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* * BROMATOLOGIA = ESTUDOS DOS ALIMENTOS prof. Nelson Jorge Moraes Matos * * Objetivo principal obtenção da composição química dos alimentos, ou seja, a determinação das frações nutritivas de um alimento. * Importância da bromatologia Avaliação de matérias-primas características físico-química Avaliação de rações e pré-misturas * Importância da bromatologia Resultado de uma análise bromatológica: Importante ferramenta para o balanceamento correto da dieta dos animais. * Composição nutricional Quantidade de nutrientes presente no alimento (matéria-prima, pastagem, ração, etc.) é determinada pela análise bromatológica. * Procedimento de coleta e envio de material para Análise bromatológica Amostragem: Os resultados do laboratório irão representar a composição de todo o lote onde a amostra foi retirada No processo de amostragem já se faz a avaliação macroscópica do alimento: Aspecto (cor, cheiro, granulometria, empelotamento, etc.) Presença de contaminantes (insetos, mat. estranhos). * Amostragem Ponto muito importante na análise de alimentos! * Amostragem Caso não seja efetuada corretamente, os resultados das análises não corresponderão a composição do material; Máximo cuidado, sem o qual se obtêm resultados viciados. * Amostragem Erros cometidos durante amostragem não poderão ser retificados ou compensados, por mais cuidadosas que venham ser as análises futuras; O bom senso é pré-requisito para a amostragem representativa de um lote. * Amostragem Material para estudo: Do “todo”, retirar numerosas amostras parciais, colhidas em diferentes pontos do local de interesse (campo, vagão, armazém, etc); Reunião das amostras parciais = amostra composta; Da amostra composta, após homogeneização e retirada de sub-amostras (etapa que deve ser feita com muito cuidado), têm-se a amostra média. * Amostragem Da amostra composta, após homogeneização e retirada de sub-amostras (etapa que deve ser feita com muito cuidado), têm-se a amostra média. * Amostragem Amostra média é aquela enviada ao laboratório. Desta, retira-se uma alíquota que é a amostra laboratorial. * Amostragem TODO AMOSTRAS PARCIAIS AMOSTRA COMPOSTA AMOSTRA MÉDIA Homogeneização AMOSTRA LABORATORIAL Alíquota * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Presença de carunchos ou larvas de insetos que possam infestar matéria prima; Existência de materiais estranhos ao produto (pedras, pedaços de metal, partículas de vidro, galhos, etc) ; * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Contaminação por cimento, fertilizantes, excrementos de roedores ou pássaros; Aquecimento, manifestação de altas temperaturas ou ainda pontos que indiquem queima do produto; * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Existência de bolor; Indícios de fermentação; Aquecimento, manifestação de altas temperaturas ou ainda pontos que indiquem queima do produto; * Quantidades de amostras médias a serem enviadas ao laboratório Volumosos suculentos: 3 kg de amostra úmida. Volumosos secos: ±1 kg. Grãos inteiros: 0,5 kg. Farelos e farinhas: 250 g Raízes e tubérculos: 10 kg. * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Utilizar recipientes e equipamentos de amostragem limpos. * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Após coletadas, amostras devem ser acondicionadas em sacos plásticos ou de papel e transportadas imediatamente ao laboratório. Evitar alteração de umidade do material durante transporte, principalmente de forragem fresca e evitar ocorrência de fermentação. * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Acondicionamento em embalagem apropriada: resistente e não contaminante; identificação do produto / código; origem; data de coleta; responsável; análise requeridas; contato (fone, fax, e-mail, etc.); eventuais observações / alterações. * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Observações: Perda de alguma umidade - não terá grande importância desde que resultados sejam dados apenas na base seca; * Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais Observações: Tratando-se de forragens verdes, fezes, urina, etc., quando as análises não forem processadas imediatamente, é necessário que as amostras sejam conservadas em congelador, entre -5 e -10ºC. . * Preparo da amostra a ser analisada Preparação de uma amostra para procedimentos analíticos: Conversão de uma amostra em material homogêneo, satisfatório para análise; Envolve, geralmente, secagem e/ou moagem. * PREPARO DA AMOSTRA A SER ANALISADA A maioria das amostras encontra-se em uma das seguintes categorias: Suficientemente secas (90% MS) para serem finamente moídas e analisadas imediatamente; Suficientemente secas para serem grosseiramente moídas, mas ainda muito úmidas (85% MS), necessitando pré secagem antes de serem finamente moídas; Amostras que precisam ser pré secas antes de serem grosseiramente moídas. * PREPARO DA AMOSTRA A SER ANALISADA Trituração prévia: Preparo da amostra a ser analisada: Forragens verdes, raízes, tubérculos: deverão ser cortados, inicialmente com tesoura de poda ou picador de forragem laboratorial. Grãos: devem ser grosseiramente triturados em moinhos adequados. Forragens ensiladas e as rações fareladas: raramente necessitam de trituração prévia. Moagem: obtenção de pó fino. * Composição dos alimentos Proposto por Henneberg e Stohmannem 1865. Esquema conhecido como esquema de Weende, mas também é chamado de Análise Proximal ou ainda bromatológica convencional * Considerações sobre o método Método de análise dos alimentos: Weende(+ usado). Por esse método é que se tem a análise aproximativa dos alimentos em 6 frações (sempre dada em %), desde 1865. Água (Umidade); Proteína Bruta (PB); Gordura ou Extrato Etéreo (EE); Fibra Bruta (FB); Cinza ou Matéria Mineral (MM); Extrato não Nitrogenado ou CHO’solúveis (ENN) ENN = 100 –[(%) PB + (%) EE + (%) FB + (%) MM + (%) água] Amido, hemicelulose, lignina solúvel em álcali, pectina, etc. Representa os carboidratos de mais fácil digestão, como os açúcares e o amido. * Composição dos alimentos A determinação química das frações pode ser direta ou indireta: Direta: Água:evaporação em estufa à105ºC (55-65ºC e depois 105ºC); Fibra:fervura em álcalis e ácidos fracos; Extrato etéreo:extração com éter; Proteína:determina-se o nitrogênio total, cujo valor é multiplicado pelo fator 6,25; Cinzas: incineração do alimento em mufla a 600ºC. * Composição dos alimentos Indireta: ENN: 100 –(Água + PB + FB + EE + MM) Matéria seca: 100 - água Matéria orgânica: Matéria seca -cinzas * Composição dos alimentos Composição na matéria original: é a composição do alimento no seu estado natural e como é ingerido pelo animal, como também é a composição utilizada no cálculo das rações. Composição em 100% de matéria seca: considerando-se que a composição dos alimentos é sempre centesimal, um mesmo alimento pode ter diferentes composições, se o teor de umidade for alterado. Apresentação: * Cálculos dos nutrientes em 100% de matéria seca: A comparação de alimentos com diferentes níveis de umidade torna-se difícil pois as diferenças observadas podem dever-se tão somente a esta característica ou realmente existe diferença nesta composição. Por essa razão é comum expressar a composição dos alimentos isentos de água, a qual denomina-se em 100% de MS ou, simplesmente, composição na matéria seca. * Qual o modo de apresentação do alimento Duas formas: A) Na matéria original ou natural: é a composição do alimento na forma natural ecomo é ingerido pelo animal, como também é a composição utilizada no cálculo de rações; * Qual o modo de apresentação do alimento B) Na matéria seca: considera a composição dos frações no alimento 100% seco. É a composição centesimal do alimento Para efeitos de comparação entre diferentes fontes do alimento, deve-se referir ao teor de nutrientes no alimento 100% seco ou na forma de MS (Matéria Seca) * Análise dos alimentos MATÉRIA SECA (MS): É o ponto de partida da análise de alimentos: Importância da sua quantificação. a- Sob o aspecto de preservação do alimento. Qual o teor de umidade indicado para conservação? Máximo 14% de Umidade * Análise dos alimentos b) Comparação entre alimentos: - Concentração de nutrientes (qualidade); - Economicidade; c) Escolha dos alimentos: - A composição dos alimentos, o cálculo das necessidades dos animais e o consumo de alimentos são expressos em termos de MS. * passos para a análise matéria seca Secagem Prévia ou Pré-secagem: Indicada para amostras de alimentos com alta umidade como gramíneas, silagens, etc. É realizada em estufas de circulação de ar forçado, a 60 ± 5o C; * passos para a análise matéria seca O tempo de secagem varia de 24 a 72 hs (fezes), e o material deve apresentar consistência quebradiça, permitindo perfeita moagem. * Cálculo da MS parcial: : MS parcial % = 100 - (peso verde - peso pré-seco)x 100 peso verde * * Exemplo de cálculo de MS parcial Por exemplo, na amostragem de um pasto de capim colonião obtém-se os seguintes dados: a) peso verde = 0,999 kg b) peso pré-seco = 0,312 kg MS parcial = 100 - (0,999 - 0,312) x 100 = 31,23% 0,999 * passos para a análise matéria seca Secagem Prévia ou Pré-secagem: Chamamos essa amostra de “amostra seca ao ar” (ASA) ou a “amostra parcialmente seca” ou “amostra pré-seca” * * MOAGEM * passos para a análise matéria seca b) Secagem Definitiva: As amostras são colocadas em recepientes especiais (cadinhos); É realizado em estufa de circulação de ar forçado a 105 oC. O tempo médio é de 16 hs (durante a noite); * passos para a análise matéria seca Essa amostra é chamada de “amostra seca à estufa” - ASE * Cálculo da Secagem Definitiva % de Matéria seca do alimento: ASE * ASA 100 No exemplo: O laboratório informa que a amostra pré-secada, como analisada, apresentou 80,13% de MS Então: MS absoluta = 31,23 x 80,13/100 = 25,03% * Exemplo de cálculo na base seca e na matéria natural N Por exemplo, se o balanceamento determina que 4 kg de MS sejam fornecidos por uma dada silagem, e esse alimento se apresenta com apenas 27% de MS, então o animal deverá consumir 14,8 kg de silagem in natura, conforme cálculo: 100 kg in natura ____________27 kg de MS / kg 4 kg de MS x= (4 x 100) / 27 x = 14,8 Kg MN Caso se dispusesse de uma silagem de melhor qualidade, com 33% de MS, por exemplo, então seriam necessários somente 12,1 kg MN * Exemplo de cálculo na base seca e na matéria natural N Cálculo: 100 kg in natura ----------27 kg de MS / kg X-------------------- 4 kg de MS X = (4 x 100) / 27 x = 14,8 Kg MN Caso se dispusesse de uma silagem de melhor qualidade, com 33% de MS, por exemplo, então seriam necessários somente 12,1 kg MN * Exemplo de cálculo na base seca e na matéria natural N Caso se dispusesse de uma silagem de melhor qualidade, com 33% de MS, por exemplo, então seriam necessários somente 12,1 kg MN. * * * Matéria seca vs Custo SILAGEM A: 33% de MS e R$75,00/ton VS SILAGEM B: 28% de MS e R$65,00/ton Pergunta: qual a silagem mais barata ? * * * Matéria seca vs Custo SILAGEM A: 33% de MS e R$75,00/ton 100 kg SILAGEM ............... 33 kg MS 1000 kg SILAGEM ............. X X = 330 kg MS Então: R$75,00 ......... 330 kg MS y ......... 1 kg MS y = R$0,22727/kg MS ou R$227,27/ton MS * * * SILAGEM B: 28% de MS e R$65,00/ton 100 kg SILAGEM ............... 28 kg MS 1000 kg SILAGEM ............. x x = 280 kg MS R$65,00 ......... 280 kg MS y ......... 1 kg MS y = R$0,23214/kg MS ou R$232,14/ton MS Matéria seca vs Custo * * * Matéria seca vs Custo Resumo: SILAGEM A: R$75,00/ton na MN; R$227,27/ton MS SILAGEM B: R$65,00/ton na MN; R$232,14/ton MS Num programa (software) de formulação por custo mínimo, a silagem selecionada seria a: Logo: Devemos comparar o preço dos alimentos sempre em % de matéria seca (MS). “A” * * * Particularidades da MS de alimentos concentrados Alimentos Concentrados (geralmente): Melhor padronização; Qualidade constante; Teores constantes; % de MS constante. * * * Particularidades da MS de alimentos volumosos Alimentos Volumosos (geralmente): Teor de MS bastante variável; Qualidade dos materiais pode variar muito; Maior possibilidade de erros; Avaliar a % de MS e calcular o custo comparado sempre em matéria seca. * * * DETERMINAÇÃO DA CINZA OU MATÉRIA MINERAL Produto que se obtém após o aquecimento de uma amostra a temperatura de 600ºC durante 4 horas ou até combustão total da matéria orgânica; Fornece indicação da riqueza da amostra em elementos minerais; As vezes permite estimativa da riqueza em Ca e P; Determinação é importante para o cálculo do ENN e da matéria orgânica. * * * DETERMINAÇÃO DA CINZA OU MATÉRIA MINERAL * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Quantifica o teor de N do alimento: Método de Kjeldalh - método padrão de determinação de N. A DETERMINAÇÃO OCORRE EM 3 FASES: Digestão ácida Destilação Titulação * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Digestão ácida - Baseia-se no aquecimento da amostra com ácido sulfúrico e catalizador para a digestão até que o carbono e o hidrogênio sejam oxidados. O nitrogênio da proteína é reduzido e transformado em sulfato de amônia. * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Destilação - Adiciona-se NaOH concentrado e aquece-se para a liberação da amônia dentro de um volume conhecido de uma solução de ácido bórico, formando borato de amônia. * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Titulação - a amônia na solução com ácido bórico é titulada com ácido sulfúrico ou ácido clorídrico e determina-se a concentração de N. * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Determinação da proteína bruta é obtida através do valor de N obtido no método Kjeldahl multiiplicado pelo fator 6,25 Fator = a proteína tem 16% de N logo : 100/16 = 6,25 * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Digestão da amostra - Pese 0,2g da amostra em papel de filtro livre de N. - Coloque a amostra com o papel no tubo de Kjedahl. - Adicione 2g da mistura catalítica. - Adicione, com cuidado, 5mL de ácido sulfúrico. Agite. (Na capela). - Coloque para digerir no bloco digestor com a chapa a 450°C. * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Deixar digerindo em aquecimento até que o conteúdo do balão fique límpido e transparente (azul ou verde claro). A digestão termina quando os gases brancos desaparecem e o material contido no tubo de Kjeldahl tornar-se límpido. Isto varia de 1 – 3h, dependendo da amostra. Deixe esfriar. * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA - DESTILAÇÃO: Coloque 15mL de água destilada no tubo até dissolver a amostra. - Esfrie o tubo em banho de gelo ou água corrente; - Coloque o tubo com a amostra digerida no destilador; - Coloque 20mL de NaOH 40%, com a torneira fechada. Abrir um pouco a torneira e deixar escorrer bem lentamente; - Ligue a chave de aquecimento;* * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA - Coloque 10mL de ácido bórico 3% em um erlenmeyer de 250mL com 3 gotas de indicador misto. - Coloque o erlenmeyer com o ácido bórico e indicador no bico do condensador; - Deixe destilar até a cor verde, e espere completar um volume de cerca de 50mL para garantir o término da evaporação e condensação de toda a amônia presente na amostra. - Retire o erlenmeyer e desligue a chave de aquecimento; * * * DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA BRUTA Titulação Titule o borato de amônio com solução de ácido clorídrico 0,1N Anote o volume gasto na titulação. * * * Cálculos para determinação Da Proteína Bruta Proteína total (%) = V x f x 0,0014 x 6,25 x 100 P(g) Proteína total (%) = V x f x 0,008755 x 100 P(g) Onde: V = volume gasto de H 2SO4 f = fator do H 2SO4 0,05 N 0,0014 = miliequivalente grama do nitrogênio 6,25 = fator de conversão geral do nitrogênio em proteína P = peso * * * Determinação da gordura ou extrato etéreo A análise de extrato etéreo é importante, pois informa o teor de gordura do alimento, sendo esta fundamental na formulação de rações por ser responsável pelo valor energético mais elevado do que as demais frações do alimento. * * * Determinação da gordura ou extrato etéreo Esta análise é baseada na extração da fração gordurosa e demais substâncias solúveis através do arraste por solvente. Para dissolver gorduras, óleos, pigmentos e demais substâncias gordurosas solúveis contidas em uma amostra seca a ser analisada são utilizados solventes, os quais após extraírem o conteúdo lipídico são recuperados por evaporação. * * Tipos de solvente éter de petróleo/hexano ( mais usados) éter etílico (mais amplo - esteróis, resinas, pigmentos, vitaminas - , mais caro, perigoso e acumula água) mistura de solventes Lipídeos Tipos de equipamentos com refluxo de solvente para amostras sólidas 1.Soxhlet (intermitente) 2. Goldfish (contínuo) * * * Soxhlet Extrator com refluxo Processo de extração intermitente Evita temperaturas elevadas do solvente na amostra Quantidade maior de solvente para atingir o sifão Pode ocorrer saturação do solvente * * * Soxhlet * Balao deve ser colocado para secar em estufa a 650C, com porta aberta. Gordura retirada da amostra ficara retida no balão. Diferença de peso do balão no inicio e final da analise corresponde a quantidade de gordura da amostra. * * Método de VAN SOEST * FDN e FDA Método desenvolvido por Van Soest (1967) para determinação da qualidade de forrageiras. Separação das diversas frações constituintes das forrageiras, por meio de reagentes específicos, denominados detergentes. * * Método de VAN SOEST * Divide os componentes da amostra analisada em conteúdo celular e parede celular. Compreende as frações solúveis em detergente neutro e detergente ácido: FDN = hemicelulose + FDA (sem pectina) → Consumo FDA = celulose + lignina solúvel e insolúvel + parte da pectina → Digestibilidade FB = celulose + lignina insolúvel * * Método de VAN SOEST * > % fibra, < qualidade da forragem, podendo limitar o consumo de MS e Energia. Valores de FDN e FDA - relacionam-se com:Idade da forragem. * * Método de VAN SOEST * * * Determinação da Fibra em Detergente Neutro (FDN) * A fibra em detergente neutro (FDN) é um resíduo fibroso composto por celulose, hemicelulose e lignina que são os principais componentes da parede celular das plantas. Tem sido relacionada à regulação da ingestão de alimentos, taxa de passagem e atividade mastigatória dos ruminantes. A FDN é obtida pelo seguinte cálculo: %FDN = (PD – Tara) x 100 /PA Onde: PD = peso do saquinho + amostra (g); Tara = peso do saquinho (g); PA = peso da amostra (g). * * Fibra em detergente ácido * A fibra em detergente ácido é a porção menos digerível da parede celular das forrageiras é constituída em sua maior parte de lignina e celulose. O valor da FDA foi obtido pelo cálculo: %FDA = (PD – Tara) x 100 / PA Onde: PD = peso do saquinho + amostra (g); Tara = peso do saquinho (g); PA = peso da amostra (g). * Composição dos alimentos EXERCÍCIO: Calcular as composições do milho, capim napier e capim colonião em 100% de matéria seca e em relação à matéria orgânica. * Composição dos alimentos * * * * *
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