BROMATO - AULA 05

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Umidade, pH e Cinzas
Aula 5
Relacionada a proporção de cada nutriente 
em cada 100g de um produto;
Permite conhecer o valor nutritivo dos alimentos; 
Auxiliam na formulação de dietas e o cálculo do valor calórico total (VCT) do alimento
Composição centesimal do alimento
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A composição centesimal pode ser determinada através da análise físico-quimica do alimento ou através de Tabelas de composição dos alimentos.
No Brasil, a ANVISA padroniza duas Tabelas Nacionais: TACO da UniCamp e Tabela da USP.
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Composição centesimal do alimento
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As substâncias constituintes de um alimento são agrupadas nas seguintes frações que se seguem:
Umidade a 105˚C
Cinzas ou resíduo mineral fixo (RMF)
Lipídios ou extrato etéreo
Proteínas 
Glicídios (carboidratos)
Determinação da composição centesimal
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O conteúdo de umidade varia muito entre os alimentos
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Umidade é a quantidade total de água que compõe o alimento
Umidade
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Umidade interfere nas etapas de... 
Processamento
Ex.: o teor de umidade do trigo é essencial na fabricação do pão
embalagem
Embalagens permeáveis à luz e oxigênio são prejudiciais a alimentos com muita umidade 
estocagem
Quanto maior a umidade menor é o tempo de estocagem
A determinação de umidade é uma das medidas mais importantes e utilizadas na análise de alimentos. 
Os sólidos totais são obtidos pela diferença entre o peso total da amostra e o conteúdo de umidade
Umidade 
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Separação incompleta da água do produto
Decomposição do produto com formação de água
Perda de substâncias voláteis do alimento que são computadas como água
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Dificuldades na determinação de umidade
Umidade 
Água: Componente mais abundante de todos os componentes alimentares.
Está presente em grandes quantidades mesmo nos alimentos sólidos.
Açúcar < 1%
Cereais < 10%
Queijos 40 – 75%
Carnes e peixes 50 – 90%
Vegetais  65%
Frutas 65 – 95%
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UMIDADE E ALIMENTOS
	Alimento	% de água (m/m)	Alimento	% de água (m/m)
	Alface, tomate
Repolho, brócolis	95
92	Frutas secas
Manteiga, margarina	18
16
	Cenoura, batata	90	Farinha de trigo	12
	Frutas cítricas
Maçã, cereja	87
85	Macarrão seco	12
	Carne de frango (crua)	72	Leite em pó	1
	Carne magra de gado (crua)	60	Bebidas	% de água (p/p)
	Pão branco
Salame	35
30	Cerveja
Suco de frutas	90
87
	Compotas
Mel	28
20	Leite	87
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Umidade é a fração de água de um alimento
O teor de umidade permite a classificação dos alimentos em:
Perecíveis  Apresentam um alto teor de água e são facilmente deteriorados. Ex. leite, carnes.
Semi-perecíveis  Possui água em menor proporção e uma deterioração mais lenta. Ex. frutas e hortaliças.
Não perecíveis  Possui água em proporção ainda menor, e uma deterioração ainda mais lenta. Ex. grãos, sal, açúcar.
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Umidade 
Através da água ocorre a movimentação de outras moléculas, propiciando reações químicas, bioquímicas e físico-químicas do alimento, além do desenvolvimento de microrganismos que utilizam o alimento como substrato.
Todas as reações biológicas acontecem em meio aquoso
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Possível excesso de água na matéria-prima
Acima de certos níveis: desenvolvimento de MO
A umidade pode afetar a estocagem, embalagem e o processamento de alimentos.
Razões para a determinação de umidade em alimentos
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Palatabilidade 
Textura 
Peso 
Estabilidade 
Fator intrínseco – decomposição
Propriedades reológicas – é usada para descrever o fluxo no caso de materiais líquidos e deformação no caso de materiais sólidos
Impactos na qualidade
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INTERAÇÕES DA ÁGUA COM OS COMPONENTES ALIMENTARES
Propriedades de Hidratação

Textura e propriedades reológicas dos alimentos dependem da interação da água com outros componentes alimentares

Em especial macromoléculas (proteínas e os polissacarídeos)

As interações da água com os demais componentes dos alimentos constituem a origem de muitos problemas relacionados às propriedades dos sistemas alimentares
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Interação com os Carboidratos
A capacidade de adsorção de água é uma das propriedades físico-químicas mais importantes dos carboidratos.
Está relacionada diretamente à presença de grupos OH – formação de pontes de H.
 
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INTERAÇÕES DA ÁGUA COM PROTEÍNAS
Cozimento da carne

Interação proteína-proteína

Perda de água
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No momento em que a proteína está sendo sintetizada e as ligações peptídicas estão se formando, o radical carboxila perde um grupamento –OH (hidroxila), deixando uma ligação livre. Simultaneamente, o radical amina de outro aminoácido perde um átomo de hidrogênio (–H ), ficando, também, com uma ligação livre. Já que existem duas ligações livres, os aminoácidos tendem a se juntar: o OH do grupo carboxila de um aminoácido se liga ao H da amina do vizinho, produzindo uma molécula de água.
A determinação de umidade é um método simples, porém algumas dificuldades são encontradas nesta metodologia de análise como: 
A separação incompleta da água do produto 
A decomposição do produto com formação de água além da original 
Pela perda de substâncias voláteis do alimento que serão computadas como peso em água.
Determinação de Umidade 
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Umidade X Atividade de água (aw)
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Atividade de água
Medida qualitativa (0 a 1)
avaliar a disponibilidade de água livre que é suscetível a diversas reações
Teor de umidade
Medida quantitativa (%)
mede o percentual em peso de toda água presente no alimento.
A água livre é a que está disponível para as reações físicas, químicas e biológicas, tornando-se o principal responsável pela deterioração dos alimentos.
Umidade X Atividade de água (aw)
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ATIVIDADE DA ÁGUA - aw
É definida como: aw = p/p0
Onde:
p = pressão parcial de vapor d’água na superfície da amostra (sólida ou líquida), a uma temperatura T.
p0 = pressão parcial de vapor d’água na superfície da água pura, na mesma temperatura T.
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ATIVIDADE DA ÁGUA - aw
Na prática, os dados sobre a atividade da água fornecem informações importantes sobre o comportamento da umidade nos alimentos.
	Alimento	Atividade da água	Umidade (%)
	Carnes frescas	0,98	60-72
	Queijos	0,97	37
	Compotas	0,88	28
	Salame	0,83	30
	Frutas secas	0,76	18
	Mel	0,75	20
	Macarrão seco	0,5	12
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ATIVIDADE DA ÁGUA - aw
Dados sobre a aw nos alimentos também são importantes no controle do crescimento microbiano.
	Microorganismos	Atividade da água (valores mínimos para o crescimento microbiano)
	Bactérias comuns	0,91
	Leveduras comuns (são sempre unicelulares)	0,88
	Bolores comuns (fungos filamentosos)	0,80
	Bactérias halófitas (crescem em conc. elevada de sais)	0,75
	Bolores xerofílicos (adaptados a ambientes com aw baixa)	0,65
	Leveduras osmofílicas (idem)	0,60
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Método de Hannenberg – considera-se umidade a perda de peso sofrida pelo alimento, quando aquecido em estufa a 105°C em que a água livre e a água fracamente ligada, juntamente com as substancias voláteis são retiradas.
O resíduo obtido é o resíduo seco ou extrato seco ou produto dessecado.
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Determinação de umidade
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Metodologia analítica
MÉTODOS POR SECAGEM
Para determinação da umidade na maioria das vezes são utilizadas os métodos de secagem em estufa, por ser o método oficial e de baixo custo.
Metodologia de análise de umidade
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Materiais termosensíveis 
Com baixo teor de umidade (frutas e hortaliças desidratadas, balas, chocolates, café torrado, óleos e gorduras;
Produtos ricos em açúcares (mel);
Produtos ricos em açúcares redutores (monossacarídeos que se oxidam por agentes oxidantes) e proteínas (cereais). 
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Método de Karl Fischer
É um método químico feito por titulação.
O reagente de Karl Fisher (RKF) é feito por uma mistura de iodo, dióxido de enxofre e piridina em metanol
Baseia-se na reação em que o iodo (I2) é reduzido pelo dióxido de enxofre (SO2) na presença de água.
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Método de Karl Fischer
A composição do alimento influencia muito naefetividade do método, principalmente se for utilizado o método de secagem. 
Em alimentos com alto teor de açúcares, por exemplo, pode ocorrer a caramelização da amostra dificultando a saída da umidade do alimento.
Umidade de alimentos
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Sua avaliação corresponde à perda de peso do produto quando submetido a determinadas condições nas quais a água é removida.
A determinação da umidade se fundamenta na propriedade físico-química da água de se volatilizar à temperatura de 105oC
O método de aquecimento direto em estufa 105o C por período de 1 a 5 horas é o processo mais usual.
Secagem em estufa
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Pesar aproximadamente 5,0 g de amostra em cápsula ou pesa-filtro (previamente aquecida em estufa a 105oC por período de 2h). 
Aquecer em estufa a 105oC por período de 1 a 3 horas, esfriar em dessecador até temperatura ambiente e pesar. 
Repetir as operações de aquecimento e resfriamento até que a diferença entre duas pesadas consecutivas seja menor que 0,05% (peso constante).
Procedimento 
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P0 = peso da cápsula 
P1 = peso da amostra integral
P2 = peso da amostra seca
P1 __________ 100 X = 100 x P2 
P2 ______________ X P1
 
Cálculos 
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Indicação de pureza e qualidade em produtos fermentados, como vinhos. 
 Indicação de deterioração por bactérias com produção de ácido. Quanto maior for a acidez de um alimento, menor será a probabilidade de que esteja estragado por conta da atuação de microrganismos. 
Estabilidade/deterioração do alimento: Produtos mais ácidos são sujeitos ao crescimento de bolores e leveduras enquanto os menos ácidos são sujeitos à multiplicação microbiana.
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Determinação de pH
Alimentos ácidos: Alimentos com um pH natural de 4,6 ou menos. O pH da maioria das frutas é ácido.
Alimentos com ácido formulado: Alimentos cuja maior parte é composta de ácido formulado, apresentando pequenas quantidades de elementos de baixa acidez. São exemplos: condimentos (maionese) e molhos (ketchup, molho barbecue).
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Classificação dos alimentos de acordo com sua acidez
Alimentos acidificados: Alimentos de baixa acidez a que são adicionados ácidos ou alimentos ácidos, como vinagre. Alimentos acidificados têm uma atividade aquosa superior a 0,85 e têm um equilíbrio de pH terminal de 4,6 ou menos. Ex: pepinos ou pimentões em conserva.
Alimentos isentos: Alimentos que são mantidos refrigerados ou que têm atividade aquosa de 0,85 ou menos. Ex: calda de chocolate. 
Bebidas com gás são excluídas dessa classificação.
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Classificação dos alimentos de acordo com sua acidez
pH é uma escala numérica utilizada para especificar a acidez ou basicidade de uma solução aquosa. 
 Soluções ácidas: maior presença de H+
 Soluções básicas: menor presença de H + 
 Soluções neutras: equilíbrio. 
Determinação do pH
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Verificar deterioração do alimento com crescimento de microrganismos; 
atividade de enzimas; 
textura de geleias e gelatinas; 
estabilidade de corantes artificiais em produtos de frutas;
 escolha da embalagem.
Determinação do pH serve para:
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Em análise de acidez em alimentos são utilizadas as leituras de pH através do pHmetro. 
Geralmente esta escala mede pH entre 1 e 14.
Potenciometria e Outras Medidas de Acidez e Alcalinidade
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Cinza de um alimento é o resíduo inorgânico que permanece após a queima da matéria orgânica e da água, que é transformada em CO2, H2O e NO2. 
As cinzas indicam o teor de minerais totais num alimento.
Cinzas ou Resíduo Mineral Fixo (RMF)
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Quantificar a concentração de minerais num alimento; 
Para verificar a toxicidade conforme a concentração de compostos inorgânicos nos alimentos; 
Verificação de fraudes: pelo de animais em cereais, areia em farinhas, etc.
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Importância 
O conteúdo das cinzas varia muito nos alimentos, principalmente nos de origem vegetal por conta da composição do solo em que são cultivados; 
A cinza é principalmente constituída de:
Grandes quantidades de K, Na, Ca e Mg;
Pequenas quantidades de Al, Fe, Cu, Mn e Zn; 
Cinzas ou Resíduo Mineral Fixo (RMF)
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Cinzas
A composição da cinza depende da natureza do alimento e do método de determinação utilizado:
Ca
Alta concentração: produtos lácteos, cereais, nozes, alguns peixes e certos vegetais.
P
Alta concentração: produtos lácteos, grãos, nozes, carne, peixe, aves, ovos e legumes.
Fe
Alta concentração: grãos, farinhas, produtos farináceos, cereais assados e cozidos, nozes, carne, aves, frutos do mar, peixes, aves, ovos e legumes.
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Cinzas
Na
O sal de cozinha é a principal fonte, e em quantidade média em produtos lácteos, frutas, cereais, nozes, carne, peixe, ovos e vegetais.
Mn: cereais, vegetais e algumas frutas e carnes.
Cu: frutos do mar, cereais e vegetais.
S: em alimentos ricos em proteínas e alguns vegetais.
Co: vegetais e frutas.
Zn: frutos do mar e em pequena quantidade na maioria dos alimentos.
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Cinzas
Variação do teor de cinzas encontradas em alguns alimentos:
Cereais: 0,3 – 3,3%
Produtos lácteos: 0,7 – 6,0%
Peixes e produtos marinhos: 1,2 – 3,9%
Frutas frescas: 0,3 – 2,1%
Vegetais frescos: 0,4 – 2,1%
Carnes e produtos cárneos: 0,5 – 6,7%
Aves: 1,0 – 1,2%
Nozes: 1,7 – 3,6
Leguminosas: 2,2 – 4,0%
Açúcares e xaropes: 0,0 – 1,2%.
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A determinação dos constituintes minerais nos alimentos pode ser dividida em duas classes: 
determinação da cinza (total, solúvel e insolúvel) 
determinação dos componentes individuais da cinza. 
A escolha do melhor método analítico vai depender do tipo da amostra e do objetivo da análise.
Metodologia de Análise
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Representa o material proveniente do produto após incineração em mufla a 550-660°C.
Sugere o conteúdo mineral total da amostra. 
É uma técnica útil para se proceder em sequência a uma análise dos minerais isoladamente.
Determinação do Resíduo Mineral Fixo (RMF)
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COMPOSIÇÃO CENTESIMAL - CINZAS
Material : Cadinho de porcelana ou platina, mufla, estufa, dessecador, balança analítica, bico de Bünsen.
Procedimento
Pesar aproximadamente 5,0g da amostra em cadinho. 
Carbonizar a amostra lentamente em bico de Bünsen, ou em estufa a 105oC. 
Incinerar a 550oC em mufla por período de aproximadamente 4h, até obter cinzas claras. 
Esfriar em dessecador e pesar. 
Obs: O cadinho previamente calcinado em mufla a 550oC por 1h, deve esfriar (TA) em dessecador e ser pesado.  
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COMPOSIÇÃO CENTESIMAL - CINZAS
Cálculos:
P0 = peso do cadinho
P1 = peso do cadinho + amostra integral ou seca
P2 = peso do cadinho + cinzas
Peso da amostra = P1 - P0 
Peso da cinza = P2 - P0 
	 Peso da amostra (g) ---------- 100%
 Peso da cinza (g) ---------- x %
  
(x) Cinza % = Peso da cinza (g) x 100 (g) 
 Peso da amostra (g)
 
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Mufla
O uso de métodos instrumentais é indicado para a análise individual de cada elemento mineral contido na amostra de cinzas. 
De forma geral são métodos sofisticados e de custo elevado, mas com exatidão na análise de traços de metais.
Análise de Minerais por Espectrofotometria de Absorção
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Espectrofotômetro de absorção atômica