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Faculdade Educacional S.A. Faculdade Anhanguera de Anápolis BROMATOLOGIA Laboratório de Nutrição Animal PROCEDIMENTOS DE LABORATÓRIO (Manual Didático) Prof. Anderso Luiz Caetano Anápolis 2011 1 – INTRODUÇÃO A Análise Bromatológica é uma área importante no ensino das ciências que estudam alimentos, pois ela atua em vários segmentos do controle de qualidade, do processamento e do armazenamento dos alimentos. A palavra Bromatologia deriva do grego : BROMATOS – dos alimentos e LOGOS – ciência. Portanto, é a ciência que estuda os alimentos. A análise bromatológica tem como principal objetivo a obtenção da composição química dos alimentos, ou seja, a determinação das frações nutritivas de um alimento. Estas frações são compostos essenciais para a manutenção da vida e são classificados em água, proteínas, carboidratos, gorduras, vitaminas e minerais. Substâncias nutritivas são aquelas necessárias ao organismo para que este possa exibir todas as manifestações vitais, bem como as necessárias à construção e reconstituição dos tecidos. Assim, torna-se indispensável ao setor de nutrição animal, Analisar primeiro Balancear depois, porque a qualidade dos alimentos pode ser o fator determinante da rentabilidade da exploração. A eficiência da conversão dos alimentos em produto animal, inclusive em termos de custos, depende de uma avaliação precisa deles, em relação às exigências do animal e à qualidade dos produtos a utilizar (capins, silagens, fenos, resíduos, farelos, grãos, etc), obtidos na própria fazenda ou adquiridos no mercado. As variações encontradas nos teores nutricionais dos volumosos e concentrados, notadamente nos farelos e resíduos agroindustriais, como farelo de algodão, farelo de soja, farelo de trigo e outros. Nos grãos como milho, sorgo, milheto, soja e etc, quando bem limpos e com boa granação, apresentam variações de qualidade menores. Porém, a ocorrência de impurezas, de contaminações e de perdas de qualidade no armazenamento, como ataque de pragas e fermentações, é comum, especialmente nas partidas de grãos estocadas por muito tempo. Estas variações comprometem a qualidade das rações para a alimentação animal. A prática rotineira da análise bromatologica antes de qualquer formulação de rações, permite ao produtor e ao nutricionista desenvolver um padrão de avaliação dos alimentos disponíveis a cada época, e ajustar adequadamente as rações para a obtenção dos resultados planejados. 2 – COLHEITA E PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DESTINADAS AO LABORATÓRIO A colheita de amostras é o ponto de partida para se obter uma análise o mais aproximadamente possível da composição real do estoque de um alimento. A colheita errada de amostras produzirá informações não verdadeiras, portanto os métodos analíticos NUNCA irão corrigir o erro da amostragem. A AMOSTRAGEM é a coleta representativa de um material a ser analisado. Para uma amostragem tornar-se representativa devem-se considerar os seguintes fatores: • Finalidade da inspeção: aceitação ou rejeição, avaliação da qualidade média e determinação da uniformidade; • Natureza do lote: tamanho, divisão em sub-lotes e se está a granel ou embalado; • Natureza do material em teste: sua homogeneidade, tamanho unitário, história prévia e custo; • Natureza dos procedimentos de teste: significância, procedimentos destrutivos ou não destrutivos e tempo e custo de análises. A segunda operação é o preparo da Amostra para análise, portanto, dentro do processo operativo temos a Coleta da Amostra Bruta e o Preparo da Amostra para Análise. AMOSTRA é definida como uma porção limitada do material tomada do conjunto, do universo, selecionada de maneira a possuir as características essenciais do conjunto. Após a Amostragem, deve-se homogenizar todo material para assegurar que a amostra seja obtida com necessária condição de representatividade. A amostra é obtida através de incrementos recolhidos segundo critérios adequados. A reunião dos incrementos forma a Amostra Bruta. A Amostra de Laboratório é o resultado da redução da amostra bruta mediante operações conduzidas de maneira a garantir a continuidade da condição de representatividade da amostra. A Amostra para Análise é uma porção menor da amostra de laboratório, suficientemente homogeneizada para poder ser pesada e submetida à análise. Em resumo, os aspectos fundamentais para a Amostragem são: a) A amostra deve ser representativa da totalidade do alimento; b) A amostra não deve causar prejuízo econômico significativo; c) A parte da amostra a ser analisada numa análise de contraprova deve ser representativa da totalidade da amostra. 2.1 – Colheita da amostras de Farelos, Farinhas, Rações e Grãos Quando o material a ser amostrado está embalado deverá proceder-se da seguinte maneira: 1. Embalagens com Peso Unitário Menor do que 5 kg – quando em pequena quantidade, uma embalagem constituíra em uma amostra média. Porém, se for em grande quantidade coletar-se-á amostras em número de sacos equivalentes à raiz quadrada do número de sacos do lote, isto é, 10 sacos de 100; 15 sacos de 225 e etc, ou então 5% do total ( as indústrias devem trabalhar com 5% do total de sacos quando a produção for superior a 500 sacos). 2. Embalagens com Peso Unitário Maior do que 5 kg – quando o universo for menor do que 5 unidades, devem-se colher amostras de todas embalagens. E acima de 6 unidades, seguir as observações do Quadro 1. Quadro 1 – Amostragem de grandes quantidades Quantidade de sacos Número mínimo de sacos amostrados De 6 a 100 6 a 10 De 101 a 200 10 a 25 De 201 a 2000 25 a 60 Acima de 2001 60 ou mais sacos Selecionar os sacos para amostragem de acordo com exposição dos mesmos, à razão de 40% dos mais expostos, 30% dos próximos menos expostos, 20% dos seguintes e 10% da porção menos exposta do lote. De cada saco a ser amostrado, retirar uma amostra a partir de um dos cantos diagonalmente, para o centro do saco, por meio de um Calador. Repetir a coleta a partir do outro canto do saco. Proceder assim com todos os sacos a ser amostrado, coletar pelo menos 1 kg de amostra bruta. 3. Material Armazenado a Granel – retirar no mínimo uma amostra média para 5 toneladas, ou seja, amostra parcial por toneladas estocadas. As amostras deverão ser colhidas no momento da descarga. Procurar amostrar todos os pontos As amostras parciais devem ser reunidas para serem homogeneizadas. Todas as amostras parciais têm que ser rigorosamente misturadas pois este material representa o todo, em seguida, recolhe-se cerca de 1 kg que deverá ser colocada em um saco plástico (ou qualquer recipiente seco) bem fechado, devidamente identificado, para ser remetido ao laboratório. INSTRUMENTO UTILIZADO PARA AMOSTRAGEM CALADOR PONTOS DE COLHEITA DA AMOSTRA PARA SACARIA • Procure balançar bem os sacos para uniformizar o conteúdo; • Utilize o calador adequado a cada tipo de sacaria; • Os sacos escolhidos para amostragem devem ser utilizados os mais rápidos possíveis. PONTOS DE COLHEITA DE AMOSTRA A GRANEL Tipo de carga Comprimento da Sonda (m) Barcaças Graneleiras 3,65 Carro Caçamba 3,04 Graneleiros 1,82 Caminhões 1,82 Fundo de caçamba de caminhão 2,50 SONDA DE PROFUNDIDADE PONTOS DE COLHEITA NA CARGA DE CAMINHÕES Funil de descarga Sonda na vertical Sonda na posição inclinada2.2 – Colheita de amostras de Feno A amostra bruta deverá ser obtida da raiz quadrada do número de fardos do lote, no mínimo, como exemplo: 30 fardos de um lote de 900 fardos. Os fardos deverão ser retirados de diferentes pontos do local de armazenamento. Os mesmos deverão ser desamarrados, a camada superficial deverá ser rejeitada e colhidas amostras do centro de cada fardo. As colheitas de amostras de fenos são mais difíceis, pois o produto apresenta variações de acordo com a capacidade de retenção de folhas da planta. Feno de leguminosas tendem ter maiores perdas de folhas que os de gramíneas, logo o cuidado na coleta de amostra deve ser maior, quando for fazer o desmanche do fardo deve-se observar se as folhas estão presas às hastes das plantas enfardadas. O peso da amostra remetida ao laboratório pode variar de 1 a 3 kg e estar acondicionada em saco plástico seco e limpo, bem vedado e identificado. A identificação deverá conter qual espécie, quanto tempo de armazenamento e como é o local de armazenagem, a técnica empregada na elaboração do feno. 2.3 – Colheita de amostras de Pastagens a. Amostragem da parte aérea pelo método do quadrado: Este método é aplicado para áreas de pastejo, fenação ou ensilagem, quando se quer saber tanto sobre a produtividade da área como o valor nutricional da forragem. Deve-se usar um quadrado de alumínio, ferro ou madeira de 1m x 1m para áreas grandes e também se pode usar quadrado de 0,5m x 0,5m para áreas menores, como exemplo piquetes divididos para pastejo rotacionado, para ambas áreas deve-se colher de 10 a 12 pontos/ha. Visualize um esquema da área escolhida, traçar retas imaginárias em zig-zag e, cortam-se todas as plantas com a base radicular dentro do quadrado na altura recomendada para pastejo. Deve-se ser cortada até as plantas invasoras, podendo ser retiradas aquela que com certeza os animais não estejam consumindo. As plantas de porte baixo devem ser colocadas em saco plástico limpo e seco devidamente identificada, as de maior porte são removidas inteiras e pode-se passá-las por um picador de forragem ou cortadas em partes menores para serem acondicionadas em sacos plásticos. Para identificação da produtividade por área deve-se fazer a pesagem imediatamente após a colheita, para a avaliação do valor nutricional deve-se colocar em caixa de isopor bem fechada identificada e levar o mais rápido possível ao laboratório. Caso não seja possível levar as amostras rapidamente para o laboratório, as mesmas poderão ser secas ao ar livre ou então congeladas. São necessários cerca de 3 kg de forragem verde. b. Amostragem de partes que o animal está consumindo: Para pesquisas científicas é comum usar animais com fístulas esofageana ou ruminal, mas este método também pode ser utilizado para avaliar o valor nutricional da gramínea pastejada pelo animal. Deve-se observar um animal pastejando avaliando a quantidade de gramínea por bocado e as partes da planta colhida pelo animal, assim, com as mãos, colher amostras em diversos pontos da área, simulando o pastejo observado. As amostras coletadas devem ser enviadas imediatamente ao laboratório para serem submetidas a pré-secagem. 2.4 – Amostragem de Capineiras – Capim ou Cana-de-açúcar ou Leguminosa A Amostra de laboratório deve representar a extensão de toda área. Logo, a amostragem deve ser realizada coletando-se 1 m linear de algumas linhas de plantio, em zig-zag por toda área plantada, corta-se rente ao solo a planta para formar a amostra bruta. A forrageira coletada deve ser passada por um triturador ou picador de forragens, toda parte da planta (caule, folhas e folhas secas) tem que ser picada. Uma vez muito bem homogeneizada, são necessários de 1 a 3 kg de forragem verde para formar a Amostra de laboratório. Esta deve ser congelada por no mínimo 12 horas e encaminhada ao Laboratório em uma caixa de isopor, devidamente identificada. 2.5 – Colheita de Amostras de Silagens Colher amostras corretamente da silagem dentro de um silo é o primeiro e o mais importante passo do processo que nos levará a correta interpretação da qualidade nutricional desta silagem. Somente através de um criterioso procedimento de amostragem poder-se-á ter certeza que os resultados analíticos realmente refletem a composição nutricional da amostra e que, neste caso, estes resultados possam ser utilizados co segurança no balanceamento das dietas dos animais. Na prática, o que realmente predomina é a amostragem que visa conhecer o conteúdo do silo como um todo, já que será o que realmente representará a realidade do fornecimento diário. A colheita deve ser feita diretamente no silo, coletando de 12 a 20 sub amostras por silo. Amostrar com pelo menos 10 cm de profundidade em relação a face do silo, desconsiderando as amostragem das bordas superior, inferior e laterais. Misturar vigorosamente todas as sub amostras, retirar uma amostra entre 1 a 3 kg e colocá-la em saco plástico limpo e seco, procurar retirar o ar contido no saco, fechar muito bem o saco plástico para conservar as características originais da silagem, principalmente a umidade e, fazer as devidas identificações do material. A utilização de mini-silos pode ser providencial para facilidade prática na obtenção do valor nutricional da silagem que será oferecida aos animais. Os nimi-silos podem ser feitos com tubos de PVC composto por tampas que proporcionam uma excelente vedação. Este deve ser preenchido com o mesmo material ensilado, passando por todos processos de ensilagem: a compactação, a vedação e a fermentação. Os mini-silos apresentam como vantagem a obtenção do valor nutricional da silagem antes da abertura do silo, podendo assim programar-se com antecipação o balanceamento da dieta, e como ponto negativo, a compactação realizada nos mini-silos é mais favorável a uma perfeita fermentação quando comparado com silos de grande extensão. As amostras coletadas diretamente nos silos devem ser congeladas por no mínimo 24 horas e então enviadas em caixa de isopor ao laboratório. A utilização de gelo exige maior cuidado com o material do saco plástico e com a vedação que contêm a silagem. 2.6 – Coleta de Amostras de Fezes Nos ensaios de digestibilidade e de balanço nutricional, a colheita de fezes para análise é muito importante, a fim de se deduzir seus componentes, da análise do alimento teste. Após serem pesadas, diariamente, as fezes produzidas, devem ser vigorosamente misturadas e retirada uma amostra de 1 a 5% para cada dia de amostragem. É conveniente que seja retirada cada dia a mesma alíquota no mesmo horário. As alíquotas dos dias de colheita são guardadas em recipientes de plástico tampados, identificados e armazenado em congelador. Depois que passar todo o período de colheita, as alíquotas devem ser homogeneizadas em uma bandeja inoxidável ou plástica. Para manter os conteúdos dos alimentos eliminados, as fezes devem ser mantidas congeladas. Também pode-se estar preservando as amostras com clorofórmio, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, tolueno ou formaldeído. 2.7 – Coleta de Amostras de Urina Colher a cada dia uma alíquota em peso ou volume, cerca de 10%, guardar em recipiente de vidro ou de plástico limpo, ter o cuidado de não encher demais o frasco e conservar a 1 oC. Ao fim do período de coleta, misturar vigorosamente todo a urina colhida e retirar uma amostra de 250 ml para realização das análises. A conservação das amostras devem ser a uma temperatura de 1 oC ou acrescentado clorofórmio, ácido sulfúrico ou ácido clorídrico. 3 – PREPARO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE A preparação de uma amostra para os procedimentos analíticos é um processo que converte uma amostra em um material homogênea, satisfatóriapara este procedimento, isto é, a análise. Este processo geralmente envolve secagem e moagem: a) Secagem prévia, pré secagem ou 1ª Matéria Seca : É empregada geralmente no preparo de amostras com elevado teor de umidade (menos de 90% de MS). É realizada a uma temperatura de 45 a 65 oC em estufa de ventilação forçada de ar por 72 horas. A pré- secagem pode ser efetuada também por forno de microondas. b) Trituração prévia : Ás vezes, o material remetido ao laboratório deve sofrer primeiramente, uma trituração grosseira antes de se iniciar as análises. Assim se deve proceder com grãos e sementes, alguns farelos, fenos e forragens pré- secas. c) Moagem final : É feita após a secagem e trituração prévia. Esta moagem consiste em moer as amostras de modo que se obtenha um pó bastante fino, usando moinhos de faca ou ciclones dotados de peneira de 1 mm. Amostras de alimentos que apresentam baixo teor de umidade (mais de 90% de MS), podem sofrer a moagem final diretamente. 3.1 – Esquema de Preparo de Amostras de Alimentos para Análises Químicas Amostras com mais de 80% Amostras com menos de 80% de Matéria Seca (MS) de Matéria Seca (MS) Moer usando peneira de 1mm Determinar a % de MS parcial em de malha Estufa de Ventilação Forçada de Ar ( 45 a 65 oC ) Determinar a MS a 105 oC Moer usando peneira de 1 mm de malha Analisar quimicamente Determinar a MS as amostras a 105 oC Analisar quimicamente as mostras 4 – PESAGEM DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE As pesagens de amostras para análises devem ser feitas em balanças analíticas de sensibilidade de 0,1 mg, ou seja, quatro decimais quando a umidade é dada em gramas. Há duas maneiras de se usar a balança para se obter a amostra para análise: a. Processo Direto: neste método tara-se primeiramente um pedaço de papel impermeável ou recipiente inoxidável ou de alumínio próprio para tal finalidade. A tara obtida acrescenta-se o peso desejado (da balança) e coloca-se o material até atingir a soma do conjunto. Exemplo: Tara do papel impermeável 0,8945 g Peso desejado do material 1,0000 g Total 1,8945 g Obtém-se assim, diretamente no papel impermeável ou no recipiente próprio, exatamente o peso da amostra desejado. Geralmente este processo é usado para amostras secas como farelos, rações e etc. b. Processo Indireto ou Por Diferença : usa-se um pesa-filtro contendo o material do qual vai se tirar amostras para análise e uma pequena concha ou colher. O pesa-filtro deve ser mantido fechado para evitar que o conteúdo adquira ou perca umidade. Obtém-se peso total do conjunto. Tira-se uma porção prévia suficiente e torna-se a determinar peso do conjunto. A diferença entre as pesagens corresponde ao peso da amostra retirada do peso-filtro. É especialmente recomendado para amostras muito úmidas, muito secas ou higroscópicas. 5 – ANÁLISES QUÍMICAS O método usado para as análises que se fazem normalmente é o chamado Weende. Por esse método é que se tem a análise proximal dos alimentos desde 1864. As analises clássicas comumente feitas visam obter informações sobre os seguintes componentes dos alimentos: A. MATÉRIA SECA (MS) : representa o peso do material analisado totalmente livre de água, extraída num processo de secagem. É um dado de extrema importância, principalmente quando obtido de alimentos volumosos, que normalmente apresentam umidade variável. Os valores de matéria seca facilitam a comparação qualitativa dos diversos nutrientes, entre diferentes alimentos. A composição dos alimentos em tabelas, o cálculo das necessidades dos animais e o consumo de alimentos são expressos em termos de matéria seca. B. PROTEÍNA BRUTA (PB) : o requerimento protéico, assim como o energético, é de fundamental importância para a produção animal, a sua deficiência tem interferência direta na produtividade animal. A proteína normalmente é suplementada através dos concentrados. Portanto, para que ocorra uma suplementação adequada de um balanceamento correto da dieta, torna-se necessário o conhecimento do real valor nutritivo. Com base no fato de as proteínas terem porcentagem de nitrogênio quase constante, em torno de 16%, o que se faz é determinar o nitrogênio, e por meio de um fator de conversão, transformar o resultado em proteína bruta. C. FIBRA BRUTA (FB) : é a metodologia de avaliar as percentagens de fibra que contem os alimentos, principalmente os volumosos. Este valor esta relacionado com a idade da forragem, pois quanto maior a percentagem de fibra bruta, menor a qualidade da forragem, podendo limitar o consumo da matéria seca. A fibra bruta representa as frações dos carboidratos ramificados que contem os vegetais, a celulose e a lignina. D. EXTRATO ETÉREO (EE) : determina a percentagem de gordura dos alimentos, sendo útil para quantificar a 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. Gorduras, óleos, pigmentos e outras substâncias gordurosas solúveis contidas na amostra de alimento são dissolvidas através da extração com éter, o resíduo resultante é a gordura bruta do alimento analisado. E. MATERIA MINERAL (MM) : é utilizada para estimar a fração bruta de minerais do alimento e também para verificar contaminações na amostra, através de compostos que não fazem parte da fração nutritiva do alimento (solo, metais e etc). As cinzas, ou matéria mineral, nos alimentos contem frações dos seguintes cátions: cálcio, potássio, sódio, magnésio, ferro, cobre, cobalto e alumínio; e os ânions: sulfato, cloreto, silicato, fosfato. F. EXTRATIVOS NÃO NITROGENADOS (ENN) : é um valor calculado a partir da soma de PB, FB, EE e MM, expressos em termos de MS e subtraído de 100. Representa os carboidratos de mais fácil digestão, como os açúcares e o amido. G. NUTRIENTES DIGESTÍVEIS TOTAIS (NDT) : expressa o valor energético dos alimentos. Seus valores são obtidos através de fórmulas que baseiam-se na análise bromatológica dos alimentos. Os valores de FB e MM afetam de forma negativo os valores de NDT e os valores de PB, EE e ENN contribuem para aumentar os valores de NDT. Estimativa de NDT em função da análise bromatológica: I. Fenos, palhas e resíduos fibrosos secos: NDT= - 17,2649 + 1,2120PB + 0,8352ENN + 2,4637EE + 0,4475FB II. Pastagens e forragens frescas: NDT= - 21,7656 + 1,4284PB + 1,0277ENN + 1,2321EE + 0,4867 FB III. Silagens e volumosos: NDT= - 21,9391 + 1,0538PB + 0,9738ENN + 3,0016EE + 0,4590 FB IV. Alimentos energéticos < 20%PB e < 18% FB: NDT= 40,2625 + 0,1969PB + 0,4828ENN + 1,903EE – 0,1379 FB V. Alimentos protéicos >20% PB: NDT= 40,3217 + 0,5398PB + 0,4448ENN + 1,4223EE – 0,7007 FB 5.1 – Método de Van Soest A metodologia de análise proposta por Van Soest (1965) é baseado na separação das diversas frações de fibrasconstituintes das forrageiras, por meio de reagentes específicos, denominados detergentes. Por meio do detergente neutro é possível separar o conteúdo celular formado principalmente, de proteínas, gorduras, carboidratos solúveis, pectina e outros constituintes solúveis em água da parede celular, denominada Fibra em detergente Neutro (FDN) que é constituída por celulose, hemicelulose, lignina e proteína danificada pelo calor e minerais. Outro detergente específico, o detergente ácido, solubiliza o conteúdo celular, a hemicelulose e os minerais solúveis além da maior parte das proteínas insolúveis, obtendo um resíduo denominado de Fibra em Detergente Ácido (FDA), constituída, em quase sua totalidade de celulose e lignina, proteínas danificadas pelo calor e minerais insolúveis. Como a Lignina é a fração de carboidrato com maior número de carbonos, tornando-a indigerível no tratogastrointestinal dos animais, o conhecimento de sua percentagem torna-se importante para a avaliação da digestibilidade da forragem, logo para sua determinação deve-se acrescentar ao resíduo do FDA, ácido sulfúrico a 72% e pergamanto de potássio para solubilizá-la. 6 – TÉCNICAS LABORATORIAIS 6.1 – PRINCÍPIOS GERAIS DE TÉCNICAS DE LABORATÓRIO a) É OBRIGATÓRIO O USO DE JALECO EM QUALQUER ATIVIDADE REALIZADA DENTRO DO LABORATÓRIO DE NUTRIÇÃO ANIMAL; b) Antes de retirar de um frasco uma solução qualquer, agita-lo para homogenizar seu conteúdo, caso não tenha indicação contrária; c) Nunca pipetar as soluções diretamente dos fracos, exceto se tiver absoluta certeza do estado de limpeza da pipeta, ou em casos especiais de reativos facilmente alteráveis; d) Não gastar soluções inutilmente. Retirar a quantidade de que vá necessitar; e) Para medir soluções tóxicas ou corrosivas, obturar com um pouco de algodão a extremidade superior da pipeta.Colocar uma pêra, é o mais seguro; f) Nunca recolocar nos frascos restos das soluções que deles foram retiradas; g) Colocar uma quantidade de líquido inferior à metade da capacidade do tubo de ensaio, quando deve ser submetido a aquecimento ou ebulição, em caso contrário haverá perigo de projeção. Segurar o tubo com pinça, e nunca manter a sua boca dirigida a seu rosto ou de seu colega; h) Utilizar sempre a Capela, para operações que desprendem gases tóxicos, irritantes ou dotados de cheiro desagradável; i) Quando trabalhar com inflamáveis, evitar a proximidade de chama; j) Se um solvente contido em um frasco se inflamar acidentalmente, não se precipite. Cubra a boca do frasco com material não inflamável (pano molhado, vidro de relógio, copo, placa, etc) k) Em qualquer trabalho prático, seguir rigorosamente as indicações da técnica, e caso tenha dúvida, procure esclarecimentos antes de iniciar o trabalho; l) Tenha sempre um caderno apropriado para os cálculos e anotações, pois folhas avulsas geralmente se extraviam; m) Leia completamente o roteiro antes de iniciar as análises para evitar enganos. 1) Pré-secagem, Matéria Seca parcial ou 1ª MS Em geral, é necessária quando a amostra possui alto teor de umidade ou baixo teor de matéria seca, como exemplo as forrageiras, silagens, fezes, etc. Normalmente, é feito em temperatura entre 55 a 65 oC para evitar perda por volatilização ou alterações de outros nutrientes, principalmente compostos nitrogenados. A pré-secagem deve ser feita de preferência em estufa com circulação forçada de ar. O tempo de pré-secagem é variável, em média três dias (72 horas), dependendo da umidade e da carga que se coloca na estufa, ou seja, o tempo suficiente para que a amostra apresente consistência quebradiça, permitindo moagem perfeita. A perda d’água que se verifica na pré-secagem tem que ser computada no cálculo da umidade total, portanto, a amostra antes de ser colocada na estufa deve ser pesada em balança adequada, com precisão de 0,1 g, e para isso coloca-se a amostra em um recipiente próprio, limpo e seco, comumente denominado de “tara”. Recomenda-se o uso de recipientes que facilitem a circulação do ar e favoreça a rápida secagem. Ao término de 2 a 3 dias, retira-se o material da estufa deixando-o esfriar sobre balcões ou mesas de laboratório durante cerca de uma hora, ou seja, até que a amostra entre em equilíbrio com a umidade do ar, fazendo-se a seguir a pesagem (não pesar se estiver chovendo ou com umidade relativa do ar muito alta). Após estas operações obtemos a Matéria Seca ao Ar (ASA). Para cada amostra, devem-se fazer pelo menos, duas determinações paralelamente. A seguir faz-se a moagem final, guardando a amostra em recipientes limpos, secos, fechados e identificados, para as análises subseqüentes. A ocorrência de compostos voláteis, como a amônia, encontrada em silagens e cama de frango, exige cuidados especiais, durante a secagem da amostra, a pré-secagem não dever ser superior a 55 oC e, em muitos casos, as determinações devem ser feitas na forragem natural. Equipamentos : � Bandeja inoxidável ou de alumínio, sacos de papel ou embalagens de alumínio; � Balança com precisão de 0,1 g; � Estufa de ventilação forçada de ar. Marcha Analítica : � Numerar e pesar uma bandeja inoxidável ou de alumínio, saco de papel ou embalagens de alumínio � Homogeneizar a amostra em um recipiente grande, limpo e seco; � Retirar uma quantidade significativa da amostra e colocar na bandeja, pesar e anotar o peso; � Levar para estufa com ventilação forçada de ar por 48 a 72 horas; � Retirar da estufa e deixar esfriar em temperatura ambiente; � Pesar e anotar o peso. Cálculo : Peso bandeja após estufa – Peso bandeja vazia %MS (ASA) = ----------------------------------------------------------------------- x 100 Peso bandeja com amostra – Peso bandeja vazia 2) Pré-secagem, Matéria Seca parcial em Forno Microondas : Atualmente a determinação de matéria seca de alimentos com alta umidade é realizada pelo método convencional, que é o da estufa de ventilação forçada de ar. Apesar de preciso este método apresenta desvantagem do tempo, de até 72 horas, para se obter o resultado da MS. A obtenção rápida da MS com o método da pré-secagem em Forno Microondas, tem como vantagem economia de tempo e de energia, tornando-se possível a decisão de rápidas práticas de manejo e utilização da forrageira em questão, principalmente para fenação e silagem. As desvantagens do uso do Microondas estão nas altas temperaturas que as amostras atingem, danificando sua estrutura. Por este motivo, é necessário colocar um béquer de 300 a 400 ml, contendo água no interior do microondas, para que a água absorva os megatrons da execessiva radiação refletida durante o processo de pré-secagem. As amostras devem ser preparadas de acordo com o tamanho interno do microondas, se necessário for deve-se cortá-las em partículas menores. O Microondas deve ser ligado em sua potência máxima de aquecimento. Deve-se dividir a amostra de laboratórios e fazer a pré-secagem em várias repetições. Os intervalos de tempo deverá ser de 5 minutos primeiramente, espera-se a amostra esfriar em temperatura ambiente e depois pesá-la, retorna-se ao microondas num intervalo de 3 minutos, depois de 2 minutos e posteriormente com 1 minuto, este tempo deve ser repetido até que a amostra obtenha peso constante. Equipamentos : � Bandeja do tamanho e de material adequado a forno microondas; � Balança com precisão de 0,1 g; � Forno de Microondas. Marcha analítica: � Pesar a bandeja a ser utilizada; � Homogeneizar a mostra de acordo com o volume do microondas; � Pesar a quantidade de amostra verde e anotar o peso; � Fazer a seqüência de intervalode tempo de pré-secagem, 5 minutos, 3, 2 e 1 minutos ate atingir pés constante; � Deixar a amostra esfriar em temperatura ambiente a cada intervalo e fazer a pesagem; � Trocar ou completar o béquer com água em cada intervalo de aquecimento; � Fazer a somatória de peso verde e pés pré-seco a cada intervalo. Cálculo : Somatória do peso seco % MS (ASA) = ----------------------------------------- x 100 Somatória do peso verde 3) Matéria Seca a 105 oC ou 2ª MS Usada para amostras que foram submetidas à pré-secagem ou para amostras que contem mais de 80% de matéria seca, como rações fareladas, grãos de cereais e etc. A perda de peso representa a umidade bruta, ou seja, todos os compostos voláteis à temperatura de 105 oC. Certas rações ricas em gordura podem aumentar de peso, durante uma secagem demorada, uma vez que poderá haver fixação do oxigênio, durante o processo. Em tais casos, torna-se necessário usar processos especiais de secagem. As silagens e outras forragens submetidas à fermentação podem sofrer perdas de determinadas substâncias, durante a secagem, ácidos orgânicos e amoníacos como por exemplo. Neste caso, o mais prático é a determinação da MS por secagem a vácuo. Equipamentos : � Estufa a 105 oC ; � Garra tenaz; � Balança analítica com precisão de 0,0001 g; � Dessecador � Cadinho de porcelana ou recipiente adequado (pesa-filtro ou forminha de alumínio). Marcha analítica : � Retirar o cadinho de porcelana ou o recipiente adequado da estufa a 105 oC, identifica-lo, transferir para o dessecador, esfriar + ou – 30 minutos, pesar e anotar; � Adicionar ao cadinho 2 g da amostra; � Levar a estufa a 105 oC por 12 horas; � Retirar o cadinho com amostra da estufa transferi-lo ao dessecador por 30 minutos, pesar e anotar. Cálculo : Peso do cadinho após estufa – Peso cadinho vazio % MS (ASE) = ------------------------------------------------------------------------ x 100 Peso cadinho com amostra – Peso cadinho vazio 4) Matéria Mineral (MM) : Cinza ou Resíduo Mineral é o produto que se obtém após o aquecimento de uma amostra a uma temperatura de 600 oC, durante quatro horas ou até a combustão total da matéria orgânica. A determinação da cinza fornece apenas uma indicação da riqueza da amostra em elementos minerais, quando se trata de produtos vegetais (forragens, rações, cereais, etc). A determinação da matéria mineral ou cinzas é feita muitas vezes apenas para se conhecer os extrativos não nitrogenados (ENN) e/ou a matéria orgânica (MO) de determinada amostra de alimento, sem a preocupação do teor de minerais. Equipamentos : � Cadinho de porcelana; � Garra tenaz; � Balança analítica com precisão de 0,0001 g; � Dessecado; � Forno Mufla. Marcha analítica : � Retirar o cadinho de porcelana da estufa a 105 oC, transferi-lo para o dessecador, esfriar por 30 minutos, pesar e anotar; � Adicionar 2 g da amostra; � Levar em Forno Mufla por 4 horas nas temperaturas: 1 hora a 200 oC + 1 hora a 400 oC + 2 horas a 600 oC � Desligar o foro mufla e deixar a temperatura abaixar para 100 oC � Retirar o cadinho com cinzas e colocá-lo no dessecador por 30 a 40 minutos, pesar e anotar. Cálculo : Peso cadinho após mufla – peso cadinho vazio % MM = ------------------------------------------------------------------- x 100 Peso cadinho com amostra – peso cadinho vazio 5) Extrato Etéreo (EE) : As gorduras ou lipídios são substâncias insolúveis em água, mas solúveis no éter clorofórmio, benzeno e em outros solventes orgânicos chamados de extratores. O grupo inclui as gorduras e muitos outros compostos intimamente ligados ou associados, como fosfatídeos, esteróis (colesterol), clorofila, óleos voláteis, resina, pigmentos, etc. O éter usado no processo é aquecido até tornar-se volátil e, ao condensar-se, circula sobre a amostra em análise arrastando toda a fração gordurosa e demais substâncias solúveis em éter. Este é recuperado em outro recipiente, enquanto a gordura extraída é calculada por diferença de pesagens. Equipamentos : � Extrator tipo Goldfish � Tubo extrator de vidro borosilicato � Cartucho extrator de celulose � Balança analítica com precisão 0,0001 g � Dessecador � Pinça � Estufa a 105 oC Marca Analítica : � Retirar o tubo extrator – “rebolo” – da estufa a 105 oC e levá-lo ao dessecador por 30 minutos, pesar e anotar; � Pesar 3 g da amostra em um cartucho extrator de celulose � Adicionar 100 ml de éter de petróleo ao rebolo � Extrair em aparelho tipo Goldfish por 4 horas, em uma temperatura de 60 oC; � Recuperar o éter utilizado na extração � Levar o rebolo com o produto da extração para estufa a 105 oC por 12 horas � Retirar da estufa, levar ao dessecador por 30 minutos, pesar e anotar. Cálculo : Peso do balão com extrato – Peso balão vazio % EE = ------------------------------------------------------------------ x 100 Peso da amostra 6) Fibra em Detergente Neutro (FDN) Por meio do tratamento da amostra com uma solução de detergente neutro, é possível separar o conteúdo celular constituído, principalmente, de proteínas, gorduras, carboidratos solúveis, pectinas e outros constituintes solúveis em água, da parede celular, também chamada de Fibra em Detergente Neutro (FDN) que é constituída, basicamente, de celulose, hemicelulose, lignina e proteína lignificada. Equipamentos : � Aparelho digestor de fibras � Balança analítica com precisão de 0,0001 g � Cadinho de Gooch � Bomba a vácuo � Dessecador � Estufa a 105 oC Marcha Analítica : � Pesar 1 g da amostra e transferi-la para o vidro adaptado ao aparelho digestor de fibras; � Adicionar 100 ml de solução digestora de FDN e 30 mg de sulfito de sódio anidro; � Levar ao aparelho por 1 hora após o início da ebulição; � Tirar o cadinho de Gooch da estufa a 105 oC, coloca-lo no dessecador por 30 minutos, pesar e anotar; � Filtrar o resíduo com auxílio da bomba à vácuo e 100 ml de água quente; � Lavar o resíduo com 50 ml de Acetona � Levar o cadinho para estufa a 105 oC por 12 horas; � Retirar o cadinho da estufa, levá-lo ao dessecador por 30 minutos, pesar e anotar. Cálculo : Peso do cadinho com amostra – Peso cadinho Vazio % FDN = -------------------------------------------------------------------------- x 100 Peso da amostra 7) Fibra em Detergente Ácido (FDA) A amostra é tratada com um detergente ácido específico, a fim de solubilizar o conteúdo celular e a hemicelulose, além de maior parte da proteína insolúvel, obtendo o resíduo insolúvel no detergente ácido, denominado de Fibra em Detergente Ácido (FDA), constituída em sua totalidade de lignina e celulose, a lignocelulose. Equipamentos : � Aparelho digestor de fibras � Balança analítica com precisão de 0,0001 g � Cadinho de Gooch � Bomba a vácuo � Dessecador � Estufa a 105 oC Marcha Analítica : � Pesar 1 g da amostra e transferi-la para o vidro adaptado ao aparelho digestor de fibras; � Adicionar 100 ml de solução digestora de FDA; � Levar ao aparelho por 1 hora após o início da ebulição; � Tirar o cadinho de Gooch da estufa a 105 oC, colocá-lo no dessecador por 30 minutos, pesar e anotar; � Filtrar o resíduo com auxílio da bomba à vácuo e 100 ml de água quente; � Lavar o resíduo com 50 ml de Acetona � Levar o cadinhopara estufa a 105 oC por 12 horas; � Retirar o cadinho da estufa, levá-lo ao dessecador por 30 minutos, pesar e anotar. Cálculo : Peso do cadinho com amostra – Peso cadinho Vazio % FDA = -------------------------------------------------------------------------- x 100 Peso da amostra 8) Determinação da Lignina A partir do resíduo obtido pela extração da fibra em detergente ácido (FDA), determina-se a Lignina pela adição de ácido sulfúrico a 72% ou permaganato de potássio. A lignina é calculada por diferença de peso após estes tratamentos, enquanto a celulose e a cinza insolúvel são determinadas pela perda de peso após a queima na mufla. Equipamentos : � Bandeja de vidro, tipo marinex; � Bastões de vidro � Estufa a 105 oC Marcha Analítica : � Colocar os cadinho com resíduo de FDA em uma bandeja de vidro com água destilada; � Adicionar aos poucos 30 ml de ácido sulfúrico a 72% ou solução de permaganato de potássio; � Com o bastão de vidro, misture o conteúdo com o reagente e vai acrescentando o reagente aos poucos e deixa filtrar devagar; � Lave os cadinhos com água quente até a retirada total do ácido; � Secar os cadinhos em estufa a 105 oC por 12 horas; � Transferi-los ao dessecador por 30 minutos, pese e anote; � Coloque os cadinhos na mufla a 500 oC por três horas transfira-os para a estufa a 105 oC por 12 horas; � Coloque-os no dessecador por 30 minutos, pese e anote para o cálculo da celulose. 9) Determinação do Nitrogênio Total pelo Método MicroKjeldahl O método Kjeldahl é o método padrão de determinação de nitrogênio. Ele consiste em três passos básicos: 1 – Digestão da amostra em ácido sulfúrico com um catalizador que resulta em conversão do nitrogênio em amônia; 2 – Destilação da amônia em uma solução receptora; 3 – Quantificação da amônia por titulação com solução padrão. As proteínas e outros compostos nitrogenados são decompostos na presença de ácido sulfúrico concentrado, a quente, com produção de sulfato de amônia. O sulfato de potássio ou de sódio é adicionado, a fim de aumentar o ponto de ebulição do ácido sulfúrico, apressando a digestão. Outro composto com sulfato de cobre, selenito, etc, também ajudam, durante a digestão da matéria orgânica. O sulfato de amônio resultante, na presença da solução concentrada de hidróxido de sódio, libera NH3 que é recebido na solução de ácido bórico. A amônia, na solução de ácido bórico, é titulada com ácido clorídrico de título conhecido e, assim, determina-se o teor de nitrogênio total da amostra. Para o cálculo da Proteína Bruta (PB), basta multiplicar o resultado pelo fator 6,25. Equipamentos : � Balança analítica com precisão de 0,0001 g � Tubo digestor � Proveta de 15 ml � Espátula � Bloco Digestor � Capela de Exaustão � Destilador MicroKjedahl � Erlenmeyar de 125 ml � Bureta de 50 ml � Agitador magnético Marcha Analítica : � Pesar 0,25 g da amostra e transferir para tubo de digestão de proteína – limpo e seco; � Adicionar 10 ml de solução digestora; � Levar ao Bloco Digestor em Capela por: 1 hora a 100 oC mais 1 hora a 180 oC mais 1 hora a 250 oC mais 1 hora a 360 oC � Deixar esfriar e colocar 15 ml de água destilada no tubo digestor; � Fazer a destilação da amônia; � Completar o volume de água da caldeira; � Ligar a água do condensador; � Aquecer a água da caldeira; � Completar a solução de hidróxido de sódio no destilador; � Acoplar o tubo digestor ao destilador; � Colocar o erlenmayer com 25 ml de ácido bórico na saída do destilador; � Adicionar ao tubo digestor 25 ml de hidróxido de sódio a solução; � Ligar o destilador; � O final da destilação ocorre quando passar da cor rósea para verde ou quando o volume estiver em 50 ml � Fazer a tilução com ácido clorídrico 0,1 N e anotar o volume do ácido gasto. Cálculo : Volume de ácido gasto x N x FC x 0,014 x 6,25 %PB = ------------------------------------------------------------------------- x 100 Peso da amostra N = Normalidade FC = Fator de correção do ácido clorídrico 10) pH Equipamentos : � pH-metro � Becker de 600 ml � Balança com precisão de 0,01 g � Proveta de 100 ml Marcha Analítica : � Pesar 100 g da amostra verde no Becker � Adicionar 100 ml de água destilada � Deixar de repouso por 30 minutos � Fazer a leitura e anotações. 7 – BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ANFAR (Associação Nacional dos Fabricantes de Rações). Métodos analíticos de controle de alimentos para uso animal. São Paulo:ANFAR, 1992. BUTOLO,J.E. Análise de alimentos. Jaboticabal:FCAV-UNESP, 1994. PEREIRA, J.R.A.; JUNIOR, P.R. Manual prático de avaliação nutricional de alimentos. Piracicaba:FEALQ, 1998. SILVA, D.J.; QUEIROZ, A.C. Análise de alimentos – Métodos químicos e biológicos. 3 ed. Viçosa:UFV, 2002.
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