Introdução a bromatologia, determinação dos teores de sólidos totais, umidade e cinza dos alimentos

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Introdução à bromatologia, à composição centesimal dos alimentos e aos componentes para fins de rotulagem nutricional
Ciência dos Alimentos 
· Definição: 
Disciplina que utiliza as ciências biológicas, físicas, químicas e a engenharia para o estudo da natureza dos alimentos, das causas de sua alteração e dos princípios relacionados ao processamento dos alimentos.
Objetivos: favorecer a obtenção de alimentos íntegros, seguros e nutritivos.
· Aplicações gerais da Ciência dos Alimentos: 
Estudar os alimentos em relação às suas características nutricionais, químicas e microbiológicas; Melhorar as características de segurança dos alimentos; Melhorar as características nutricionais dos alimentos; Melhorar outras propriedades dos alimentos que possam trazer benefícios à saúde dos consumidores; Aumentar a oferta e a disponibilidade dos alimentos; Criar estratégias para o desenvolvimento de novas técnicas de processamento, conservação, embalagens e/ou armazenamento dos alimentos; Auxiliar o governo e as agências reguladoras na legislação dos alimentos, no preparo de regulamentos técnicos e especificações; Entre outros.
Segurança dos Alimentos & Saúde Pública - Fatores que afetam a segurança dos alimentos:
Contaminantes físicos, químicos e microbiológicos; Condições impróprias de armazenamento/conservação; Condições impróprias de preparo/produção; Fraudes/adulteração no processamento de alimentos; Alimentos veiculando informação incorreta em sua rotulagem (nutrientes, alérgenos, etc).
· Determinação da composição química dos alimentos
Objetivos principais: Compilações de bancos de dados e tabelas de composição de alimentos; Pesquisa dos constituintes de um alimento ainda não estudado; Determinação dos constituintes dos alimentos para fins de rotulagem nutricional; Controle de qualidade de alimentos processados; Pesquisa de possíveis contaminações, fraudes e adulterações. 
· Determinação da composição química dos alimentos
 Quando um alimento é estudado ou investigado é comum a realização de várias análises de forma que vários constituintes dos alimentos sejam conhecidos.
 A maneira mais habitual de expressar os constituintes de um alimento (ex. umidade, carboidratos, proteínas etc.) é em porcentagem (%), ou seja, g de um componente em 100 g ou 100 ml do alimento.
 A determinação de constituintes de um alimento apresentada em porcentagem % (g/100 g ou g/100 ml) é conhecida por composição centesimal. 
· Acesso às informações já disponíveis sobre a composição dos alimentos
Informações da composição dos alimentos que tradicionalmente fazem parte da alimentação da população brasileira têm sido incluídas em tabelas de composição de alimentos. 
No Brasil, duas tabelas se destacam: Tabela Brasileira de Composição de Alimentos TBCA e a Tabela Brasileira de Composição de Alimentos TACO. 
Aplicação de tabelas de composição química dos alimentos no desenvolvimento de novos produtos
Exemplos: alimentos com baixo teor de gordura, alimentos com baixo teor de sódio, alimentos ricos em minerais, alimentos ausentes em fenilalanina, etc.
Composição dos alimentos para fins de rotulagem nutricional
No Brasil é obrigatório constar na rotulagem dos alimentos as informações de: Valor Energético Gorduras totais, Carboidratos Gorduras saturadas, Proteínas, Gordura trans, Sódio e Fibra alimentar. 
Optativamente podem ser declarados:
• As vitaminas (A, D, C, E, K, tiamina, riboflavina, niacina, B6, ácido fólico, B12, biotina, ácido pantotênico) e os minerais (cálcio, ferro, magnésio, zinco, iodo, fósforo, flúor, cobre, selênio, molibdênio) sempre e quando estiverem presentes em quantidade igual ou maior a 5% da Ingestão Diária Recomendada por porção indicada no rótulo. Outros nutrientes (ex. açúcares, polióis, amido, gorduras monoinsaturadas, gorduras poliinsaturadas, colesterol). 
-A RDC N° 360 de 23 dez. 2003 obriga que a informação nutricional seja expressa por porção de alimento, apresentando a medida caseira correspondente
--O regulamento técnico de porções de alimentos embalados para fins de rotulagem nutricional é apresentado na Resolução RDC N° 359, de 23 dez. 2003.
-Na rotulagem nutricional de alimentos comercializados no Brasil, deve-se também indicar o valor diário de referência (%VD) de cada item, exceto para gorduras trans.
-O %VD é um número em percentual que indica o quanto o produto apresenta de energia e nutrientes em relação a uma dieta de 2000 calorias.
· Determinação dos teores de sólidos totais, de umidade e cinzas dos alimentos
Análise de umidade e de sólidos totais
Umidade: Perda em massa sofrida pelo alimento quando este é aquecido em condições em que a água é removida. No entanto, outras substâncias podem se volatilizar quando o alimento é submetido ao aquecimento.
Resíduo seco ou sólidos totais (matéria seca, extrato seco): É o resíduo obtido pelo aquecimento direto da amostra para a determinação de umidade. Inclui todos os demais componentes ausentes de umidade do alimento (base seca).
O teor de umidade é utilizado como parâmetro de identidade e critério de classificação para vários alimentos. Exemplo: Classificação de queijos segundo o teor de umidade: 
O processo mais usual para a determinação da umidade e do teor de sólidos do alimento é o aquecimento direto (secagem).
Equipamentos mais comuns para a determinação da umidade do alimento por secagem:
• Estufa simples.......................
• Estufa ventilada.................... Equipamentos mais usados para a análise de umidade
• Estufa à vácuo......................
• Infravermelho (estufa ou balança)
Ou outros como microondas.
Secagem em estufa: Método mais usado para análise de umidade
· TIPOS DE ESTUFAS:
Estufa simples/simples com ventilação: O aquecimento direto da amostra em estufa a 105°C é o processo mais usual (utiliza-se estufa simples ou simples com ventilação). A temperatura deve ser acima de 100°C para evaporar a água à pressão atmosférica.
IMPORTANTE: A secagem em estufa a 105°C NÃO é indicada para:
Alimentos com alto teor de açúcares (ex. doces); alimentos com alto teor de açúcares redutores (ex. grande parte das frutas); alimentos com alto teor de proteínas (ex. leite e derivados); condimentos com alto teor de voláteis (ex. canela, cravo, pimenta, erva doce, etc.)
*Estes são todos alimentos que se decompõem ou que iniciam transformações em temperatura de 105°C (doces caramelizam, proteicos sofrem reação de Maillard, condimentos perdem os voláteis (por exemplo: cravo e canela).
Estufa à vácuo: Alimentos que se decompõem ou passíveis de transformações 105oC devem ser secos em estufa a vácuo(ex. produtos lácteos). O vácuo reduz a temperatura de ebulição da água Normalmente utiliza-se 60°C ou 70°C. Pode ser utilizada para alimentos com alto teor de açúcar ou contendo açúcares redutores e proteínas. 
Infravermelho: Energia eletromagnética; Comprimento de onda de 0,75 a 100 μm; Equipamentos simples; Fácil incorporação do aquecimento com outros métodos (ex. convecção); Obtenção de altas taxas de transferência de calor; Redução de energia. 
· UMIDADE Karl Fischer
 Método que detecta quantidades de água muito pequenas nos alimentos; Procedimento visual ou eletrométrico
– Usos do Karl Fischer: Produtos em que NÃO podem ser secos em estufa, MESMO QUE SEJA SOB VÁCUO. Ex. balas, chocolates, café torrado, óleos, gorduras, mel, alguns cereais e derivados, alimentos ricos em compostos voláteis, entre outros...
Refratômetro
Método indireto: Estabelece uma relação entre o índice de refração e o teor de Umidade; para alimentos com composição padronizada mediante o uso de tabelas ou gráficos já estabelecidos (ex. mel). 
Disco de Ackermann: Para amostras de leite, a Leitura no disco de Ackermann relaciona o teor de gordura com a densidade, fornecendo o teor de extrato seco total.
Outros métodos:
• Secagem por micro-ondas;
• Uso de ressonância magnética nuclear (RMN);
• Densidade (método indireto) para alimentos com composição padronizada.
O que são cinzas dos alimentos?
Cinza ou resíduo mineral fixo de um alimento – Definição: Resíduo inorgânicoque permanece após a queima da matéria orgânica em CO2, H2O e NO2.
Aplicação da análise de cinzas: Tabelas de composição e rotulagem nutricional; Avaliação da presença de metais tóxicos (Pb, Hg, Cd); Avaliação do processamento sobre o produto final e controle da qualidade. 
Medida do teor de cinzas para o controle de qualidade dos alimentos
Exemplos:
Cinza total: Medida do índice de refinação de açúcares e farinhas. Quanto maior o teor de cinzas:
Maior a dificuldade para a cristalização e descoloração do açúcar e maior influência na extração da farinha. 
A classificação da farinha de trigo de acordo com sua composição centesimal, incluindo teor de cinzas. 
Métodos de determinação de cinzas nos alimentos
· Obtenção de cinzas por via úmida: 
Digestão da matéria orgânica das amostras com ácido sulfúrico ou ácido nítrico (reagentes líquidos, por isso o termo “via úmida”).
Usos do método por via úmida para a análise de cinzas: Determinação de metais tóxicos ou elementos em quantidades muitíssimo pequenas (traços), que podem ser perdidas na cinza seca. Como etapa preliminar para a determinação das frações individuais da cinza
Observações para o método de análise por via úmida:
 NÃO É UM MÉTODO DE ROTINA
 NÃO RECOMENDADA PARA AMOSTRAS GRANDES
· Cinzas por via seca:
Incineração de amostras acondicionadas em cadinhos em mufla em temperaturas entre 500 e 600°C (não usa reagentes líquidos, por isso o termo “via seca”) é o método de determinação mais comum; costuma-se utilizar a amostra da determinação da umidade para esta análise
Observações para o método de análise de cinzas por via seca:
 Altas temperaturas, reações entre os metais e os componentes da amostra e os materiais do cadinho; O método de cinza seca NÃO é recomendado para a análise de componentes individuais da cinza; A composição das cinzas após a queima da matéria orgânica pode ser diferente em relação aos minerais originalmente presentes no alimento; É possível que ocorra perda de minerais por volatilização. 
· Obtenção de Cinzas por Via Seca
Procedimentos para o método de análise de cinzas por via seca:
 Os cadinhos são previamente incinerados em mufla a 550°C para destruição da matéria orgânica e resfriados em dessecador, impedindo a presença de umidade. (Mufla: equipamento usado para incineração, é uma espécie de forno)
Previamente à colocação das amostras na mufla, produtos ricos em açúcares e/ou gordura devem ser aquecidos cuidadosamente para evitar excesso de chama e perda de amostra, ao final do processo, as cinzas devem estar completamente brancas ou cinzas, com peso constante. 
· Determinação de Sólidos Totais, Umidade e Cinzas
Considerações adicionais:
 Os cadinhos devem ser inicialmente tratados em estufa a 105°C se a amostra analisada for destinada apenas à análise de sólidos totais e umidade, os cadinhos deverão ser previamente tratados a 550°C em mufla, se a amostra for destinada também à análise de cinzas
O tratamento dos cadinhos vazios e dos cadinhos com as amostras em mufla a 550°C é denominado calcinação. Após a retirada dos cadinhos da estufa ou mufla, estes deverão permanecer no dessecador com sílica gel até esfriarem completamente para as pesagens.