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FACULDADE SALESIANA MARIA AUXILIADORA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA GÂNDARA MARCHIORI GLEICY MARINS DE MEDEIROS SEPARAÇÃO DE CORANTES PRESENTES EM DOCES COMERCIAIS Macaé – RJ 2020 GÂNDARA MARCHIORI GLEICY MARINS DE MEDEIROS SEPARAÇÃO DE CORANTES PRESENTES EM DOCES COMERCIAIS Relatório apresentado sob orientação da Professora Dra. Cristiane Marinho em cumprimento às exigências da Disciplina de Físico-química e Química Analítica Experimental, na Faculdade Salesiana Maria Auxiliadora. Macaé - RJ 2020 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: Porcentagem de uso de corantes, no mundo, pelas indústrias de alimentos e bebidas..................................................................................................7 FIGURA 2: Nome dos onzes corantes permitidos no Brasil e suas classificações..8 FIGURA 3: Papel de filtro cortado em forma sanfonada.........................................12 FIGURA 4: Corrida cromatográfica..........................................................................13 FIGURA 5: Papel cromatográfico de corantes presentes nas pastilhas de chocolate feito com papel de filtro............................................................................................14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO................................................................................................5 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA......................................................................6 2.1 Corantes em alimentos................................................................................6 2.2 Corantes artificiais........................................................................................7 2.3 Legislação......................................................................................................8 2.4 Corantes artificiais e seus malefícios à saúde...........................................9 2.5 Cromatografia em papel.............................................................................10 3 MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................11 3.1 Materiais.......................................................................................................11 3.2 Métodos........................................................................................................11 3.2.1 Confecção do papel cromatográfico..............................................................11 3.2.2 Extração dos corantes presentes em doces.................................................12 3.2.3 Separação dos corantes no papel de filtro....................................................12 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................13 5 CONCLUSÃO.................................................................................................16 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................17 1 INTRODUÇÃO A cor é um atributo muito importante, e usualmente, os consumidores associam a cor à qualidade do alimento. A indústria alimentícia utiliza amplamente corantes para conferir, restaurar ou intensificar a cor dos alimentos e para garantir a padronização dos produtos (RODRIGUES, 2015). Os corantes naturais geralmente são instáveis e sofrem degradação durante o processamneto e armazenammento dos alimentos. O corantes artificiais possuem, diversas vantagens em relação aos naturais, entre elas, a maior estabilidade (oxigênio, calor, pH), uniformidade, poder corante maior, menor custo de obtenção e maior solubilidade em água. Contudo, são relatos vários problemas de saúde relacionados ao consumo destes aditivos. Os aditivos alimentares causam efeitos à saúde e para avaliar estes possíveis defeitos, é de grande importância possuir dados relativos à exposição a estas substâncias. Para isso, são necessários três dados essenciais: o consumo do alimento, a concentração da substância no alimento e o peso corpóreo (individual ou média da população em estudo). A variação de cor nos alimentos durante as estações do ano e a cosequência de seu processamento e armazenagem muitas vezes fazem a adição de cor algo comercialmente vantajoso no intuito de manter a cor esperada ou preferida pelo consumidor. Algumas das principais razões para isso incluem: compensar a perda de cor devida à luminosidade, ar, excesso de temperatura, umidade e condições de armazenagem, afim de realçar cores naturamente presentes; Conferir identidade aos alimentos; Proteger flavores e vitaminas dos danos causados pela luz; Propósitos decorativos (RODRIGUES, 2015). O presente trabalho tem como objetivo realizar uma técnica de análise rotineira usada em laboratórios de análise, a cromatografia em papel, para separação dos aditivos que são empregados em alimentos, a exemplo dos corantes, que estão presentes em doces comerciais. 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Corantes em alimentos O fato do ser humano ser atraído por alimentos e bebidas que ostentem cores agradáveis é um fenômeno institivo. A cor está ligada a diversos aspectos da vida e tem influência em muitas decisões diárias, inclusive aquelas relacionadas aos alimentos. Para se ter uma ideia dessa relação, Angelucci et al. afirmam que os órgãos dos sentidos do ser humano captam cerca de 87% de suas percepções pela visão, 9% pela audição e os 4% restantes por meio do olfato, do paladar e do tato (OLIVEIRA, 2014). A aceitação do produto alimentício pelo consumidor está diretamente associada à sua cor. A cor de um alimento ou de uma bebida é uma das primeiras características reconhecidas pelos sentidos dos compradores e consumidores. De acordo com Queija et al. (2001), a cor é tão fundamental que é capaz de aumentar o prazer de consumir um determinado alimento. Desta forma, a aparência do alimento pode exercer efeito estimulante ou inibidor do apetite. A alimentação, além de necessária para sobrevivência, é também uma fonte de prazer e satisfação. Por esse motivo, o setor alimentício preocupa-se tanto com a aplicação de cores e obtenção de alimentos que agradem os olhos do consumidor. Embora o consumo de um determinado alimento devesse depender principalmente do seu valor nutricional, a sua cor, aroma e textura são fatores que influenciam bastante na preferência da compra. Dentre estes fatores, a cor é o mais importante fator de escolha, já que a aparência na maioria das vezes 24 é o que mais facilmente desperta a atenção do consumidor (OLIVEIRA, 2014). Não há publicações sobre o tamanho exato do mercado de corantes alimentícios, porém a pressão dos consumidores, as mudanças sociológicas e tecnológicas e os avanços da indústria de processamento de alimentos têm aumentado o mercado global de corantes. Os derivados de corantes naturais tiveram um crescimento significativo, em virtude das melhorias em termos de estabilidade e o interesse das indústrias alimentares em atender à crescente precepção do consumidor de que “natural é melhor”. A Figura 1 apresenta a distribuição do uso de corantes em alimentos e bebidas no mundo, mostrando claramente o grande emprego desses aditivos sintéticos pelas indústrias de alimentos. Figura 1: Porcentagem de uso de corantes, no mundo, pelas indústrias de alimentos e bebidas. Fonte: Oliveira, 2014. 2.2 Corantes Artificiais Na produção industrial de alimentos ainda existem um uso maior de corantes artificiais comparado aos corantes naturais. Contudo, eles levantam preocupações significativas. Ao longo do século passado, os corantes alimentares foram considerados substâncias que conferem maiores riscos à saúde do que qualqueroutra categoria de aditivos alimentares (RODRIGUES, 2015). A capacidade de colorir dos corantes artificiais é superior à da maior parte dos obtidos de produtos naturais, sendo assim, adicionados aos alimentos em pequenas quantidades. Além disso, são mais estáveis, produzem cores mais uniformes e se misturam facilmente uns com os outros para dar uma grande variedade de tonalidades. Normalmente esses corantes não contem sabor desagradável ao contrário de alguns corantes naturais que trazem características das matérias primas de origem, como por exemplo, os derivados da beterraba (PRADO et. al., 2004). A maioria dos corantes artificiais utilizados em alimentos pertencem aos seguintes grupos químicos: corantes azóicos, derivados do trifenilmetano, indigóides e xantenos, e são descritos a seguir na figura 2 (OLIVEIRA, 2014). Figura 2: Nome dos onzes corantes permitidos no Brasil e suas classificações. Fonte: OLIVEIRA, 2014. 2.3 Legislação Com a utilização cada vez maior de aditivos, os corantes sintéticos, os países começaram a estabelecer legislações para controlar seu uso. Assim, comitês internacionais, têm sido criados com o intuito de estabelecer especificações e critérios para a utilização de aditivos alimentares, incluindo os corantes sintéticos (QUEIJA et al., 2001). Os aditivos usados mundialmente são identificados pelo Sistema Internacional de Numeração de Aditivos Alimentares. Esta identificação foi elaborada pelo Comitê do Codex sobre Aditivos Alimentares e Contaminantes de Alimentos com o propósito de estabelecer um sistema numérico internacional de identificação dos aditivos alimentares pelo INS (International Numbering System) como alternativa à declaração do nome específico do aditivo (BRASIL, 2001). A Legislação Brasileira define “corante” como a substância ou a mistura de substâncias que possuem a propriedade de conferir ou intensificar a coloração de alimentos e bebidas (BRASIL, 1978). Segundo a legislação brasileira, os corantes são classificados como: 1. Corante orgâncio natural: aquele obtido a partir de vegetal, ou eventualmente, de animal, cujo princípio corante tenha sido isolado com o emprego de processo tecnológico adequado. 2. Corante orgânico sintético: aquele obtido por síntese orgânica mediante o emprego de processo tecnológico adequado. Dentro dessa classificação existem duas subclasses: Corante artificial: é o corante orgânico sintético não encontrado em produtos naturais. Corante orgânico sintético idêntico ao natural: é o corante orgânico sintético cuja estrutura química é semelhante à do princípio ativo isolado de corante orgânico natural. 3. Corante inorgânico: aquele obtido a partir de substâncias minerais e submetido a processos de elaboração e purificação adequados a seu emprego em alimento. 4. Caramelo: o corante natural obtido pelo aquecimento de açúcares à temperatura superior ao ponto de fusão. 5. Caramelo (processo amônia): é o corante orgâncio sintético idêntico ao natural obtido pelo processo amônia, desd que o teor de 4-metil, imidazol não exceda no mesmo a 200mg/kg. 2.4 Corantes artificiais e seus malefícios a saúde Há anos, pesquisas têm indicado que alguns aditivos podem estar associados à ocorrência de problemas de saúde. Porém, existem diferentes opiniões quanto à inocuidade dos diversos corantes artificiais. Desse modo, diversos países ou regiões permitem o uso de diferentes corantes e em quantidades diferentes, principalmente ao levar em consideração o maior ou menor consumo de alimentos com corantes presentes na dieta da população (NINNI, 2015; PRADO et al., 2003). Os aditivos são inofensivos à saúde desde que obedecendo aos percentuais máximos estabelecidos pela ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) (2001) e/ou pelo Codex Alimentarius. De todos os aditivos utilizados na indústria alimentícia, os corantes são os mais genotóxicos. Dentre os corantes “azo”, a tartrazina tem enfoque maior para os toxicologistas e alergistas, sendo relacionada com várias reações adversas, desenvolvendo urticária, asma, náuseas, eczema, bronquite, renite, broncoespasmos e dor de cabeça. No entanto, é um dos corantes mais aplicados em alimentos sendo permitido em países como Canadá, Estados Unidos e União Européia (FREITAS, 2012). Muitos estudos tentam comprovar as reações adversas que os corantes artificiais podem causar à saúde. Apesar destes apresentarem os corantes artificiais como possíveis causadores de males à saúde, ainda existem poucos estudos e contradições. Assim, o monitoramento dos teores de corantes artificiais em alimentos tem, continuamente, contribuído para alertar para um consumo consciente desses produtos alimentícios (RODRIGUES,2015). No Brasil, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), com a finalidade de minimizar os riscos à saúde humana, estabelece limites máximos permitidos dos aditivos para as diferentes categorias de alimentos. Contudo, a utilização de aditivos em alimentos suscita uma série de dúvidas como: se as quantidades utilizadas pelas indústrias são adequadas para que o consumo de determinado alimento não permita que seja ultrapassada a IDA (Ingestão Diária Aceitável), na medida em que, na maioria dos casos, não existe obrigatoriedade legal em declarar as quantidades presentes no alimento, mas somente a relação dos aditivos utilizados (RODRIGUES, 2015). 2.5 Cromatografia em papel A cromatografia em papel é uma das técnicas mais simples e que requer menos equipamentos para sua realização, sendo muito útil para a separação de compostos polares (PERES, 2002). Trata-se de uma técnica de partição líquido– líquido, no qual um deles está fixado a um suporte sólido. Essa partição baseia-se na diferença de solubilidade das substâncias entre duas fases imiscíveis, sendo geralmente a água um dos líquidos. O solvente é saturado em água e a partição ocorre devido à presença de água na celulose (papel de filtro) (DEGANI et al., 1998). O papel é formado por moléculas de celulose com alta afinidade pela água presente na mistura de solvente, mas muito pouca afinidade pela fase orgânica, agindo como suporte inerte contendo a fase estacionária aquosa (polar). À medida que o solvente contendo o soluto flui através do papel, uma partição deste composto ocorre entre a fase móvel orgânica e a fase estacionária. Desta forma, parte do soluto deixa o papel e é carregado pela fase móvel. Quando a fase móvel alcança uma seção do papel que não possui o soluto, o fenômeno de partição ocorre novamente, só que agora o soluto é transferido da fase móvel para a fase estacionária. Com o fluxo contínuo de solvente, o efeito desta partição entre as fases móvel e estacionária proporciona a transferência do soluto do seu ponto de aplicação no papel, para outro ponto localizado a alguma distância do local de aplicação no sentido do fluxo de solvente (PERES, 2002). De um modo geral, não é possível identificar diretamente os corantes artificiais contidos em gêneros alimentícios. Eles devem ser extraídos, purificados e concentrados antes da identificação (DEGANI et al., 1998). 3 MATERIAS E MÉTODOS 3.1 Materias Vasilha plástica; Pincel pequeno com ponta arredondada; Papel de coador de café; Lápis; Borracha; Saco de balas coloridas da marca M&M’S; Secador de cabelo. 3.2 Metodologia 3.2.1 Confecção do papel cromatográfico Para preparar a plaquinha de cromatografia em papel, se corta um pedaço de papel de filtro de café, na forma de um retângulo 8 X 6 cm que caiba em uma vasilha retangular, de modo que o papel fique afastado 1 cm das laterais da vasilha em ambos os lados, e a 1 cm da borda. Em seguida, marcar com lápis uma linha na horizontal que esteja afastada 1,5 cm da base inferior do papel e uma linha na horizontal que esteja afastada 0,5cm da base superior. Na plaquinha deve-se fazer 5 colunas, 2 cm distantes uma da outra, dobrando-se, em seguida, o papel na forma de sanfona conforme figura 3. Figura 3: Papel de filtro cortado em forma sanfonada. Fonte: Autoria Própria, 2020. 3.2.2 Extração dos corantes presentes em doces Com o auxílio de um pincel umidecido com água, a cor do doce é removida com várias pinceladas. 3.2.3 Separação dos corantes no papel de filtro Para a aplicação do corante no papel cromatográfico, pintou-se um círculo pequeno com as cores removidas no recipiente com o corante conforme figura 3. Aplicou-se certa quantidade do corante na linha traçada sobre o papel de filtro. Repete-se esse mesmo procedimento com outras cores e em seguida, foi anotado com lápis o nome da cor embaixo de cada ponto aplicado. Coloca-se a água na vasilha, de modo que seu fundo seja preenchido com um pequeno volume (a quantidade de água deve atingir a altura de cerca de 0,5 cm). Leve o papel com as manchas coloridas à vasilha com a água. O papel deve ficar com sua borda inferior mergulhada na água, sem que ela tenha contato com as manchas dos corantes. A base do papel deve ser deixada o mais reta possível para que as manchas migrem ao mesmo tempo e não se espalhem (Figura 5). Deixe a água subir pelo papel. Quando ela chegar próximo ao topo, remova o papel do recipiente e deixe-o secar ao ar. Figura 4: Corrida cromatográfica. Fonte: Autoria própria, 2020. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO A experimentação de cromatografia em papel foi completamente adaptada com materiais de baixo custo e de fácil acesso para ser uma metodologia aplicável em escolas que não dispõem de recursos como laboratórios e vidrarias. Como descrito no procedimento experimental, utilizou-se filtro de café (de papel) como papel cromatográfico e vasilha plástica ao invés dos béqueres. Devido a grande solubilidade dos corantes em água, ela foi utilizada como eluente. É importante ressaltar que não se deve usar caneta para escrever no papel cromatográfico, pois a tinta da caneta é formada por vários pigmentos. Estes em contato com o eluente na corrida cromatográfica podem se separar e apresentar várias tonalidades de cores. E como o objetivo da prática é a separação dos corantes presentes nos doces e não dos pigmentos da caneta, é mais adequado nesse caso à utilização de lápis. Há na literatura trabalhos que descrevem a separação dos pigmentos presentes em canetas esferográficas e canetas hidrocor por cromatografia em papel (OLIVEIRA, 2014). De acordo com a figura 5, a cromatografia em papel possibilitou a visualização da separação das cores de dois ou mais corantes presentes em um único doce. Segundo Oliveira (2014), a facilidade da remoção dos corantes presentes nas pastilhas de chocolates, ocorreu porque os corantes, nestes casos, estão presentes na camada externa do doce. Com uma simples agitação e pinceladas, a camada superficial colorida do doce é facilmente removida. Figura 5: Papel cromatográfico de corantes presentes nas pastilhas de chocolate feito com papel de filtro de café. Fonte: Autoria própria, 2020. Em algumas tonalidades de cores como a marrom e a vermelha é visível a presença de diferentes corantes, porém não se observa sua separação tão nitidamente quanto a tonalidade verde. Isso pode ocorrer pelo fato desses corantes possuírem estruturas muito parecidas e apresentarem comportamento semelhante durante a eluição (RODRIGUES, 2015). Com o papel cromatográfico percebeu-se em alguns manchas uma nítida separação dos corantes e outros a mistura de cores. Analisando a tonalidade verde no papel cromatográfico é visivelmente separada pelos corantes azul e amarelo, provavelmente pelo fato desses corantes possuírem afinidades diferentes com o eluente e a fase estacionária. De acordo com Oliveira (2014), ao observar a migração desses corantes, pode-se afirmar que o corante azul por estar mais afastado da base do papel possui mais afinidade com a água (o eluente) e o corante amarelo por estar mais próximo ao papel tem mais afinidade com a fase estacionária (o papel). No momento em que a fase móvel se desloca de maneira ascendente sobre o papel, há processos de interações intermoleculares entre os componentes em análise, os corantes. Assim, em função das características de cada corante, haverá diferenças entre as intensidades dessas interações. Caso a substância que caracteriza um determinado corante apresente uma alta polaridade, espera-se que interaja mais intensamente com o papel (fase estacionária). Desta forma, a migração deste corante ocorrerá mais lentamente se comparada à de um outro que apresente uma polaridade menor. Isto ocorre porque a fase estacionária apresenta diversos grupos polares que atraem as moléculas polares, dificultando assim sua migração na direção da fase móvel (FRACETO, 2003). 5 CONCLUSÃO A cromatografia realizada em nosso experimento é uma cromatografia planar, na qual correu a separação dos corantes que compõem os doces comerciais que foram depositados sobre o papel filtro devido à ação da fase móvel (água). Neste experimento podemos ver quais as cores que compõem cada doce, mostrando que em determinadas cores são compostas pela mistura de mais de um pigmento. Como as substâncias possuem propriedades distintas, algumas são arrastadas com mais velocidades e outras com menos. Quanto maior a polaridade do corante, menos ele ira subir, e irá interagir mais fortemente com o papel. Quanto menor a polaridade do corante, mais ele irá subir ate chegar a uma região característica em que ele para, pois menos interações ele fará com o papel. Como a maioria dos corantes presentes nos doces são os artifíciais, proporciona maior estabilidade nas cores e maior composição delas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANVISA. Legislação/Alimentos. Resolução nº 382, de 05 de agosto de 1999. Disponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/1999/res0382_05_08_1999.html. Acesso em: 20 jun. 2020. DEGANI, A. L.; CASE, Q. L.; VIERA, P. C. Cromatografia um breve ensaio. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 7, p. 21-25, 1998. Disponível em: http://qnint.sbq.org.br/qni/popup_visualizarConceito.php?idConceito=33&semFrame =1. Acesso em 20 jun. 2020. FRACETO, L. F. Aplicação da cromatografia em papel na separação de corantes em pastilhas de chocolate. Quimica Nova na Escola, 2003. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc18/A10.PDF. Acesso em 21 jun. 2020. FREITAS, A. S. Tartrazina: uma revisão das propriedades e análises de quantificação . Acta Tecnológica, v. 7, n. 2, p. 65-72, 2012. Disponível em: https://portaldeperiodicos.ifma.edu.br/index.php/actatecnologica/article/view/90. Acesso em: 19 jun. 2020. OLIVEIRA, C. A. Cromatografia em papel de corantes presentes em doces: um alerta ao consumo excessivo desse aditivo aliada a confecção e distribuição de uma história em quadrinho. Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2014. Disponível em: https://pantheon.ufrj.br/handle/11422/6535. Acesso em: 20 jun. 2020. PERES, T. B. Noções básicas de cromatografia. Biológico, São Paulo, v. 64, n. 2, p. 227-229, 2002. Disponível em: http://www.biologico.agricultura.sp.gov.br/uploads/docs/bio/v64_2/peres.pdf. Acesso em 20 jun. 2020. https://pantheon.ufrj.br/browse?type=author&value=Oliveira%2C+Camila+Almeida QUEIJA, C.; QUEIRÓS, M. A.; RODRIGUES, L. M. A cor dos alimentos. Boletim da Sociedade Portuguesa de Química, v.80, p.6-11, 2001. NINNI, K. Alergias, rinite, hiperatividade e tumores são possíveis males da exposição aos corantes. Quimica no dia a dia, p. 40-41, 2015. 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