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COMPOSIÇÃO CENTESIMAL DOS ALIMENTOS Bromatologia 2020 Definição: •Composição centesimal de um alimento é a proporção em que aparecem, em 100 g de um determinado alimento, os grupos homogêneos que o compõem. COMPOSIÇÃO CENTESIMAL • Grupos de substâncias constituintes de alimentos: • Umidade ou voláteis a 105°C, • Cinza ou resíduo mineral fixo, • Lipídeos ou extrato etéreo, • Proteínas, • Fibra alimentar, • Glicídeos. COMPOSIÇÃO CENTESIMAL Valor Calórico • Calcule: - 1g de proteína tem 4 calorias. O hambúrguer tem 26g. Quantas calorias tem? - Pão: 1 g de carboidrato tem 4 calorias. Estas fatias somam 45g. Quantas calorias tem? - Queijo: 1 g de gordura tem 9 calorias. Aqui as fatias têm 31 g. Calcule as calorias. Valor Calórico • Calcule o valor calórico, por barra e por 100 g, da seguinte barra de cereais: • Cada barra de cereal (25 g) contém: • Carboidratos – 17 g • Proteínas – 1 g • Gorduras totais – 1,5 g Determinação da Umidade • A umidade se relaciona com sua estabilidade, qualidade e composição, além de afetar as seguintes características do produto: Estocagem (alimentos estocados com alta umidade deterioram mais facilmente se o seu teor de umidade for baixo); Embalagem (as embalagens devem ser apropriadas para o teor de umidade do alimento); Processamento (a quantidade de água é importante no processamento de vários produtos). Determinação da Umidade • Materiais e Métodos: Existem muitos métodos para determinar a umidade em alimentos, os quais aparentam ser simples, mas pode ser complicado por causa da exatidão e precisão dos resultados. • O método de estufa é mais utilizado em alimentos e está baseado na remoção da água por aquecimento, onde o ar quente é absorvido por uma camada muito fina do alimento e é então conduzido para o interior por condução. • A condutividade térmica dos alimentos costuma ser baixa, o método demora 6 – 18 horas a 100 – 102° C. No fim deve haver a remoção completa da água. Determinação da Umidade • Balança analítica; • Cadinhos de porcelana; • Estufa comum 105°C a 130°C; • Dessecador; • Espátula e pinça; • Amostra Determinação da Umidade • Procedimentos: • Secar os cadinhos, por meia hora, em estufa a 130°C e colocar no dessecador para esfriar. • Pesar os cadinhos. • Anotar o peso. • Macerar a amostra. • Pesar 3g gramas da amostra e registrar o peso na balança, anotando-o. Determinação da Umidade • Colocar cada cadinho para secar na estufa por 6 a 7 horas de 105° a 130°C. • Retirar os cadinhos da estufa e colocar no dessecador para esfriar (15 a 20min.) • Pesar os cadinhos com a amostra e em seguida, voltá-los para a estufa por 30 min. • Recolocar no dessecador e pesar novamente para verificar o peso constante. Composição centesimal Determinação de umidade e voláteis Método de estufa I (Lanara) Princípio: Fundamenta-se na perda de umidades e substâncias voláteis a 105 °C. Objetivo: avaliar fraudes. Procedimento: pesar 5g da amostra -> colocar em estufa a 105°C por 3 horas -> colocar no dessecador para esfriar durante 20 a 30 minutos -> pesar->voltar para a estufa por 1 hora ->colocar no dessecador durante 20 a 30 minutos -> pesar -> repetir o processo até que o peso seja constante. Composição centesimal Determinação de umidade e voláteis Método de estufa II (American Meat Institute) Princípio: A amostra é seca a 100-102°C por 16-18 horas em estufa com circulação forçada de ar aquecido.A perda de peso é considerada como a umidade. Procedimento: pesar 2g da amostra -> colocar em estufa a 100-102°C por 16-18 horas -> transcorrido o tempo de desidratação, remover as amostras da estufa para o dessecador->resfriar até a temperatura ambiente -> pesar cuidadosamente. Determinação de Cinzas em alimentos MINERAIS Historicamente os minerais foram classificados como principais ou traços, dependendo de suas concentrações em plantas e animais. Os elementos principais incluem cálcio, fósforo, magnésio, sódio, potássio e cloreto. Os elementos traços incluem ferro, iodo, zinco, selênio, cromo, cobre, flúor e estanho. COMPOSIÇÃO MINERAL DOS ALIMENTOS • As cinzas são incluídas nas bases de dados como um dos componentes centesimais dos alimentos. • Sua determinação é feita pela pesagem do resíduo após a combustão completa dos compostos orgânicos do alimento, fornecendo estimativas do total do conteúdo mineral dos alimentos. CINZA Refere-se ao resíduo inorgânico remanescente após a completa destruição da matriz orgânica do alimento. PRINCIPAIS MÉTODOS • Cinzas secas • Cinzas úmidas • Cinzas secas a baixas temperaturas –plasma O método escolhido depende: dos objetivos, do tipo de alimento e da disponibilidade de equipamentos. Determinação de cinzas também podem ser usadas como parte do preparo para análise de minerais individuais - absorção atômica ou métodos tradicionais. TÉCNICA DETERMINAÇÃO CINZA TOTAL VIA SECA PRINCÍPIO O método está baseado na determinação da perda de peso do material submetido à queima em temperaturas entre 550-570ºC. A determinação de cinzas permite verificar a adição de matérias inorgânicas ao alimento. A perda de peso fornece o teor de matéria orgânica do alimento. A diferença entre o peso original da amostra e o peso de matéria orgânica fornece a quantidade de cinza presente no produto. TÉCNICA DETERMINAÇÃO CINZA TOTAL VIA SECA MÉTODO 1 - APLICAÇÃO Aplica-se em alimentos em pó (rações, cereais, farinhas, farelos). Caso o alimento seja sólido (grãos, biscoitos, carnes, massas), devem ser triturados antes de iniciar a análise. TÉCNICA DETERMINAÇÃO CINZA TOTAL VIA SECA PROCEDIMENTOS 1. Pesar com exatidão, em cadinho calcinado (submetido à queima em forno mufla 550ºC, resfriado e mantido em dessecador), 5g de amostra. Anotar o peso do cadinho vazio e o peso da amostra. Ao manipular o cadinho, deve ser utilizada um tenaz. 2. Começar a incineração aos poucos, em bico de Bunsen, procurando aquecer igualmente todas as faces do cadinho (muito cuidado para a amostra não pegar fogo). TÉCNICA DETERMINAÇÃO CINZA TOTAL VIA SECA 3. Quando o produto estiver transformado em uma massa de carvão, transferir o cadinho para o forno mufla a 550ºC, deixando-o por um espaço de tempo suficiente para a total destruição da matéria orgânica, até obter cinzas brancas (no caso de não branquear, adicionar algumas gotas de água destilada e levar à mufla novamente). 4. Deixar, então, que a temperatura diminua até, pelo menos, 150ºC. 5. Retirar o cadinho e deixar esfriar completamente em dessecador por, aproximadamente, 25min. 6. Pesar e anotar o peso. TÉCNICA DETERMINAÇÃO CINZA TOTAL VIA SECA MÉTODO 2 - APLICAÇÃO Aplica-se em alimentos líquidos. PROCEDIMENTOS 1. Pesar com exatidão, em cadinho calcinado (submetido à queima em forno mufla 550ºC, resfriado e mantido em dessecador), 5g de amostra. 2. Anotar o peso do cadinho vazio e o peso da amostra. Ao manipular o cadinho, deve ser utilizada a tenaz. 2. Levar o cadinho ao banho-maria, para evaporação da amostra. Caso isso não fosse feito, poderia haver a fervura e perda da amostra na mufla. 3. Seguir os procedimentos 3 a 6 do Método 1. http://sbfgnosia.org.br/Ensino/cinzas.html http://sbfgnosia.org.br/Ensino/cinzas.html Análise química de proteínas Proteína • O sueco Berzelius (1779-1848) - origem grega proteios. “Compostos nitrogenados orgânicos complexos, presentes em todas as células vivas, formados fundamentalmente por C, H, O e N. Contém ainda S, P, Cu, etc.. Os compostos nitrogenados que entram na formação das proteínas são conhecidos como aminoácidos (aas), compostos orgânicos que contêm grupo ácido (carboxílico) e amínico”. Proteína - Classificação: • albumina: coagulam pela ação do calor clara do ovo; leite • globulinas: músculo (miosina) • glutelinas, presentes em vegetais: trigo (glutenina) • prolaminas, presentes em vegetais: trigo e centeio (gliadina); milho (zeína) • protaminas, 80% de arginina:• histonas, 10 a 30% de arginina • escleroproteínas: insolúveis – de estrutura fibrosa - queratina (cabelos, pele); colágeno (ligamentos e tendões Propriedades físicas: • Função (ácido e base) comportamento determinado pelo nº e natureza dos grupos ionizáveis nos radicais R dos resíduos de aminoácidos • ponto isoelétrico (pI) – se comportam como íons dipolares caseína – pI = 4,6 -lactoglobulina – pI = 5,2 bmioglobina – pI = 7,0 Propriedades físicas: • solubilidade – pH, fração iônica e temperatura interação dipolo- dipolo ou pontes de hidrogênio e com grupos polares • temperatura – maioria solúvel a temperatura ambiente, a solubilidade até 40 - 50ºC Desnaturação: temperatura; raios UV, solventes orgânicos, ácidos e bases Consequências: • da solubilidade • mudança na capacidade de ligar com a água • perda da atividade biológica • provoca alterações organolépticas • suscetíveis ao ataque de enzimas proteolíticas e a digestibilidade • da reatividade química Degradação: • Por enzimas autolíticas • Microbianas Proteína Vegetal e Proteína Animal • soro e leite desidratado: vit. do complexo B - riboflavina e B12 (presentes nos produtos animais, mas não nos vegetais); • Proteína de origem animal tem nível elevado de metionina e lisina: maior quantidade de elementos minerais essenciais; • Alimentos de origem vegetal podem apresentar Inibidores de enzimas digestivas, antivitaminas e ligantes de minerais, que interferem na sua digestibilidade. Proteína Bruta • As proteínas são nutrientes orgânicos nitrogenados presentes em todas as células vivas, sendo, portanto, essenciais à vida. • A Matéria Seca é composta por matéria orgânica e inorgânica. • Na matéria orgânica encontramos os compostos nitrogenados, que são analisados para determinar a concentração de proteína bruta (PB) no alimento. Proteína Bruta • O teor de proteína de um alimento é mensurado a partir do teor de nitrogênio presente na amostra analisada. • A análise é realizada pelo Método de Kjeldahl, onde a porcentagem de nitrogênio obtida é multiplicada 6,25 e então expressa como Proteína Bruta (PB). Proteína Bruta • Essa análise é baseada em no fato de que todas as proteínas possuem 16% de nitrogênio, e que todo nitrogênio do alimento está na forma proteica. Determinação de Proteínas • A determinação de proteínas baseia-se na determinação de nitrogênio, geralmente feita pelo processo de digestão Kjeldahl. Este método, idealizado em 1883, tem sofrido numerosas modificações e adaptações, porém sempre se baseia em três etapas: • DIGESTÃO, DESTILAÇÃO E TITULAÇÃO. Determinação de Proteínas • A matéria orgânica é decomposta e o nitrogênio existente é finalmente transformado em amônia. • Sendo o conteúdo de nitrogênio das diferentes proteínas aproximadamente 16%, introduz-se o fator empírico 6,25 para transformar o número de g de nitrogênio encontrado em número de g de protídios. • Em alguns casos, emprega-se um fator diferenciado de 6,25, conforme descrito na Tabela 6. Determinação de Proteínas • Amostras contendo nitratos podem perdê-los durante a digestão. • Nestes casos, deve-se adicionar ácido salicílico ou fenol (cerca de 1 g), os quais retêm os nitratos, como nitro-derivados. • Procede-se então à digestão. • Digestão – A matéria orgânica existente na amostra é decomposta com ácido sulfúrico e um catalisador, onde o nitrogênio é transformado em sal amoniacal. Determinação de Proteínas • Destilação – A amônia é liberada do sal amoniacal pela reação com hidróxido e recebida numa solução ácida de volume e concentração conhecidos. • Titulação – Determina-se a quantidade de nitrogênio presente na amostra titulando-se o excesso do ácido utilizado na destilação com hidróxido. Protídios – Método de Kjeldahl clássico 1Material Balança analítica, frascos de Kjeldahl de 500 a 800 mL, chapa elétrica ou manta aquecedora, balão de destilação, frasco Erlenmeyer de 500 mL, bureta de 25 mL, espátula, papel de seda, dedal e pipeta graduada de 25 mL ou pipetador automático. Protídios – Método de Kjeldahl clássico Reagentes Ácido sulfúrico Ácido sulfúrico 0,05 M Sulfato de cobre Sulfato de potássio Dióxido de titânio Solução fenolftaleína Protídios – Método de Kjeldahl clássico Vermelho de metila a 1% m/v Zinco em pó Hidróxido de sódio a 30% m/v Hidróxido de sódio 0,1 M Mistura catalítica – Dióxido de titânio anidro, sulfato de cobre anidro e sulfato de potássio anidro, na proporção 0,3:0,3:6. Procedimento Pese 1 g da amostra em papel de seda. Transfira para o balão de Kjeldahl (papel+amostra). Adicione 25 mL de ácido sulfúrico e cerca de 6 g da mistura catalítica. Leve ao aquecimento em chapa elétrica, na capela, até a solução se tornar azul-esverdeada e livre de material não digerido (pontos pretos). Aqueça por mais uma hora. Deixe esfriar. Caso o laboratório não disponha de sistema automático de destilação, transfira quantitativamente o material do balão para o frasco de destilação. Procedimento Adicione 10 gotas do indicador fenolftaleína e 1 g de zinco em pó (para ajudar a clivagem das moléculas grandes de protídios). Ligue imediatamente o balão ao conjunto de destilação. Mergulhe a extremidade afilada do refrigerante em 25 mL de ácido sulfúrico 0,05 M, contido em frasco Erlenmeyer de 500 mL com 3 gotas do indicador vermelho de metila. Adicione ao frasco que contém a amostra digerida, por meio de um funil com torneira, solução de hidróxido de sódio a 30% até garantir um ligeiro excesso de base. Aqueça à ebulição e destile até obter cerca de (250-300) mL do destilado. Titule o excesso de ácido sulfúrico 0,05 M com solução de hidróxido de sódio 0,1 M, usando vermelho de metil Cálculo:
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