Determinação de proteínas por método de Kjeldahl

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
 INSTITUTO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 
 DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS ALIMENTOS 
DISCIPLINA ITA 01001 - BROMATOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 DETERMINAÇÃO DO CONTEÚDO PROTEICO DE UMA AMOSTRA DE CARNE BOVINA 
ATRAVÉS DO MÉTODO DE KJELDAHL 
 
 
 
 
 
 
 
CAROLINA NUNES SANTO - 00292575 
LUÍSA DE OLIVEIRA JUNG - 00245637 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PORTO ALEGRE, 22 DE SETEMBRO DE 2020 
 
I. INTRODUÇÃO 
 
As proteínas são componentes essenciais a todos os organismos vivos, pois fazem 
parte de inúmeros processos biológicos, como coagulação sanguínea, estruturação celular, 
divisão celular, transporte, armazenamento, catálise de reações químicas, entre outros. As 
proteínas são compostos orgânicos formados por uma cadeia de aminoácidos ligados entre 
si através de ligações peptídicas. Cada aminoácido é formado por um grupo carboxila ​(- 
COOH) e um grupo amina (-NH​2​) ligados a um átomo de carbono. Além desses grupos, no 
mesmo carbono, há uma ligação de um hidrogênio e um radical R, que é responsável pela 
diferenciação de um aminoácido para outro. Na natureza é possível encontrar 20 
aminoácidos diferentes e estes, são os responsáveis por formar todas as proteínas 
existentes. 
As proteínas fazem parte da porção orgânica dos alimentos e são responsáveis pelo 
fornecimento de energia e aminoácidos essenciais, sendo essenciais os nove aminoácidos 
que o organismo não é capaz de sintetizar. As proteínas alimentares são aquelas que 
apresentam fácil digestão, são atóxicas, adequadas no aspecto nutricional, funcionalmente 
utilizáveis em produtos alimentícios e disponíveis em abundância. O valor nutritivo das 
proteínas depende da sua digestibilidade e composição de aminoácidos, e por isso, em 
alimentos diferentes, a mesma quantidade de proteínas pode oferecer um valor nutricional 
diferente. Proteínas de alto valor biológico fornecem os aminoácidos essenciais em teores 
adequados, enquanto que proteínas de baixo valor biológico não fornecem os aminoácidos 
essenciais em teores adequados. Além desses dois tipos proteicos, também existem 
proteínas parcialmente completas, que carecem em um ou mais aminoácidos. 
As proteínas da carne bovina podem ser divididas em: sarcoplasmáticas, 
miofibrilares e do estroma. As proteínas sarcoplasmáticas são representadas, 
principalmente, pela mioglobina e enzimas glicolíticas, e são marcadas pela sua 
solubilidade em água e em soluções salinas diluídas. As proteínas miofibrilares, por sua 
vez, são representadas principalmente pela actina e miosina, importantes na contração 
muscular, e são marcadas pela sua solubilidade em soluções salinas concentradas. Por fim, 
as proteínas do estroma, que são representadas principalmente por colágeno e elastina, 
proteínas estruturais, e são marcadas pela sua insolubilidade em soluções salinas 
concentradas. 
Todas as proteínas citadas desempenham um papel importante na qualidade final 
da carne que compramos no supermercado, pois após o abate, ocorrem uma série de 
reações bioquímicas que ditam a cor e a maciez do produto. Para melhor explicar o que 
ocorre após o abate, precisamos entender o que ocorre no organismo vivo. Em condições 
normais, o oxigênio é fornecido à todas as células musculares do corpo, e o mesmo permite 
a degradação da glicose de forma aeróbica e a obtenção energia em forma de ATP. O ATP 
é extremamente importante para os músculos pois é o responsável pelo relaxamento após a 
contração. Quando há interrupção do aporte de oxigênio, após a morte do animal, os 
músculos utilizam suas reservas de glicogênio para a obtenção de energia. A degradação 
do glicogênio, por sua vez, gera como produto o ácido lático, responsável pela diminuição 
do pH após o abate. Em consequência, o acúmulo de ácido lático também provoca a 
inativação das enzimas glicolíticas e cessa a degradação do glicogênio. 
Todas essas variáveis precisam ser controladas para que se obtenha uma boa 
qualidade do produto, e esse controle é dado através da manutenção do estresse crônico 
pré abate, que diminui as reservas de glicogênio, e da temperatura de congelamento nas 
primeiras 24 horas, que possui um papel importante no encurtamento dos músculos e 
reflete diretamente na maciez da carne. 
Para a determinação da quantidade proteica de uma amostra, existem inúmeras 
técnicas conhecidas, sendo divididas em grupos: determinação de elementos (carbono ou 
nitrogênio) e determinação por grupos/ligações. A determinação através do carbono ocorre 
de forma automatizada, o que encarece o método, e possui menor taxa de erro nos 
resultados, porém, apresenta maior dificuldade na separação do carbono pertencente à 
proteínas das que pertencem à outros componentes e não está nas normas oficiais da 
AOAC. A determinação através do nitrogênio pode ser realizado por diferentes métodos, 
como o método de Dumas e o método de Kjeldahl. Dentre eles, o mais utilizado é o método 
de Kjeldahl, pois está nas normas formais da AOAC, é um método barato e contempla bons 
resultados. Por fim, os métodos de determinação através de grupos/ligações contemplam 
os métodos por Fenol, de Biureto e turbidimétrico. 
No presente relatório, utilizaremos o método de Kjeldahl para a determinação da 
porção proteica de uma amostra de carne bovina. 
 
 
II. OBJETIVOS 
 
Determinar o teor de proteínas de uma amostra de carne bovina através do método 
de Kjeldahl, que determina o nitrogênio orgânico total. 
 
III. METODOLOGIA 
 
O método de Kjeldahl permite a determinação do nitrogênio total da amostra através 
de quatro passos: digestão, destilação, titulação e conversão do nitrogênio total em 
proteína. A digestão consiste no aquecimento da amostra na presença de ácido e 
catalisador até que o carbono e o hidrogênio sejam oxidados. Nesta etapa o nitrogênio 
transforma-se em sal amoniacal (sulfato de amônia), como mostra a reação a seguir: 
 
Matéria orgânica + H​2​SO​4​ ➞ SO​2​ + CO​2​ + H​2​O + (NH​4​)​2​SO​4 
 
No próximo passo, de neutralização e destilação, há a liberação da amônia do 
sulfato de amônia através da reação com hidróxido e posteriormente a reação da amônia 
liberada com ácido bórico, resultando em borato de amônia, como mostra a seguir: 
 
(NH​4​)​2​SO​4​ + 2 NaOH​ ​➞ Na​2​SO​4​ + 2 H​2​O + 2 NH​3 
 
2 NH​3​ + 2 H​2​BO​3​ ➞ 2 NH​4​H​2​BO​3 
 
Ainda dentro do destilador, no erlenmeyer, onde ocorre a reação da amônia com 
ácido bórico, adicionamos 3 gotas do indicador de Tashiro, que irá confirmar a presença da 
amônia através da troca de cor, onde roxo representa uma solução ácida e verde 
representa uma solução básica. 
Posteriormente, acontece a etapa de titulação, onde determinamos a concentração 
do nitrogênio presente na amostra através da titulaÇão do borato de amônio com HCl ou 
H​2​SO​4​. 
 
2 NH​4​H​2​BO​3​ + 2 HCl ➞ 2 H​3​BO​3 ​+ 2 NH​4​Cl 
 
A seguir, está explicado passo a passo do experimento e no final, o cálculo da 
conversão do nitrogênio total em proteína. 
 
 
Materiais e equipamentos​: 
● Tubos Kjeldahl 
● Balança analítica 
● Bloco/ manta de aquecimento 
● Destilador de nitrogênio 
● Papel manteiga 
● Bureta 
● Erlenmeyer 
 
Reagentes e soluções: 
● Ácido sulfúrico comercial 
● Sulfatode sódio ou potássio 
● Solução de ácido bórico (H3BO3) a 4%. 
● Solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 40%. 
● Solução de ácido sulfúrico H2SO4 0,1N. 
● Indicador Tashiro: Dissolver separadamente 0,1251g de vermelho de metila, 
0,0825g de azul de metileno em 30ml de álcool etílico. Verter para um balão 
volumétrico de 100 ml e completar o volume com álcool etílico. 
● Filtrar para um frasco âmbar. 
Procedimento: 
 
DIGESTÃO 
● Pesar 0,5 de amostra finamente pulverizada em um papel manteiga. 
● Colocar a amostra e o papel manteiga em um tubo Kjeldahl. 
● Adicionar 5,0 g da mistura catalítica (sulfato de sódio anidro + sulfato de cobre 10:1). 
● Adicionar 20 mL de ácido sulfúrico concentrado. 
● Agitar. 
● Colocar o tubo no digestor a 400 °C e deixar a amostra até o sistema apresentar 
aspecto de uma solução líquida e esverdeada. 
DESTILAÇÃO 
● Adicionar 20 mL de água destilada ao tudo de Kjedahl 
● Adicionar 3 gotas do indicador de Tashiro no tubo de Kjedahl. 
● Encaixar o tudo de Kjedahl no destilador. 
● Através do funil introdutor do aparelho, adicione 50-70 mL da solução de NaOH 40% 
(até coloração escura). 
● Mergulhe a extremidade afilada do destilador em um frasco de Erlenmeyer de 250 
mL contendo 15-16 mL de solução de ácido bórico 4%, com 5 gotas do indicador 
Tashiro e 10 mL de água destilada. 
● Aquecer à ebulição e destilar até 125 mL com a ponteira mergulhada. 
 
TITULAÇÃO 
● Titular o destilado com H2SO4 0,1N até viragem de verde para roxo/rosa. 
 
Para cálculo: 1 ml de H2SO4 0,1N equivale a 0,0014g de N 
 
% de proteína = ​K x V x Fator 
 P 
 
Onde: 
K = Fc x 0,0014 x 100 
Fc = fator de correção da solução de ácido sulfúrico 0,1 N 
P = massa da amostra em gramas 
V = volume da solução de ácido sulfúrico gasto na titulação 
Fator = fator de conversão para carnes de nitrogênio para proteína (varia conforme o 
alimento): 6,25 
 
 
 
IV. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Peso da amostra: 0,5426g 
Volume de H2SO4 0,1N gasto na titulação: 
Erlenmeyer 1 = 12,4 mL 
Erlenmeyer 2 = 13,1 mL 
Fator de correção do H2SO4o: 1,0031 
Volume obtido na titulação 1 = 12,4 mL 
K = 1,0031 x 0,0014 x 100 
K = 0,140434 
%proteína = K x Vgasto x fator/Pamostra 
%proteína = 0,140434 x 12,4 x 6,25 / 0,5426g 
%proteína titulaçao 1 = 20,0583% 
Volume obtido na titulação 2 = 13,1 mL 
%proteína = 0,140434 x 13,1 x 6,25 / 0,5426g 
%proteína titulação 2 = 21,1906% 
%proteína = 20,0583 + 21,1906 ​ = 20,62% 
2 
Valor de conversão de N para proteína: A legislação Brasileira estabelece um Fc de 
5,75 para proteínas vegetais, 6,25 para proteínas da carne e misturas de proteínas e 6,38 
para proteínas lácteas. 
O método, apesar de ter um baixo custo e ser simples, apresenta certas 
desvantagens, como a determinação do Nitrogênio total, além do elevado tempo de análise 
(4-6h), uso de reagentes corrosivos, implicando em tratamento de resíduos e alta 
temperatura (perigo ao analista, alta temperatura com ácidos concentrados). 
O resultado nos mostrou que ⅕ da carne bovina analisada é constituída por 
proteínas, o que condiz com a literatura consultada, visto que, dentre todos os cortes 
existentes na indústria de carne bovina, a porcentagem de proteínas varia entre 19 e 25%, 
segundo a ​U.S. Department of Agriculture (USDA). 
 
V. CONCLUSÃO 
 
O presente experimento nos permitiu concluir que o teor de proteína da amostra de 
carne bovina utilizada é de 20,62%. A prática de determinação do valor de nitrogênio total 
nos permitiu conhecer a técnica mais utilizada para a determinação de proteínas nos 
laboratórios de bromatologia, sendo a técnica oficial da AOAC, e além disso, nos instigou a 
entender todas as reações químicas, que são do nosso interesse. 
 
VI. BIBLIOGRAFIA 
 
1. Claudia Passos Guimarães (2003). ​Estimativa dos teores de fenilalanina em 
sopas desidratadas instantâneas: importância do nitrogênio de origem não 
proteica​. Universidade de São Paulo, dissertação de mestrado. Disponível em: 
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9131/tde-13042009-215811/publico/Dis
sertacaoClaudiaGuimaraes.pdf 
 
2. DAMODARAN, S. Química de alimentos de Fennema. Porto Alegre: ArtMed, 2018. 
ISBN 9788582715468. Disponível em: ​https://bit.ly/3eL6OvT 
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9131/tde-13042009-215811/publico/DissertacaoClaudiaGuimaraes.pdf
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9131/tde-13042009-215811/publico/DissertacaoClaudiaGuimaraes.pdf
https://bit.ly/3eL6OvT