Técnicas+de+Formulação TD S

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Coleta de Amostras
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PROCESSO DE AMOSTRAGEM
Coleta da amostra bruta;
B) Preparação da amostra de laboratório;
C) Preparação da amostra para análise;
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Coleta de Amostras
Moinho (Wiley-peneira 1mm)
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FORMAS DE AVALIAÇÃO
Desempenho animal 
Estimação da digestibilidade da pastagem consumida 
Amostras de pastagens 
Amostra fecal
GMD 
GPV
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Digestibilidade
Diferença entre a quantidade ingerida e a quantidade excretada.
“In Vitro” - Tilley e Terry (1963) com o objetivo de simular o processo de digestão dos ruminantes.
Deixar amostras de alimentos em contato com o conteúdo do rúmen (tubo de ensaio) 
Condições predominantes no rúmen dos animais (presença de microorganismos, anaerobiose, temperatura de 39ºC, solução de saliva artificial e pH de 6,9) por 48 horas.
Após é realizada a adição de pepsina e ácido clorídrico e as amostras são mantidas por mais 48 horas. 
Logo a seguir é feita a filtração, recuperando-se o material residual, ou seja, a fração que não sofreu digestão. Por diferença de 100 calcula-se a fração digerível da amostra.
68%
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Digestibilidade
“In vivo”
Apresenta limitações quanto à avaliação simultânea de um grande número de alimentos, requer considerável uso de animais, mão-de obra, tempo e tem alto custo financeiro (MAURÍCIO et al., 2003).
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Digestibilidade
“In situ”
A técnica in situ consiste em determinar o desaparecimento de componentes da amostra de alimentos acondicionados em sacos de náilon, ou outro material sintético, e incubados no rúmen por períodos variáveis (TEIXEIRA, 1997).
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Critérios para a Seleção de um Método
Dar preferência a métodos cuja qualidade e confiança estejam estabelecidas em estudos colaborativos ou similares em diversos laboratórios (ISO / REMCO, 1993);
Preferir métodos documentados ou adotados por organizações internacionais reconhecidas;
Preferir métodos de análise que se aplicam de uma maneira uniforme a vários tipos de alimentos a aqueles que se aplicam a alimentos específicos.
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Método de Weende
Método de Van Soest
NIRS
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Método de Weende
Foi desenvolvido em 1984 na Estação Experimental de Weende, na Alemanha.
Consiste basicamente nas determinações de:
Matéria Seca;
Gorduras ou Extrato Etéreo
Fibra Bruta
Proteína Bruta
Matéria Mineral ou Cinzas
Extrato Não Nitrogenado
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água
matéria
seca
matéria
orgânica
cinzas
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fração
nitrogenada
fração não
nitrogenada
proteína
solúvel
nitrogênio
não protéico
proteína
insolúvel
nitrogênio
lignificado
gorduras
amido
acúcares
pectina
hemicelulose
lignina
celulose
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Método de Weende
Vantagens:
Prático e de fácil execução
Aceitável mundialmente
Possibilita o calculo em % de NDT
Baixo custo
Utilizado em rótulos de produtos comerciais como níveis de garantia
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Método de Weende
Desvantagens
Separa o alimento em grupos de substâncias e não em nutrientes; 
Analisa na fração PB todos os compostos nitrogenados 
O Fator de correção não é especifico para cada alimento (6,25);
Não separa os componentes da fibra bruta;
Na determinação da matéria orgânica mineral alguns sais podem sofrer redução
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 Foi desenvolvido no ano de 1967 nos laboratórios do USDA para análises de forrageiras, principalmente.
O método divide os nutrientes dos tecidos vegetais em dois grupos:
Conteúdo celular - frações solúveis em detergente neutro. 
Parede celular - compreende a fibra em detergente neutro  que é a fração insolúvel.
Tipos de determinações :
	FDN  - Fibra em Detergente Neutro 	FDA  - Fibra em Detergente Ácido 	NIDN - Nitrogênio Insolúvel em Detergente Neutro 	NIDA - Nitrogênio Insolúvel em Detergente Ácido
	NNP  - Nitrogênio Não Proteico  	SP  - Solubilidade das Proteínas em KOH 
Método de Van Soest
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água
matéria
seca
matéria
orgânica
cinzas
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fração
nitrogenada
fração não
nitrogenada
proteína
solúvel
nitrogênio
não protéico
proteína
insolúvel
nitrogênio
lignificado
gorduras
amido
acúcares
pectina
hemicelulose
lignina
celulose
lignina
celulose
nitrogênio
lignificado
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Constituinte Químico
Weende
Método de Van Soest
Minerais insol. detergente
Minerais sol. detergente
LIG
Fonte: Fisher et al. (1995)
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Near Infrared Reflectance Spectroscopy - NIRS
 Em 1988 o método foi aceito oficialmente.
 Atualmente + de 15 mil artigos citando a utilização do NIRS.
 A técnica é uma integração da espectroscopia (descoberta da radiação NIR), estatística (calibração dos dados) e computação de dados (armazenamento dos dados);
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Determinação de Gordura Bruta /Extrato Etério
Gorduras, óleos, pigmentos solúveis contidas na MS serão dissolvidas através da extração com éter que é evaporado da solução gordurosa
O resíduo é pesado  estrato etério.
O éter é aquecido até tornar-se volátil, ao condensar-se circula sobre a amostra arrastando toda fração gordurosa.
A recuperação do éster ocorre em outro recipiente e a gordura extraída é calculada por diferença de pesagem
Análises Bromatológicas pelo Método de Weende
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1 – Método a frio
	- extrator tipo Soxhlet, usa-se éter sulfúrico ou clorofórmio, ponto de ebulição 35ºC
	- 4g no cartucho de extração fechado com algodão
	- colocar o cartucho dentro do extrator com quantidade suficiente de clorofórmio no balão	
 - 24 horas de extração (éter sulfúrico)
	- 6 horas de extração (clorofórmio)
	- recuperar o clorofórmio e secar o balão em estuda 105ºC por 3 horas 
Determinação de Gordura Bruta /Extrato Etério
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Fonte: www.qmc.ufsc.br/organica/exp7/solido.html 
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Determinação de Gordura Bruta /Extrato Etério
 O solvente evapora e condensa sobre o mateiral sólido
 Quando o solvente condensado ultrapassa certo volume ele escoa e volta para o balão
	. Onde é aquecido novamente e evaporado
Os solutos são concentrados no balão
O solvente entra em contato com a fase sólida
(está sempre puro) porque vem de uma destilação
Fonte: www.qmc.ufsc.br/organica/exp7/solido.html 
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Determinação de Gordura Bruta /Extrato Etério
Cálculo:
EE = P – P’ x 100
 Peso amostra em g
P = peso do balão + EE
P’= peso do balão vazio
ERRO:
	Na extração com éter são extraídas algumas substâncias de pouco valor nutricional (pigmentos, ceras);
	
	
O EE é a fração mais “instável” dos alimentos ----> rancificada
------> palatabilidade ------> consumo;
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Fibra Bruta = frações de celulose e lignina insolúvel (97%)
Representa grande parte da fração fibrosa dos alimentos, desdobramentos dessa porção em AGV’s = Fonte de Energia 	
Princípio:
A MS é desengordurada passa por digestões ácida (H2SO4 – 1,25%) e básica (NaOH – 1,25%)/30 min em cada digestão
O resíduo orgânico segue em cadinhos de porcelana, sendo calculada a FB pela diferença de peso do cadinho antes e após a queima do resíduo em mufla a 500ºC	
Determinação de Fibra Bruta
OBS: Na prática, forrageiras não há necessidade de desengordurar a amostra (>1%) 
Análises Bromatológicas pelo Método de Weende
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H2SO4
NaOH
30 min
Mufla
Estufa
105ºC
Pesagem
amostra
Determinação de Fibra Bruta
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Fonte: www.tci-kurz.com.br/v1/main_services.php 
Digestor para fibras
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Determinação de Fibra Bruta
Cálculo:
FB% = P – P’ x 100
 Peso amostra em g
P = peso do cadinho + fibra
P’= peso do cadinho vazio
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Não é analisado e sim calculado por diferença entre os demais componentes: ENN = 100 - (%PB+ %FB + %EE + %MM);
 Neste sistema de análise representa os CHO altamente digestíveis;
Análises Bromatológicas pelo Método de Weende
Extrativos Não Nitrogenados (ENN)
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PB apresentam constante % de N = 16%, o que se faz é determinar o nitrogênio e, por meio de um fator de conversão transformar
o resultado em PB.
Determinação do N Total e PB
FC = (100/16) = 6,25
Análises Bromatológicas pelo Método de Weende
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Determinação do N Total e PB
Digestor e destilador Kjeldahl
Determinação do ‘ N ‘
Balões de Kjeldahl
Balões de Kjeldahl
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Determinação do N Total e PB
Em resumo...
Digestão
Neutralização
Titulação
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Determinação do N Total e PB
Cálculo:
VAC = volume do ácido sulfúrico gasto
FC = fator de correção do ácido
6,25 = fator de transformação do N em PB
0,0014 = peso equivalente de nitrogênio
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Indica a riqueza da amostra em elementos minerais (Ex.. Cálcio e Fósforo) em produtos como farinha de ossos.
Para forrageiras, determinação de cinzas fornece pouca informação sobre sua composição uma vez que seus componentes minerais são muito variáveis. (Ex..ricos em sílica = elevado teor de cinza e sem valor nutritivo)
Determinação de Cinza/MM
Análises Bromatológicas pelo Método de Weende
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Para forrageiras utiliza-se entre 1,5 a 2g da amostra.
Levar á mufla por 20 min entre 500 a 600ºC por aprox. 3 horas
Se a cinza estiver bem clara, o processo está encerrado, caso contrário ocorreu problemas na combustão
Adicionar gotas d’água e refazer a marcha analítica.
Determinação de Cinza/MM
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P = Peso do cadinho com cinza
P’= Peso do cadinho vazio
MM% = P – P’ x 100
 peso amostra em g
Cálculo:
Determinação de Cinza/MM
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	Determinação de Minerais
Atualmente é realizada com grande precisão pela técnica de absorção atômica;
Os macrominerais são expressos em % dos ingredientes e os microminerais na base de mg/kg ou em ppm;
As análises mais comuns são para determinação de cálcio e fósforo.
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Determinação de Vitaminas
É efetuada por espectrofotometria e por cromatografia. 
As vitaminas A,D e F são expressas em unidades internacionais (UI). As demais em miligrama
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Princípio:
Conhecer os componentes solúveis e insolúveis dos vegetais em meio detergente neutro (pH 7,0) – solúveis, pectina, proteínas açúcares e lípideos
FDN – celulose, hemicelulose, lignina, proteínas danificadas e cinzas, insolúveis
Procedimentos:
0,35g amostra seca em tudo de ensaio de 100 mL
35 mL da solução neutra detergente
Os tubos permanecem em bloco digestor, fechados, até ebulição (125ºC) marcar, 60 min após inicio da ebulição
Filtrar em cadinho de Gooch previamente tarado com bomba de vácuo
Lavar 2 vezes com água fervente e 2 vezes com acetona
Estufa a 105ºC durante 12 horas
Esfriar em dessecador e pesar
Análises Bromatológicas pelo Método de Van Soest
Determinação da Fibra Detergente Neutro - FDN
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Microdigestor – Determinação da Fibra em Detergente Ácido 
Determinação da Fibra Detergente Neutro
Fonte: www.quimis.com.br/produtos 
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Determinação da Fibra Detergente Neutro - FDN
Cálculo:
% FDN = P – P’ x 100
 peso da amostra em g
P = peso do cadinho + FDN
P’= peso do cadinho vazio
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Princípio:
Conhecer os componentes solúveis e insolúveis dos vegetais em meio detergente ácido, solubiliza o conteúdo celular, hemicelulose minerais e parte das proteínas insolúveis 
FDA – celulose e lignina, insolúvies
Adicionando (H2SO4 72%) solubiliza-se a lignina
Adicionando (KMnO4) solubiliza a lignina  TMP rigoroso 1mm
		
Procedimentos:
0,35g amostra seca em tudo de ensaio de 100 mL
35 mL da solução detergente ácida
Os tubos permanecem em bloco digestor, fechados, até ebulição (125ºC) marcar, 60 min após inicio da ebulição
Filtrar em cadinho de Gooch previamente tarado com bomba de vácuo
Lavar 2 vezes com água fervente e 2 vezes com acetona
Estufa a 105ºC durante 12 horas
Esfriar em dessecador e pesar
Análises Bromatológicas pelo Método de Van Soest
Determinação da Fibra em Detergente Ácido - FDA
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Determinação da Fibra Detergente Ácido - FDA
Cálculo:
% FDA = P – P’ x 100
 peso da amostra em g
P = peso do cadinho + FDA
P’= peso do cadinho vazio
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Análises Bromatológicas pelo Método de Van Soest
Determinação da Hemicelulose
% Hemicelulose = %FDN - %FDA
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É a maior fonte de energia para ruminantes
Sua determinação é feita mediante incineração em mufla por 3 horas a 500ºC
Determinação da Celulose
Cálculo
% Celulose = P – P’ x 100
 peso amostra em g
P = peso do cadinho + celulose + cinza + sílica
P’= peso do cadinho + cinza + sílica
Análises Bromatológicas pelo Método de Van Soest
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Potencial Hidrogeniônico - pH
Potenciômetro 
Fonte: www.ufpa.br/quimicanalitica/potenciometro.htm 
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Método computadorizado, rápido, barato, não destrutivo, não requer preparo da amostra para analisar todos os constituintes;
Princípio de emissão de radiação eletromagnética 
Espectro eletromagnético 
Visível: 400 a 700 nm
Invisível: 2500 a 600000 nm (infravermelho)
Infravermelho próximo: região intermediária (750 a 2500 nm)
Near Infrared Reflectance Spectroscopy - NIRS
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A frequência de vibração entre as moléculas de um composto orgânico determina uma certa absorção de luz. Sendo assim, o método se baseia no fato de que cada um dos principais componentes das forragens tem características de absorção específicas. 
A partir da # entre a quantidade de luz irradiada pelo NIRS e a quantidade refletida pela amostra gera-se um espectro. A radiação refletida é convertida em energia elétrica e transferida ao computador para interpretação.
O espectro infravermelho médio de alimentos consiste em agrupar bandas de absorção a partir dos quais os compostos orgânicos podem ser identificados. O NIRS se baseia na utilização destas curvas espectrais para predizer a composição química da amostra.
Princípio mecânico do NIRS
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Componentes do NIRS
1 – Fonte de Luz;
2 – Seletor de comprimento de onda;
3 – Coletor de Amostra;
4 - Detector para conversão da energia radiante em sinal elétrico;
5 - Processador do sinal (medidor) 
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Técnicas de Formulação 
de Alimentos 
QUADRADO DE PEARSON
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Considerações finais das análises bromatológica
COMPARATIVO ENTRE O MÉTODOS 
 Nirs: Rápido e barato, não destrutivo, não polui, entretanto é um método secundário, ou seja, precisa de calibração.
 Weende e Van soest: Longo tempo necessário para sua realização e alto custo
1) O método de Weende separa os CHO´s em 2 frações: FB e ENN;
na determinação da FB um percentual de lignina e hemicelulose são dissolvidos e a celulose também não é completamente recuperada sendo incluídos na fração do ENN (CHO´s altamente digestíveis);
2) O método de Van Soest separa os alimentos em 2 frações:
* uma que é completamente disponível para os animais (Conteúdo Celular) e a outra que é parcialmente disponível que (Parede Celular).
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Cálculo de ração pelo Método: 
Quadrado de person
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Exemplo
Formular um alimento composto para acabamento de frangos de carne com
12,6 EM/kg e no qual a Farinha de Peixe será incorporada em 5%
Alimentosdisponíveis:
-Milho – 13,2 EM/kg
- Corn Glúten – 9,75 EM/kg
- Farinha de Peixe – 11,5 EM/kg
É necessário calcular, em primeiro lugar, a energia fornecida pelo alimento cuja incorporação é fixada de forma a determinar a energia a fornecer pelos restantes alimentos e utilizar o quadrado de Pearson.
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1) Cálculo da EM fornecida pela Farinha de Peixe
EM = 11,5 x 0,05 = 0,58
2) Cálculo da EM a fornecer pelos outros alimentos
EM = 12,6 x 0,58 = 12,02 
Se 95% da ração têm que fornecer ------------ 12,02 
 100% terá de fornecer ------------- X
						X = 12,65
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Se 95% deMilho + Glúten ------------------------- 3,45 partes totais
	 X % deMilho -------------------------2,9 partes deMilho
						
				X =79,9% de Milho
95% de Milho + Glúten – 79,9% de Milho = 15,1 % de Corn Glúten
Verificação 
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Formule um alimento
composto para suínos em crescimento, com 50 kg de peso vivo, com 18% de PB/kg e no qual a aveia seja incorporada em 15% e a Farinha de Peixe em 5%
AlimentosDisponíveis:
- Farinha de Peixe – 64,5% PB
- Aveia – 9,4 % PB
-Milho – 8,4 % PB
- Bagaço de Soja – 43,5 % PB
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 Quando preparamos um chá, um café, ou mesmo um chimarrão, estamos fazendo uma extração sólido-líquido. 
Nestes casos, componentes que estavam na fase sólida (no pó de café ou nas ervas) passam para a fase líquida (água). Em todos os exemplos, a extração é descontínua; isto é possível porque a solubilidade dos componentes extraídos em água é grande. Porém, nos casos onde a solubilidade do soluto é pequena, ou quando quisermos maximizar a extração do soluto, utiliza-se a técnica da extração contínua. 
Um aparelho muito utilizado para este fim é o Extrator de Soxhlet
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animação ao lado ilustra como o extrator de Soxhlet funciona: o solvente evapora e condensa sobre o material sólido. 
Quando o solvente condensado ultrapassa um certo volume, ele escoa de volta para o balão, onde é aquecido, e novamente evaporado. Os solutos são concentrados no balão. O solvente, quando entra em contato com a fase sólida, está sempre puro, pois vem de uma destilação! 
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Gravimétricos
Fibra Bruta (FB):
As etapas envolvidas são extração a quente com H2SO4 (1,25%) e NaOH
(1,25%); filtração e determinação (pesagem dos resíduos insolúveis). Este
método subestima o teor de fibras na dieta já que há perda de 20 –
50% de celuloses, 50-90% de ligninas, 100% de pectinas e por volta de
75% de hemiceluloses.
Fibra detergente neutro (NDF) e ácido (ADF) e detergente
neutro modificado (NDF-M):
As etapas envolvidas são extração a quente com soluções detergentes, tratamento
com -amilases e Termamyl, filtração e determinação dos resíduos insolúveis. Este
método analisa celulose, hemicelulose insolúvel e lignina (NDF) e celulose e lignina
(ADF). Porém este método não determina o teor de fibras solúveis, perde-se
uma parte da hemicelulose insolúvel, não solubiliza a proteína totalmente,
e o amido não é totalmente removido, mesmo na presença de enzimas.
Possíveis erros :
A amostra deve ser livre de lípides
O tamanho das partículas devem ser reduzidos para melhor ação das enzimas;
Amido resistente (não há solubilização total e hidrólise), Proteína residual (não há
remoção completa, o valor 6,25 é arbitrário),
Precipitação com etanol 80%(não há precipitação de inulina e oligofrutose),
Coprecipitação de reagentes e ácidos orgânicos,
Correção de minerais (minerais associados a fibra, presentes em ácidos,
provenientes dos reagentes),
Filtração e auxiliar de filtração,
Enzimas (taninos reagem com enzimas, termamyl não degrada fibra alimentar,
Amiloglicosidases comerciais contem -glicanases e xilanases).