Aula 4 Umidade

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Composição centesimal 
Professora Dra. Michelly C. Paludo 
Nutricionista, Mestra e Doutora em Ciência de Alimentos 
Contato: michellypaludo@hotmail.com 
Umidade/Água 
Composição centesimal 
Determinação dos componentes principais 
 contido nos alimentos 
Água 
Minerais 
Fibras 
Proteínas 
Açúcares 
Lipídeos 
 
UMIDADE 
 
 
Teor de água de um alimento constitui-se em um dos 
mais importantes e mais avaliados índices em 
alimentos. 
 
 
É de grande importância econômica por refletir o teor 
de sólidos de um produto e sua perecibilidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Água nos alimentos 
O conteúdo de água de um alimento é expresso pelo valor 
obtido na determinação da água total contida no 
alimento. 
 
 
 Existem moléculas de água com 
 propriedades e distribuição 
 diferentes num mesmo alimento. 
Água nos alimentos 
Alimentos % Umidade 
Produtos lácteos 87-91 
Leite em pó 4 
Queijos 40-75 
Manteiga 15 
Creme de leite 60-70 
Sorvetes 65 
Margarina e maionese 15 
Frutas 65-70 
Hortaliças 85 
Carnes e peixes 50-70 
Cereais <10 
Macarrão 9 
Pães e outros produtos de 
padaria 
35-45 
Usualmente a quantidade de água nos alimentos é 
expressa pelo valor da determinação da água total contida 
no alimento. 
 
Porém, este valor não fornece informações de como está 
distribuída a água neste alimento nem permite saber se 
toda a água está ligada do mesmo modo ao alimento. 
 
Há também o fato de uma parte da água não ser 
congelável. 
Isso nos leva a crer que existem moléculas de água com 
propriedades e distribuição diferentes no mesmo 
alimento. 
Água nos alimentos 
Formas de apresentação da água no alimento: 
 
• Água livre - está presente nos espaços intergranulares e entre os 
poros do material, funciona como solvente, permitindo 
crescimento dos microrganismos e reações químicas, e é eliminada 
com relativa facilidade. 
 
• Água de hidratação ou combinada – está ligada quimicamente 
com outras substâncias do alimento é difícil de ser eliminada. Não 
é utilizável como solvente, não permite o desenvolvimento de 
microrganismo e retarda reações químicas 
Água nos alimentos 
 
É o teor de água livre, que é a relação entre a pressão de 
vapor da água do alimento e a pressão da água pura na 
mesma temperatura. 
 
 
 
Umidade ≠ Atividade de água 
 
 
* Uma salmoura com 90% de água, tem Aa baixa ou alta??? 
Atividade de água 
 (Aa ou Aw) 
Umidade 
 
 
Importância da umidade 
 
• Estabilidade do alimento 
 
• Qualidade do alimento 
 
• Composição do alimento 
Umidade pode afetar: 
Estocagem: alimentos estocados com alta 
umidade irão deteriorar mais rapidamente que os 
possuem baixa umidade. 
 
 
 
- Deterioração 
Umidade pode afetar: 
Embalagem: alguns tipos de deterioração podem 
ocorrer em determinadas embalagens se o alimento 
apresentar uma umidade excessiva. 
 
 
 
- velocidade do escurecimento 
 
- Permeáveis á luz e oxigênio 
Umidade pode afetar: 
 
Processamento: a quantidade de água é 
importante no processamento de vários produtos 
 
 
Rendimento do processamento: a água pode ser 
utilizada como uma medida indireta do rendimento 
de processamentos na indústria. 
 
 
Umidade 
 
É a medida total de água contida no alimento 
 
 Metodologia 
 
Depende do método analítico o tipo de água que 
efetivamente será medido. 
 
 
Os métodos são fundamentalmente baseados na 
secagem da amostra, em reações químicas com a água, 
em destilação da água e na interação física da água. 
 
Tipos de métodos: 
 
 
1- Métodos por secagem 
 
2- Métodos por destilação 
 
3- Métodos químicos 
 
4- Métodos físicos 
Considerações 
para a escolha 
do método: 
 
Composição do 
produto 
Rapidez/Praticidade 
Exatidão 
Equipamentos 
Forma da água 
Quantidade de água 
 
Métodos por secagem 
 
 
 Tipos: 
 
 A- Secagem em estufa 
 
 B- Secagem por radiação infravermelho 
 
 C-Secagem em fornos de microondas 
Métodos por secagem 
 
 
 Secagem em estufas 
 
Água é eliminada por aquecimento, onde o ar quente é 
absorvido por uma camada muito fina do alimento, então 
conduzido para o interior por condução, ocorrendo assim 
a evaporação da água. 
 
 
 TEMPO (horas) TEMPERATURA (>100°C) 
 
 
+ utilizado 
Métodos por secagem 
 
 Secagem em estufas 
 
Tempo pode levar algumas horas (6 a 18h) até peso 
constante; 
Temperatura de 100 a 105°C. 
A evaporação por um tempo determinado pode resultar 
numa remoção incompleta da água,se ela estiver 
fortemente presa por forças de hidratação, ou se o seu 
movimento for impedido por baixa difusividade ou 
formação de crosta na superfície. 
 
+ utilizado 
Secagem em estufa 
 
 Tipos de estufas: 
 1. Simples 
 2. Simples com ventilador 
 3. A vácuo 
 
 Tipos de Cadinhos: 
 1. Porcelana 
 2. Alumínio 
 3. Vidro 
 
 
 
 
Secagem em estufa 
 
2) Análise 
Métodos por secagem 
Pesar de 2 a 10 g da amostra Previamente tarados 
Colocar em estufa usando 
pinças 
Previamente aquecida e regulada 
na temperatura 
Resfrie em dessecador até 
temperatura ambiente 
Pesar 
Secagem em estufa 
 
3) Obtenção do teor de umidade 
Métodos por secagem 
Secagem em estufa 
 
A vácuo 
Ideal para amostra com açúcar e gordura que são suscetíveis a reações, 
por ex.: açúcar em alta temperatura carameliza ou sofre reação de 
maillard porque apresenta açúcar redutor e protéina formando 
compostos voláteis que serão medidos como CO2, compostos 
carbonílicos, e produtos intermediários. 
Sistema: como se ↓ a Pressão da estufa, a Pressão do vapor no 
alimento ↑ e portanto a água evapora a t° + baixa. Quanto menor a 
pressão exercida sobre a superfície de um líquido, mais fácil é a 
vaporização, pois as moléculas do líquido encontram menor resistência 
para abandoná-lo e transformar-se em vapor. 
 
Métodos por secagem 
 
 Remoção da água por aquecimento 
 
Parâmetros importantes: 
 
 
 
Temperatura; 
 
Umidade relativa e movimentação do ar na estufa; 
 
Disposição do material na estufa; 
 
Material e tipo de cadinhos; 
 
Tamanho das partículas e espessura da amostra; 
 
Formação de crosta na superfície da amostra. 
Secagem em estufa 
Preparo da Amostra 
 
Amostras líquidas: evaporadas em banho-maria. 
 
Amostras açucaradas: adiciona-se areia misturada 
com amostra para aumentar a superfície da 
evaporação. 
 
Peso da amostra: depende da quantidade de água. 
Secagem em estufa 
Preparo da Amostra 
Peso da amostra: varia de 2 a 5g, deve ser bem espalhada no 
cadinho, formando uma camada fina. 
 
Açucaradas: formam uma crosta dura na superfície, que impede a 
saída da água do interior. 
Adicionar areia, asbesto (fibra mineral natural sedosa), amianto (tem 
resistência térmica) ou pedra-pomes em pó (rocha de densidade 
menor que a agua) 
 
Produtos com alto conteúdo de açúcar ou carnes com alto teor de 
gordura devem ser secos em estufa a vácuo numa temperatura que 
não exceda 70 ºC. 
Secagem em estufa 
 
PROBLEMAS 
 
SOLUÇÕES 
 
Amostragem 
 
Absorção de umidade 
 
Cápsulas com tampa e pesagem 
rápida 
 
Perda de umidade durante preparo da 
amostra 
 
Pesar antes e depois da 
preparação ou 
usar moinho de facas que diminui 
perdas 
 
Formação de crostas 
 
Usar asbesto ou areia 
 
Reações de decomposição ou 
polimerização 
 
Temperaturas baixas ou outros 
métodos 
 
Perda de compostos voláteis 
 
Outros métodos que não secagem
Volatilização incompleta da água 
 
Tempo/temperatura adequados ou 
distribuição não uniforme no 
cadinho 
Secagem em estufa 
 
VANTAGENS 
 
DESVANTAGENS 
 
Análise simultânea de grande 
número de amostras 
 
Não aplicável para amostras com 
alto teor de voláteis 
(condimentos, óleos essenciais) 
 
Rapidez 
 
Decomposição térmica de 
compostos 
 
Simplicidade 
 
 
Só determina água livre 
 
Equipamento barato 
 
Adsorção de umidade após 
secagem 
Secagem por radiação infravermelha 
Consiste numa lâmpada de radiação infravermelha com 
250 a 500watts, cujo filamento desenvolve uma 
temperatura de 700°C. 
 
É mais efetivo e envolve 
penetração de calor dentro da 
amostra, o que encurta o 
tempo de secagem em até 
1/3 do total. 
Secagem por radiação infravermelha 
 
A distância entre a lâmpada e a amostra deve ser de 10 cm; 
 
A espessura da amostra deve ser entre 10 a 15 mm.; 
 
O tempo de secagem varia com amostra; 
 
 O peso da amostra varia entre 2,5 a 10 g.; 
 
Possui uma balança que faz leitura direta; 
 
Seca uma amostra de cada vez. 
Secagem por fornos microondas 
 
Quando uma amostra úmida é exposta à radiação de 
microondas, moléculas bipolares (H2O), giram na 
tentativa de alinhar seus dipolos (rotação), liberando 
calor, e assim as moléculas de água passam para o 
estado gasoso. 
O calor é distribuído tanto na superfície como 
internamente, evaporando sem formar crosta na 
superfície. 
 
Secagem por fornos microondas 
Radiação eletromagnética 
 
Novo e muito rápido 
 
 
Cloreto de sódio e Óxido de ferro 
(Impede que espirre para fora) (absorve radiação) 
 
 
Poder de energia radiante e o tempo podem ser 
calibrados 
 
 Método por destilação 
Existe a mais de 70 anos 
Pouco utilizado 
 
Medida direta da quantidade de água 
removida pela evaporação. 
Envolve o aquecimento da amostra na presença de 
um solvente orgânico imiscível com água. 
 Método por destilação 
Cold water 
Condenser Solvent Toluene 
 Refluxing & Water 
 Separation Method 
 Graduated Trap 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Samples & Solvent 
 
Heating Mantle 
 Método por destilação 
 
Protege a amostra 
 
 
Poder de energia radiante 
e o tempo podem ser 
calibrados 
 
Amostra e tolueno (PE = 111°C) 
 
Demorado 
Baixa precisão 
Dificuldade de leitura 
Evaporação incompleta da água 
Aderência de gotas de água no vidro 
 
 Método por destilação 
 
VANTAGENS 
 
DESVANTAGENS 
 
Feito em atmosfera inerte, o que diminui 
a oxidação pelo ar 
 
Solubilidade parcial da água nos 
solventes empregados 
 
Decomposição térmica é menor, reduz 
reações químicas 
 
Baixa precisão do frasco coletor, da 
leitura de meniscos (volume de água 
muito pequeno) 
 
Em amostras com alto teor de voláteis 
não conduz a grandes erros 
 
Aderência de gotas de água nas paredes 
do frasco coletor 
 
Destilação de compostos solúveis em 
água, com ponto de ebulição menor que 
da água 
 
Possibilidade de formar emulsão 
 
Evaporação incompleta da água 
 
Tempo de análise longo 
 
Uso de solventes inflamáveis 
 Método químico 
 Nestes métodos um reagente químico é 
adicionado ao alimento que reage 
especificamente com água produzindo uma 
mudança mensurável volume, pressão, pH, cor, 
condutividade. 
Karl Fisher 
visual e eletrométrica 
 Método químico 
 
Karl Fischer 
usa o reagente de Karl Fischer 
(iodo+ dióxido de enxofre+ piridina+ metanol) 
 
Baseados na reatividade 
química da água. 
I2 SO2 C5H5N CH3OH 
 Método químico 
Karl Fischer 
 
Titulação visual 
 
 
 
 
 
onde o I2 é reduzido para I
- na presença de água 
Quando toda água for consumida, a reação cessa, e cor 
da solução passa de amarelo canário para amarelo 
escuro com um ponto final em amarelo marrom, 
característico do excesso de iodo. 
2 H2O + SO2 + I2 H2SO4 + 2HI
- 
 Método químico 
 
 Karl Fischer 
 
Titulação eletrométrica 
 
São utilizados eletrodos de platina. 
É uma reação de oxirredução onde há transporte de 
elétrons enquanto houver água. 
 
Amperagem 
 
 
 Método químico 
 Karl Fischer 
 
Indicado para: 
 
Amostras com baixos teores de umidade ; 
 
Alimentos com alto teor de açúcar; 
 
Alimentos com alto teor de açúcar e proteína, como os 
cereais; 
 
Alimentos ricos em óleos essenciais. 
 
 
 Método químico 
 Karl Fischer 
 
 
 
VANTAGENS 
 
DESVANTAGENS 
 
Maior sensibilidade 
 
Não é específico, qualquer substância que 
possa reduzir o I interfere (vitamina C, 
compostos carbonílicos) 
 
Mais rápido que os métodos de 
secagem 
 
Aldeídos e cetonas podem reagir com 
MeOH formando acetais liberando água 
 
Adequado para amostras com baixo 
teor de água e alto teor de açúcar ou 
lipídeos 
 
Para amostras insolúveis em MeOH a 
extração da água pode ser incompleta 
 
Apresenta boa reprodutibilidade 
 
Substâncias oxidantes também interferem 
(peróxidos) 
 
Fornece teor da água livre e adsorvida 
 
Dessecante muito forte, tem que tomar 
muitos cuidados contra a umidade 
atmosférica 
 
Por ser um reagente instável deve ser 
padronizado constantemente (tartarato de 
sódio dihidratado) 
 Método físico 
 Absorção de radiação infravermelha: a medida da absorção da 
radiação em comprimentos de onda na região do infravermelho obtém 
a quantidade de água na amostra, com sensibilidade em ppm numa 
larga gama de materiais orgânicos e inorgânicos. 
 
 RMN – Ressonância Magnética Nuclear: técnica pouco 
utilizada. Requer equipamento caro e sofisticado, mas oferece medidas 
muito rápidas (1 min.), precisas e não destroem a amostra. Pode ser 
utilizada simultaneamente para a determinação de umidade e gordura. 
 
 Índice de refração/Refratômetro: é um método bastante 
simples e rápido, feito no refratômetro, e está baseado na medida do 
ângulo de refração da amostra. Porém é um método menos preciso 
que os outros. 
 
 Método físico 
 
 Densidade (picnometria): é um método simples, rápido e 
barato, mas pouco preciso. E mais utilizado para amostras com alto 
teor de açúcar, e a quantidade de água é obtida através da medida da 
densidade da amostra. 
 
 Cromatografia gasosa: é uma técnica raramete usada. É cara, é 
muito rápida (5 minutos) e pode ser aplicada em alimentos com uma 
larga faixa de umidade (8 a 56%) como cereais, produtos de cereais, 
frutas e produtos derivados de frutas, porém é necessário verificar a 
correlação com o método padrão de secagem em estufa, para cada 
tipo de amostra. 
 
 
 Método físico 
 
 Condutividade elétrica: é baseado no princípio de que a 
quantidade de corrente elétrica que passa num alimento será 
proporcional à quantidade de água no alimento. O método é muito 
rápido (1 minuto), mas pouco preciso. 
 
 
Determinação da atividade de água 
Definição: Razão ente a pressão de vapor da água no 
alimento (P) pela pressão de vapor da água pura (Po) á 
mesma temperatura. 
Aw ou Aa = P 
 Po 
 
Escala: 0 → 1,0 
 Água efetivamente disponível 
(livre) para serem utilizadas nas 
reações químicas (hidrolíticas), 
bioquímicas, crescimento e 
atividade dos microrganismos. 
Para determinar a atividade de água nos alimentos, é bastante comum 
o uso de equipamento chamado “medidor de atividade de água”, 
produzido por várias indústrias que utilizam para realizar a medida, 
sensores eletrolíticos e de umidade.
45 
Importância da determinação da atividade de 
água (Aw) 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 
Oxidação de lipídeos 
Escurecimento não-enzimático 
Atividade enzimática 
Crescimento de bolores 
Crescimento leveduras 
Crescimento de bactérias 
Dúvidas?