1.12. Fósforo (P) .............................................................................. 1.13. Cálcio (Ca) .............................................................................. 2. Anexos Preparo de soluções Normas de segurança em laboratório Bromatologia 4 1. Roteiro para aulas práticas 1.1 Princípios da análise química dos alimentos 1.1.1 Método de Weende A análise bromatológica tem como principal objetivo a obtenção da composição química dos alimentos, ou a determinação das frações nutritivas de um alimento. Em função dos inúmeros fatores que afetam a produção de um determinado alimento, especialmente os volumosos, ele pode apresentar grande variação em sua composição e qualidade. Portanto, a análise bromatológica é uma importante ferramenta para o balanceamento das dietas. Método de Weende Um dos métodos mais utilizados para as análises químicas dos alimentos é o chamado método de Weende. Este método utiliza o princípio do fracionamento do alimento para chegar à sua composição proximal. Bromatologia 5 Água Alimento Matéria seca Componentes orgânicos. (Cho's, Prot, lip) Extrato etéreo. (lipídios e pigmentos) Compostos nitrogenados. (amida, uréia, NNP, proteína verdadeira). Carboidratos (estruturais, fibrosos e não fibrosos) Compostos não nitrogenados. (Cho's e lipídios) Componentes inorgânicos. (cinzas) Fibra bruta (celulose e lignina) Extrativo não nitrogenado (açúcar solúvel, amido e hemicelulose) Bromatologia 6 Pelo método de Weende determina-se: • Umidade • Cinzas ou matéria mineral • Proteína bruta = (aa's + NNP) • Extrato etéreo = lipídios + pigmentos • Fibra bruta = celulose + lignina Pelo método de Weende calcula-se: • MS = 100 - % água • ENN = MS – Mi – PB – EE – FB • MO = MS – Mi Apesar de ser amplamente utilizado o método de Weende apresenta falhas, principalmente em relação aos carboidratos, que no caso de ruminantes pode representar até 75% do total dos nutrientes ingeridos. Pelo método de Weende os carboidratos são divididos em dois grupos: FB (celulose e lignina insolúvel em álcali) e ENN (carboidratos com natureza diversa). Do ponto de vista nutricional esta divisão é insatisfatória por que estes compostos que são englobados em uma única fração possuem características nutricionais diferentes. 1.1.2 Método de Van Soest O esquema proposto por Weende, apesar de fornecer uma idéia do valor nutritivo do alimento é falho em alguns aspectos: análise de FB e ENN é calculada por diferença ficando sujeitos que são cometidos durante o processo analítico. Assim a fração dos carboidratos não é bem representada. Na tentativa de resolver este problema Van Soest propôs uma divisão dos componentes da amostra baseada na composição estrutural do alimento. - nutrientes presentes no conteúdo celular (facilmente degradados); Bromatologia 7 - nutrientes presentes na parede celular (de degradação mais lenta ou não degradada) (O conteúdo celular é formado principalmente por proteínas, carboidratos solúveis, pectina, gorduras e amido) A parede celular é constituída principalmente por hemicelulose, celulose, lignina, proteína lignificada e mineral). Pelo método Van Soest a amostra é submetida a uma digestão com uma solução de detergente neutro, cujo objetivo é a solubilização do conteúdo celular e consequentemente determinação da parede celular (FDN). Além deste fracionamento para obter uma informação mais precisa sobre a natureza dos carboidratos presentes no alimento, Van Soest propôs uma nova digestão de detergente ácido a qual solubiliza o conteúdo celular + hemicelulose + proteína insolúvel, obtendo-se desta maneira um resíduo constituído em sua maior parte por celulose, lignina, e nitrogênio lignificado, o resíduo é chamado FDA, fibra em detergente ácido. Assim na análise de rotina utiliza-se o método de Weende substituindo-se a determinação da Fibra bruta por FDN e FDA. Bromatologia 8 1.2. Preparo de amostras para determinação dos constituintes dos alimentos 1.2.1 Coleta Para realizar uma análise bromatológica, o primeiro passo deve ser a coleta do material. Esse processo requer uma técnica especializada, visto que, a parte amostrada deverá representar todo o restante não amostrado. Uma coleta não eficiente produz informações que não podem ser corrigidas pelos métodos analíticos. Definições: Amostra: é o conjunto de unidades selecionadas de uma população. População: conjunto e indivíduos com certas características semelhantes. a. Coleta de amostras de pastagens: É feita utilizando-se um quadrado de metal de 1m2 ou 0,25m2. A área a ser amostrada deve ser homogênea em termos de topografia, solo e vegetação. Para a amostragem da área caminha-se em zig-zag lançando o quadrado ao acaso. Deve-se cortar (na altura do pastejo) todas as plantas que estiverem com seus sistemas radiculares dentro da área do quadrado. Deve-se coletar de 10 – 12 pontos por hectare desde que a área seja homogênea, o que produz em média 3 kg de forragem. As forragens de baixo porte devem ser coletadas e armazenadas em sacos plásticos, já as de maior porte devem ser picadas antes de serem armazenadas. Após a colheita as amostras devem ser encaminhadas ao laboratório o mais rápido possível, caso contrário deve ser congelado. b. Coleta de amostras de rações: Bromatologia 9 A coleta de amostras de rações depende do tamanho da embalagem em que o material está armazenado e da quantidade de indivíduos da população. Embalagens menores que 5kg: uma embalagem constitui uma amostra média. Amostragem: Até 100 sacos: amostrar 10%. De 101 a 400: amostrar a raiz quadrada da quantidade de indivíduos. Acima de 400: amostrar 5% Embalagens de 25 – 60 kg: Para amostragem de embalagens maiores utiliza-se o calador fazendo a coleta a partir de um dos cantos da embalagem em sentido diagonal e depois repetir começando do canto oposto. Número de embalagens amostradas: (amostras parciais) População menor que 10 indivíduos: amostrar todas. De 11 – 200: amostrar 10. Maior que 200: amostrar 5%. Ingredientes simples: uma amostra composta a cada 1000 embalagens. Ingredientes misturados: uma amostra composta a cada 300 embalagens. Ex.: 450 sacos de 50 kg = 2 amostras compostas, amostrando-se 12 sacos a cada 225. Bromatologia 10 c. Amostragem de produto a granel: Retirar uma amostra parcial a cada tonelada e uma amostra composta a cada 50 toneladas. As amostras parciais devem ser colhidas no momento da descarga. Preparo das amostras compostas: para o preparo das amostras compostas é necessário reunir as amostras parciais (que devem ser do mesmo tamanho) e misturá-las rigorosamente sobre um encerado, após a homogeneização procede-se o esquartejamento da amostra e retira-se do material, em diagonais opostas, em média 1 kg que deve ser armazenado em um recipiente seco, vedado, limpo e identificado. Bromatologia 11 1.3. Pratica 1 - Pré-secagem, Matéria seca parcial ou 1a MS. A pré-secagem é necessária quando a amostra possui alto teor de umidade (gramíneas, silagens, etc). Normalmente é feita em temperatura de 55 a 60o C, em estufas com circulação de ar, para evitar perda por volatilização de nutrientes (especialmente nitrogênio). Este procedimento tem efeito mínimo na composição química, permitindo que as amostras possam ser analisadas posteriormente para outros componentes. Entretanto a secagem a temperatura baixa não remove toda a água da amostra e, portanto não representa a matéria seca total. Equipamentos: - Bandeja inoxidável ou de alumínio 40x60 cm ou sacos de papel - Balança com precisão de 0,1 g - Estufa de ventilação forçada. Marcha analítica: • Numerar e pesar os sacos de papel vazios. • Homogeneizar a amostra em um recipiente grande (bacia de plástico). • Retirar uma quantidade significativa da amostra e colocar nos sacos, pesar e anotar o peso. • Levar para estufa com ventilação forçada por 48 horas ou peso constante. • Retirar da estufa e deixar esfriar em temperatura ambiente (4 horas). • Pesar e anotar o peso. Cálculo: % MPS = Peso saco com amostra após estufa - Peso saco vazio x 100 Bromatologia 12 Peso saco com amostra úmida - peso saco vazio Identificação da amostra Peso saco vazio Peso saco + amostra Peso saco + amostra Seca %MPS Bromatologia 13 1.4 Prática 2 – Matéria seca (MS) Equipamentos: - Estufa de secagem e esterilização (105ºC) - Garra tenaz - Balança analítica com precisão de 0,0001 g - Dissecador com sílica gel - Placa de Petri Marcha analítica: • Colocar a placa de petri vazia na estufa 105o C por 6 horas • Retirar a placa de petri da estufa 105°C, transfer ir para dissecador, esfriar ± 30 minutos, pesar e anotar. • Adicionar a placa ± 2 g de amostra • Pesar, anotar e identificar a placa. • Levar para estufa 105°C por 12 horas ou até peso c onstante. (aproximadamente uma noite) • Retirar a placa + amostra da estufa e levá-la ao dissecador por ± 30 minutos, pesar e anotar. Bromatologia 14 Cálculos: %MS = Peso da placa após estufa - Peso da placa vazia x 100 Peso da amostra %MS TOTAL (Amostras que fizeram pré-secagem) = %MPS x %MS/100 Identificação da amostra Peso placa vazia Peso amostra Peso placa + amostra seca %MS Bromatologia 15 1.5 Prática 3 – Cinzas (MM) A cinzas ou matéria mineral é o produto obtido após o aquecimento da amostra a 600o C até a combustão total da matéria orgânica. Por meio do aquecimento em temperatura elevada, todas as substâncias voláteis são eliminadas e a matéria orgânica é totalmente transformada em CO2 e H20. As cinzas nos alimentos contêm principalmente os seguintes cátions: cálcio, potássio, sódio, magnésio, ferro, cobre, cobalto e alumínio e os ânions: sulfato, cloreto, silicato e fosfato. Equipamentos: - Mufla - Garra tenaz - Balança analítica com precisão de 0,0001 g - Dessecador contendo sílica gel - Cadinho de porcelana Marcha analítica: • Colocar o cadinho de porcelana na mufla a 600°C po r 4 horas • Retirar o cadinho da mufla, transferir para dissecador, esfriar ± 30 minutos, pesar e anotar. • Adicionar ao cadinho ± 2 g de amostra • Pesar, anotar • Levar a mufla a 105°C e subir a temperatura gradat ivamente até 600°C e deixar por 4 horas • Esperar os cadinhos esfriarem (até 200°C) e então retirar os cadinhos + amostra da mufla, levá-los ao dessecador por ± 30 minutos, pesar e anotar. Bromatologia 16 Cálculos: %MM = Peso do cadinho após a queima - Peso do cadinho vazio x 100 Peso da amostra Identificação da amostra Peso cadinho Vazio Peso amostra Peso cadinho + Cinzas %MM Bromatologia 17 1.6 Proteína (PB) 1.6.1 Prática 4 - Digestão Na análise bromatológica a proteína é estimada, a partir da determinação do conteúdo de nitrogênio total da amostra. A proteína é estimada partindo do pressuposto que ela contém 16% de N na sua composição (N x 6,25 = PB). O método Kjedahl inclui todas as formas de N (protéico: aa's e peptídeos; não protéicos = amônia, uréia) e, portanto não permite avaliar a qualidade da proteína. Este método é considerado padrão para determinação para determinação de nitrogênio, principalmente em forragens. Ele consiste em três etapas: 1. Digestão da amostra em ácido sulfúrico com um catalisador; 2. Destilação da amônia em solução receptora; 3. Quantificação da amônia por titulação. Digestão – Princípios Matéria orgânica -------------------- SO2 + CO2 + H2O + R-NH2 R-NH2 + H2O -------------------- R-OH + NH3 2 NH3 + H2SO4 -------------------- (NH4) 2SO4 Equipamentos: - Bloco digestor - Tubo de digestão - Balança analítica com precisão de 0,0001g - Bureta de 50mL Marcha analítica: • Pesar 0,3g da amostra seca ao ar, anotar e colocar no tubo de digestão. • Identificar o tubo. • Adicionar 2g de mistura catalítica. • Adicionar 10 ml de ácido sulfúrico. Bromatologia 18 • Levar ao bloco digestor iniciando a digestão com temperatura moderada a baixa (50ºC) e subir a temperatura gradualmente até alcançar 350ºC. Após o clareamento de a solução continuar a digestão por mais 20 minutos. • Após o tubo esfriar, retirar do bloco digestor e reservar para a próxima etapa. Identificação da amostra Peso da amostra ml de HCL % PB Bromatologia 19 1.6.2 Prática 5 - Destilação Destilação - Princípios: (NH4)2SO4 + 2 NaOH 2 NH4OH + NH2SO4 NH4OH NH3 + H2O NH3 + H3BO3 NH4H2BO3 Titulação - Princípios: NH4H2BO3 + HCl H3BO3 + NH4Cl Equipamentos: - Destilador por arraste de vapor - Tubo de Digestão - Erlenmeyer de 250 mL - Bureta de 50 mL Marcha analítica: • Adicionar uma pequena porção de água destilada (10-20 mL) no tubo digestor. Agite até a dissolução e esfrie. • Transfira imediatamente o tubo digestor com amostra para o conjunto de destilação e adicione 25 mL deNaOH-50%. • Coloque no erlenmeyer cerca de 50 mL de água destilada e 50 mL de ácido bórico a 4%. Adapte o erlenmeyer ao conjunto de destilação para receber toda a amônia. • Destile por arraste, até que o volume destilado seja de aproximadamente 100 mL. • Retire o erlenmeyer e titule com HCl 0,1 N até a viragem do indicador misto (verde para rosa). Cálculos : Bromatologia 20 %PB = V x Fc X N x 6,25 x 0,014 x 100 P V= Volume de HCl gasto na titulação Fc = Fator de correção N = Normalidade P = peso da amostra em gramas Bromatologia 21 1.7 Prática 6 – Extrato etéreo (EE) Determina a percentagem de gordura dos alimentos sendo útil para quantificar energia. Os alimentos com altos teores de gorduras têm altos valores de NDT (nutrientes digestíveis totais), pelo fato das gorduras fornecerem 2,25 vezes mais energia quando comparadas aos carboidratos e proteínas. Equipamentos: - Extrator tipo Goldfish - Copo golddfish - Papel filtro - Balança analítica com precisão de 0,0001 g - Dessecador - Estufa 105ºC Marcha Analítica: • Retirar o tubo extrator “rebolo” da estufa 105ºC e levá-lo ao dessecador por ± 30 minutos, pesar e anotar. • Pesar ± 2g da amostra diretamente em um papel filtro de filtro previamente tarado • Ligar o extrator e deixa-lo a temperatura de 80 ºC • Ligar a água para alimentar os condensadores • Adicionar 100 mL de éter etílico ao rebolo. • Levar o conjunto ao extrator de deixar durante 4 horas • Recuperar o éter utilizado na extração. • Levar o rebolo mais o produto da extração para estufa 105ºC por 1 hora. • Retirar da estufa e levar para dessecador ± 30 minutos e pesar. Bromatologia 22 Cálculos: %EE = Peso do rebolo com extrato - Peso do rebolo vazio x 100 Peso da amostra Identificação da amostra Peso rebolo vazio Peso amostra Peso rebolo + EE %EE Bromatologia 23 1.8 Prática 7 – Fibra bruta (FB) Na fibra bruta encontram-se as frações de celulose e lignina insolúvel. Fibra bruta é a parte dos carboidratos resistentes ao tratamento sucessivo com ácido e base diluídos, representando a grande parte da fração fibrosa dos alimentos. A maior fração da fibra bruta, a celulose, é bem aproveitada pelos ruminantes, uma vez que os microorganismos do rúmen são capazes de desdobrá-la, formando ácidos graxos voláteis, que são fonte de energia para esses animais. Além dos ruminantes, outras espécies também aproveitam à fibra bruta com maior ou menor eficiência. Ela é também responsável pelo bom funcionamento dos intestinos, estimulando seus movimentos peristálticos. Equipamentos: - Béquer de 600 mL - Cadinho de placa porosa - Dessecador - Tubo de digestão - Bloco digestor - Balança analítica com precisão de 0,0001 g - Bomba de vácuo - Mufla - Estufa 105 °C Marcha Analítica: • Pesar 0,25 g da amostra. Transferir para tubo digestor. • Retirar o cadinho da estufa, levar para suporte de filtração e identificar. Bromatologia 24 Digestão ácida: • Adicionar 25 ml de solução de H2SO4 1,25%, previamente aquecido, ao tubo digestor contendo a amostra e levar ao bloco a 125°C. • Digerir em refluxo ½ h, após o início da ebulição. • Filtrar o vácuo sobre o cadinho, fazendo lavagens sucessivas com água quente até neutralização do resíduo. Digestão básica: • Transferir o resíduo retido do cadinho o béquer com 25 mL de NaOH 1,25% fervente • Digerir em refluxo ½ h, após o início da ebulição. • Filtrar a vácuo em cadinho fazendo lavagens sucessivas com água quente até neutralização do resíduo. • Lavar o resíduo com 10 mL de álcool etílico P.A. e 10 mL de acetona P.A • Levar o cadinho para estufa a 105°C por 12 horas • Retire o cadinho da estufa e pese • Levar o cadinho para mufla a 500oC por 1 hora • Retire o cadinho da mufla, espere esfriar e pese. Cálculos: %FB = (Peso do cadinho com resíduo) - (Peso do cadinho com cinzas) Peso da amostra x 100 Identificação da amostra Peso Amostra Peso cadinho + FB Peso cadinho + Cinzas %FB Bromatologia 25 1.9 Prática 8 – Fibra em detergente neutro (FDN) A solução detergente neutra é usada para dissolver substâncias facilmente digeridas, como a pectina e o conteúdo celular da planta (proteínas, açúcares e lipídeos), deixando um resíduo fibroso (fibras em detergente neutro – FDN), que são os principais componentes da parede celular das plantas (celulose, hemicelulose e lignina), proteína danificada pelo calor e proteínas da parede celular. Equipamentos: - Bloco Digestor - Balança analítica com precisão de 0,0001 g - Tubo de digestão - Cadinho de placa porosa - Bomba de vácuo - Dessecador Marcha Analítica: 1º Caso: Amostra com baixa quantidade de amido • Pesar 0,25 g da amostra. Transferir para o tubo de digestão • Adicionar 25 ml de solução digestora de FDN • Levar ao bloco digestor por 1 h, após o início da ebulição. • Pesar o cadinho, identificar e anotar o peso. • Filtrar o resíduo e lavar com água quente, em abundância, até que todo o resíduo do tubo seja transferido para o cadinho. • Lavar com 10 mL de acetona. • Levar o cadinho a estufa 105ºC por 4 h. • Retirar, levar para o dessecador, pesar e anotar. Bromatologia 26 2º Caso: Amostra com elevado teor de amido • Pesar 0,25 g da amostra e transferir para o tubo de ensaio. • Adicionar 10mL de uréia 8 molar e 0.5 mL de alfa-amilase e deixe em repouso por 24 horas. • Adicionar 25 ml de solução digestora de FDN • Levar ao bloco digestor por 1 h, após o início da ebulição. • Pesar o cadinho, identificar e anotar o peso. • Filtrar o resíduo e lavar com água quente, em abundância, até que todo o resíduo do tubo seja transferido para o cadinho. • Lavar com 10 mL de acetona. • Levar o cadinho a estufa 105ºC por 4 h. • Retirar, levar para o dessecador, pesar e anotar. Cálculos: %FDN = Peso do cadinho com resíduo - Peso do cadinho vazio x 100 Peso da amostra Identificação da amostra Peso cadinho vazio Peso amostra Peso cadinho + FDN %FDN Bromatologia 27 1.10 Prática 9 – Fibra em detergente ácido (FDA) A fibra em detergente ácido é a porção menos digerível da parede celular. É constituída em quase sua totalidade de lignina e celulose. Uma solução de detergente ácida é usada para dissolver o conteúdo celular, hemicelulose e minerais solúveis, deixando um resíduo fibroso constituído de celulose, lignina, proteína lignificada e minerais insolúveis. Equipamentos: - Bloco Digestor - Balança analítica com precisão de 0,0001 g - Tubo de Ensaio - Cadinho de placa porosa - Bomba de vácuo - Dessecador Marcha Analítica: • Pesar 0,25 g da amostra. Transferir para o tubo de digestão • Adicionar 25 mL de solução detergente ácido FDA. • Levar ao bloco digestor por 1 h, após o início da ebulição. • Pesar o cadinho, identificar e anotar o peso. • Filtrar o resíduo e lavar com água quente, em abundância, até que todo o resíduo do tubo seja transferido para o cadinho. • Lavar com 10 mL de acetona. • Levar o cadinho a estufa 105ºC por 4 h. • Retirar, levar para o dessecador, pesar e anotar. Cálculos: %FDA = Peso do cadinho com resíduo - Peso do cadinho vazio x 100 Peso da amostra Bromatologia 28 Identificação da amostra Peso Cadinho vazio Peso Amostra Peso Cadinho + FDA %FDA Bromatologia 29 1.11 Prática 10 – Preparo de solução (via seca) Equipamentos:- Funil - Papel filtro - Balão volumétricos de 100 mL - Becker - Bastão de vidro - Bloco digestor - Pisseta Marcha Analítica: • Dissolva 1 – 3 g de cinzas em 10 mL de “HCL” (1+1) (cuidado de adicionar o ácido lentamente), adicionar 40 ml de água destilada. • Transfira a solução para o Becker e evapore parte do ácido com o auxilio de bloco digestor até a redução de ⅓ do volume, retire do bloco. • Após o resfriamento, filtre com auxílio de um funil analítico e papel de filtro para um balão volumétrico de 100mL. • Lavar o béquer e o bastão de vidro durante a filtração, com água destilada até completar os 100mL. Bromatologia 30 1.12 Prática 10 – Fósforo(P) O fósforo da solução mineral, proveniente de rações, forragens, tecidos, soro ou plasma sanguíneo, urina, etc., reagindo com o molibdato de amônio, produz amônio fosfolibdato. Este é reduzido pela vitamina C (redutor), que não produz efeito sobre o molibdato do amônio que não reagiu dentro da solução. A quantidade de fósforo é determinada medindo-se a intensidade de cor azul, que é produzida pela formação de fosfomolibdato. A coloração azul é devida aos óxidos coloidais reduzidos de molibdato. A intensidade da cor desenvolvida pelo fosfomolibdato depende da acidez e da temperatura da solução. A cor é estável em solução ácida. Equipamentos: - Balão volumétrico 100mL - Béqueres - Espectrofotômetro - Pipetas - Pisseta Marcha Analítica: • Transferir uma alíquota da solução a ser analisada e transfira-a para balão de 100 mL. (o volume da alíquota vai depender da riqueza da amostra, em fósforo). • Acrescentar cerca de 20 mL de água destilada, adicione 5 ml das soluções ácida de molibdato de amônio e 2 ml de ácido ascórbico a 2%. Complete o volume com água destilada. • Fazer a leitura, cinco minutos após completar os volumes com água destilada, no espectrofotômetro colorimétrico no comprimento de onda de 725 nm. Bromatologia 31 • Obter os valores de absorbância e faça os cálculos, tomando como base os valores das leituras das soluções-padrão de fósforo. Cálculos: %P = ((concentração em ppm do padrão/absorbância equivalente do padrão) x absorbância da amostra)x1/10000xfator de diluição/peso da amostra (g) MS Identificação da amostra Peso Amostra Diluição 1 Diluição 2 ABS P% Bromatologia 32 1.13 Prática 11- Cálcio (Ca) O cálcio é um elemento de fundamental importância na nutrição animal, seja para animais em crescimento (ossificação), seja para animais adultos (produção de leite, ovos, etc) e ainda para manutenção. A análise de cálcio consiste em precipitar o cálcio de uma solução obtida das cinzas do material a ser analisado, por adição do oxalato de amônio. O precipitado formado (oxalato de cálcio) é filtrado em papel filtro e convenientemente lavado com solução de hidróxido de amônio 1:50. Esta lavagem tem a finalidade de remover o excesso de oxalato de amônio. O precipitado assim obtido é suspenso em água destilada e dissolvido com ácido sulfúrico, formando ácido oxálico que é determinado por oxidimetria. Equipamentos: - Bloco aquecedor - Béqueres - Provetas - Bureta de 50 mL - Pisseta Marcha Analítica: • Pipetar volumetricamente uma alíquota da solução mineral previamente preparada para béquer de 250mL • Adicionar 2 a 3 gotas de vermelho de metila 0,1% e diluir com água destilada até aproximadamente 50mL • Aquecer brandamente em placa aquecedora até próximo à fervura. Acrescentar sob agitação constante 25mL de solução saturada de oxalato Bromatologia 33 de amônio quente. Adicionar NH4OH 1+1, gota a gota sob agitação constante até que a coloração mude do vermelho para rosa. • Se houver mudança da coloração para amarelo, gotejar HCl 1+3 até retorno para rosa. Deixar em repouso no mínimo 1 hora e no máximo 3horas • Filtrar sob vácuo em cadinho de vidro borossilicato com placa porosa • Lavar o béquer e o precipitado 3 vezes com NH4OH 1+50 ou até que algumas gotas do filtrado não reajam com solução de nitrato de prata acidulado com ácido nítrico • Transferir o cadinho de vidro borossilicato com o precipitado para o béquer original. • Adicionar água destilada até cobrir o cadinho e 10mL de solução de ácido sulfúrico 1+1 • Aquecer até completa dissolução do precipitado (próximo à ebulição) e titular com permanganato de potássio 0,05N sob constante agitação até coloração rósea clara persistente por 30 segundos. • Cuidar para que durante a titulação a temperatura não fique abaixo de 60ºC Cálculos: %Ca = V X N X F X 0,02004 X S X 100 P X A V = volume KMnO4 0,05 N gasto na titulação N = Normalidade F = Fator de correção da solução de KMnO4 Bromatologia 34 S = Volume da solução estoque P = peso da amostra em gramas A = Volume da alíquota utilizado 0,02004 = Miliequivalente grama do cálcio Identificação da amostra Peso Amostra Diluição Volume de KMnO4 %Ca Bromatologia 35 2. Anexos Análise de proteína Solução reagente de hidróxido de sódio 50% (p/v) Dissolver 500 g de NaOH p.a. ou grau técnico de boa qualidade em água destilada. Adicionar 30 g de tiossulfato de sódio para evitar a carbonatação quando o período de armazenamento for longo e completar para 1000 ml em béquer. Atenção! Cuidado ao preparar essa solução. Ela deve ser preparada dentro da capela de exaustão com o uso de luvas e óculos de proteção. A reação de solubilização do hidróxido de sódio em água libera muito calor (reação exotérmica), por isso, prepare sempre em uma vidraria termo-resistente. Solução alcoólica indicadora de fenolftaleína 1% Dissolver 1,0 g de fenolftaleína p.a. em aproximadamente 60 ml de álcool etílico p.a. Transferir para balão volumétrico de 100 ml, completar o volume e homogeneizar. Mistura catalítica Peneirar separadamente o sulfato de sódio ou potássio anidros e o sulfato de cobre pentahidratado. Juntar 10 partes do sulfato de sódio ou de potássio e uma parte do sulfato de cobre. Homogeneizar e guardar em frasco com tampa. Solução volumétrica padronizada de ácido clorídrico 0,1 N Bromatologia 36 Medir 8,5 mL de HCl p.a. e transferir para balão volumétrico de 1000 mL, contendo aproximadamente 500 mL de água destilada. Esfriar, completar o volume e homogeneizar. Atenção! Cuidado ao preparar essa solução. O ácido clorídrico é um ácido forte, fumegante e corrosivo. A solução deve ser preparada dentro da capela com exaustão ligada. Obrigatório o uso de luvas, jalecos e óculos de proteção. Padronização: Pesar exatamente 5,299 g de carbonato de sódio (Na2CO3) p.a., previamente seco a 270°C por uma hora. Dissolver em água destilada, transferir para balão volumétrico de 1000 ml e completar o volume. Pipetar 20 ml da solução de Na2CO3 e transferir para erlenmeyer de 250 ml. Adicionar para coloração rósea. Aquecer à ebulição, para eliminar o gás carbônico. Esfriar e prosseguir a titulação. Repetir esta operação até coloração rósea permanente. Cálculo do Fator: NR = P / V x E F = NR / NE Onde: P = Peso em miligrama do Na2CO3 na alíquota V = Volume de HCl gasto na titulação em ml E = Fator de correção NR = Normalidade real NE = Normalidade esperada Bromatologia 37 Solução de ácido bórico 4% Pesar 40 g de H3BO3 p.a. e transferir para béquer de 1000 mL. Dissolver em aproximadamente 500 ml de água destilada, utilizando agitação. Transferir quantidade, por papel filtro qualitativo, para balão volumétrico de 1000 mL, completar o volume e homogeneizar. Solução indicadora mista Dissolver 0,132g de vermelha de metila p.a. em 70 mL de álcool etílico p.a. Transferir quantitativamente para balão volumétrico de 200 mL. Dissolver balão contendo vermelho de bromocresol p.a. em 70 mL de álcool etílico p.a.. Juntar ao balão contendo vermelho de metila, completar o volume com álcool etílico p.a. e homogeneizar. Observação: O indicador misto poderá ser incorporado à solução de ácido bórico 4% (8 mL por litro). Fibra Bruta Solução reagente de ácido sulfúrico 1,25% (0,255 N) Medir 7 mL de ácido sulfúrico p.a. e transferir para balão volumétrico de 1000 ml, contendo aproximadamente 500 mL de água destilada. Esfriar, completamente o volume e homogeneizar. ! Atenção. Cuidado ao preparar essa solução. Ela deve ser preparada na capela com a exaustão ligada. O uso de luvas, óculos de proteção e jaleco são obrigatórios para se proteger contra possíveis acidentes. O ácido sulfúrico é um ácido forte que na presença de água libera muito calor (reação exotérmica). Por isso, sempre coloque o ácido sobre a água e de forma lenta e cautelosa para evitar respingos, visto que, o ácido sulfúrico é muito corrosivo. Bromatologia 38 Solução reagente de hidróxido de sódio 1,25 % (0,313 N) Pesar exatamente 12,5 gramas de NaOH p.a. em béquer, solubilizar com água e transferir quantitativamente para balão volumétrico de 1000 ml. Esfriar, completar o volume e homogeneizar. Atenção! Cuidado ao preparar essa solução. Ela deve ser preparada dentro da capela de exaustão com o uso de jaleco, luvas e óculos de proteção. A reação de solubilização do hidróxido de sódio em água libera muito calor (reação exotérmica), por isso, prepare sempre em uma vidraria termo- resistente. FDN Solução detergente neutro a. Pesar 37,22 g de E.D.T.A. dissódico e 13,62 g de borato de sódio, transferir para béquer de 500 ml contendo cerca de 300 ml de água destilada; aquecer até a dissolução; adicionar 30 g de lauril sulfato de sódio e 10 ml de trietilenoglicol. b. Pesar 9,12 g de fosfato dissódico e transferir para outro béquer de 500 ml contendo cerca de 300 ml de água destilada, aquecer até a dissolução. Misturar s soluções “a” e “b”, completar o volume para 1000 ml com água destilada e homogeneizar. O pH deve estar entre 6,9 e 7,1. Corrigir se necessário com solução de HCl 10% ou solução de NaOH 10%. FDA Solução detergente ácido Bromatologia 39 Pesar 40 g de CTAB e adicionar em 2 litros de solução de H2SO4 1N. Agitar até a completa dissolução. Solução reagente de ácido sulfúrico 1N Medir 60 ml de H2SO4 p.a. e transferir para balão volumétrico de 2000 ml contendo aproximadamente 500 ml água destilada. Esfriar, completar o volume e homogeneizar. Corrigir a normalidade, se necessário. Análise de fósforo Solução ácida de molibdato de amônio Dissolva 1 g de carbonato de bismuto em um béquer de 600 ml com 200 ml de água destilada e agite; adicione, cautelosamente, 138 ml de ácido sulfúrico concentrado e deixe esfriar durante 30 minutos. Adicione, em outro béquer de 200 ml, 20 g de molibdato de amônio e 150 ml de água destilada, agitando até dissolver. Transfira as duas soluções (a e b) para um balão volumétrico de 1000 ml e complete o volume com água destilada. Solução vitamina C a 2% Adicione 2 g de vitamina C em um balão de 100 ml e complete o volume com água destilada. A validade da solução é de 60 minutos apenas. Bromatologia 40 Análise cálcio Solução volumétrica padronizada de permanganato de potássio 0,05 N Dissolver 1,6 g de KMnO4 p.a. em béquer contendo aproximadamente 300/400 ml de água destilada e aquecer a 60/70°C por duas horas, Esfriar, transferir quantitativamente para balão volumétrico de 1000 ml, completar o volume e homogeneizar. Deixar em repouso por 72 horas ao abrigo da luz. Filtrar sobre cadinho de vidro sintetizado, amianto ou lã de vidro e estocar em frasco âmbar. Padronização: Pesar exatamente 3,35 g de oxalato de sódio (Na2C2O4) p.a. previamente seco em estufa a 105°C por duas horas. Dissolver em béquer com aproximadamente 100 ml de água destilada, transferir para balão volumétrico de 1000 ml, homogeneizar e completar o volume. Pipetar 20 ml da solução de oxalato de sódio, transferir para erlenmeyer de 250 ml, adicionar 10 ml de ácido sulfúrico 1+1, aquecer a 70°C – 80°C e titular nessa temperatura gotejando a solução de permanganato de potássio 0,05 N numa velocidade de 2 a 3 gotas por segundo até coloração levemente rósea persistente por 30 segundos. NR = P / V x E F = NR / NE Onde: V = Volume de KMnO4 P = Peso do oxalato de sódio em miligrama na alíquota E = Equivalente grama do oxalato de sódio NR = Normalidade real NE = Normalidade esperada Solução alcoólica indicadora de vermelho de metila 0,1% Bromatologia 41 Dissolver 0,1 g de vermelho de metila p.a. em aproximadamente 60 ml de álcool etílico. Transferir para balão volumétrico de 100 ml, completar o volume e homogeneizar. Bromatologia 42 Normas de segurança em laboratório de Análise de Alimentos Em um laboratório de bromatologia, é primordial que o aluno assuma uma postura cuidadosa e responsável durante as experiências. Estes cuidados têm o objetivo não só de evitar acidentes, como também de diminuir o gasto dos reagentes e quebra de vidrarias que geralmente são muito caros. Não se deve ter medo de se manusear os reagentes, vidrarias ou equipamentos, pois dessa forma, você não será um bom profissional, o que aumentará os riscos do trabalho, deve-se apenas ter cautela para se trabalhar, evitando assim acidentes. A concentração sobre o trabalho e o conhecimento sobre o mesmo são fatores primordiais no combate aos acidentes. Todas as análises bromatológicas são seguras, desde que efetuadas com seriedade. As recomendações gerais de comportamento, que devem ser seguidas por todos os usuários de um laboratório são: Cuidados pessoais - Uso obrigatório de guarda-pó abotoado, sapatos fechados e cabelos presos. - Não é recomendado o uso de lentes de contato no laboratório - Jamais comer ou beber em laboratório - Nunca pipetar qualquer produto em laboratório com a boca, sempre utilize as pêras ou similares. - Rotular todas as soluções com as seguintes informações: nome da solução, concentração, finalidade de uso, responsável e data de preparo. - Não levar jamais as mãos à boca ou aos olhos quando estiver manuseando produtos químicos; - Discutir sempre com o professor ou técnico a experiência que será feita; Bromatologia 43 - Evite trabalhar sozinho em um laboratório Cuidados com a rede elétrica - Verifique sempre a tensão da tomada na qual deseja ligar o seu equipamento e a voltagem e freqüência na qual o aparelho deve operar. - Antes de ligar, veja se o equipamento está realmente em condições de uso. - Caso ocorra alguma anomalia enquanto estiver usando-o, comunique imediatamente ao responsável e/ou coloque um aviso, em local visível, para servir de alerta a outros usuários do equipamento. - Em caso de dúvida quanto ao funcionamento de um equipamento, procure o. responsável pelo mesmo. Não tente adivinhar como ele funciona. Cuidados a serem tomados com as substâncias químicas - Em caso de acidentes, mantenha a calma e chame o professor ou técnico responsável; - Não armazenar produtos químicos próximos a fontes de calor como, por exemplo, blocos digestores, fornos e estufas. - A abertura de frascos com produtos de alta volatilidade deve ser feita só em capela. - Verificar sempre a toxicidade e a inflamabilidade dos produtos com os quais se esteja trabalhando; - Jamais manipular produtos inflamáveis (éter, álcool, etc.) perto de chamasou fontes de calor; - Procurar sempre discutir com o professor ou técnico o local correto de descarte dos produtos tóxicos, inflamáveis, mal-cheirosos, lacrimogêneos, pouco biodegradáveis ou que reagem com a água. Produtos corrosivos Os corrosivos podem ocasionar queimaduras de alto grau por ação química sobre os tecidos vivos. Podem também ocasionar Bromatologia 44 incêndios, quando colocados em contato com material orgânico (madeira, por exemplo) ou outros produtos químicos. São corrosivas as substâncias químicas com características ácido/base pronunciadas. - Manipule estes produtos com óculos de segurança e luvas - Nunca descarte diretamente na pia. Os resíduos devem ser neutralizados, diluídos e descartados na pia, desde que não tenham propriedades tóxicas importantes. - A diluição de soluções concentradas de produtos corrosivos deve ser feita sempre acrescentando o produto concentrado sobre o diluente. Por exemplo: ácido sulfúrico sobre a água. Substância corrosiva utilizadas no laboratório de bromatologia: Ácidos Orgânicos Acido Acético Glacial Ácidos Inorgânicos Ácido Clorídrico Ácido Sulfúrico Bases Inorgânicas Hidróxido de Amônio Hidróxido de Sódio
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