Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
______________________________________ Bromatologia Bqi 345 Departamento de Bioquímica de Biologia molecular Amanda de Souza ___________________________________________________ VITAMINAS: - Termo utilizado pela primeira vez em 1911, para substâncias consideradas vitais que continham nitrogênio, na forma de aminas. - Usado até hoje mesmo para moléculas que não possuem aminas Provitamina: Substância convertida em uma vitamina por reações no organismo Exemplos: Betacaroteno (precursor da vitamina A) e 7-deidrocolesterol (precursor da vitamina D3) Classificação: Quanto a solubilidade Hidrossolúveis: Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico, ácido Fólico, Cobalamina, Piridoxina e Ácido Ascórbico, Etc. Lipossolúveis: A, D, E, K A maioria das vitaminas fazem parte de Coenzimas (moléculas que fazem parte de uma enzima) Métodos de análise de vitaminas: 1 - Métodos biológicos: - Observação dos efeitos específicos produzidos pela falta de vitaminas em cobaias. - Praticamente não são mais utilizados 2 - Métodos microbiológicos - Alta sensibilidade e especificidade - Se baseiam no crescimento de microorganismos dependentes de vitaminas em meios de cultura específicos - Trabalhoso e demorado - Utilizado em alguns casos Ex: Dosagem de Vit. B12 (cianocobalamina) 3 - Métodos químicos: - Baseados em reações específicas de alguns compostos com atividade vitamínica. Ex: Dosagem do ácido ascórbico por titulação com iodato. 4 - Métodos instrumentais: 4.1 - Espectrofotometria - Carotenoides, Vitamina A, B1, B2, B12, Vitamina E 4.2 - Cromatografia líquida de alta eficiência - Aplicável a praticamente todas as vitaminas - Exige preparação cuidadosa - Equipamento caro - Rápido e preciso Métodos de Análise para algumas Vitaminas: Uma metodologia para cada vitamina, depende da sensibilidade Análise de carotenoides: Espectrofotometria ou cromatografia líquida (CLAE) Por espectrofotometria: 1 - Separação por cromatografia em coluna 2 - Quantificação por espectrofotometria 2.1 - Fazer uma curva padrão 2.2 - Leitura da absorvância 2.3 - Cálculos Vitamina B1 (tiamina): - Fontes: Alimentos naturais, leveduras, gérmen de cereais, Nozes, etc. - Metabolismo de carboidratos (piruvato desidrogenase), - Transmissão de impulsos nervosos (tiamina trifosfato) - Deficiência: Beribéri (neuropatia periférica, insuficiência cardíaca, edemas, etc.). Análise: - Baseia-se na quantificação da fluorescência do tiocromo originário da oxidação da tiamina com ferrocianeto de potássio (meio básico). - Nos alimentos a extração requer hidrólise ácida ou enzimática para se obter a tiamina livre. • Evitar luz durante a análise Vitamina B12 (cobalamina ou cianocobalamina) - Funções: Metabolismo de aminoácidos e ácidos nucléicos - Deficiência: Anemia perniciosa Sintomas: Alterações neurológicas progressivas e mortais se não houver tratamento; fraqueza; convulsões e dano irreversível no tecido parietal gástrico. → Deficiência rara em pessoas que seguem uma dieta normal, podendo ocorrer em vegetarianos. Principais fontes: Levedo de cerveja, carnes vermelhas, ovos, leite, fígado, peixes. Determinação: Métodos microbiológicos Microorganismo: E. Coli 313-3 mutantie (bactéria que não se desenvolve sem Vit. B12 - A dosagem é feita comparando-se o crescimento da bactéria em meio contendo Ágar, glicose, sais e discos embebidos em soluções padrão da vitamina e das amostras de alimentos. Vitamina C (ácido ascórbico) - Hidroxilação do colágeno e outras reações - Antioxidante - Participa da síntese de algumas moléculas que servem como hormônios ou neurotransmissores (epinefrina) Principais fontes: Frutas e verduras frescas Deficiência: - Fragilidade dos vasos sanguíneos, edema e hemorragia gengival, perda de inserção clínica periodontal, osteoporose, imunodeficiência, anemia, fraqueza muscular. Escorbuto. Dosagem de Vitamina C por titulação com iodato: - Baseia-se na redução do I2 pelo ácido ascórbico - Ponto final da titulação: Mudança de cor da solução para azul → Método visto em aula prática DETERMINAÇÃO DE VITAMINA C Introdução: O ácido Ascórbico foi isolado na segunda década do século XX e, algum tempo depois, foi sintetizado em laboratório. Apresenta fórmula empírica C6H8O6 e massa molecular de 176,13 g/mol e é bastante solúvel em água e etanol. É bastante estável em estado sólido, mas em solução é facilmente oxidado. Os principais métodos analíticos para quantificar Vitamina C se baseiam no poder redutor do ácido ascórbico, sendo que, por conta disso, sua quantificação pode ser feita por titulação ou espectrofotometria. Espectroflurometria e cromatografia também podem ser utilizados. - Reações de oxirredução são caracterizadas pela ocorrência de processos de oxidação e de redução simultâneos. A substância que sofre oxidação, perdendo elétrons, é chamada de agente redutor (ou antioxidante). A espécie química que se reduz, ganhando elétrons, é o agente oxidante. Na indústria de alimentos, a vitamina C tem sido usada como agente antioxidante (redutor), prevenindo a oxidação de outros compostos presentes nos alimentos. → As frutas, principalmente cítricas, são boas fontes de Vitamina C, sendo que a acerola e a goiaba lideram o ranking de teor de Vitamina C em 100g MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO: 1. Método volumétrico (Titulometria) - Quantificação de Vitamina C por titulação de iodato de potássio. Esse método é aplicado para a determinação de Vit. C em alimentos in natura ou enriquecidos. Recomenda-se que a amostra a ser analisada tenha um teor maior ou igual a 5mg de Vitamina C. Método: Baseia-se na oxidação do ácido ascórbico em ácido desidroascórbico, ocorrendo, simultaneamente, a redução do iodo (I2) a iodeto (I-). - Vitamina C é agente redutor - Iodo é produzido no meio pela reação entre o iodeto de potássio e o iodato de potássio. O ácido ascórbico reduz rapidamente o iodo formado a iodeto. Na solução, quando todo o ácido ascórbico reagir, o excesso de iodo formado (pelo acréscimo de iodato) será percebido pela mudança de coloração do sistema ao reagir com amido, formando complexo de coloração azulada KIO3 (iodato) + 5 KI (iodeto) + 3 H2SO4 → 3K2SO4 + 3 H20 + 3 I2 C6H8O6 (ac ascórbico) + I2 → C6H6O6 (ácido desidroascórbico) + 2I- Preparo das soluções reagentes: - Solução de iodato de potássio 0,02M (0,1N) - Secagem de 5g de iodato de potássio em estufa a 110°C e, após este tempo, resfrie em dessecador. - Pesar 3,5668g e transferir para um balão volumétrico de 1000ml, completando o volume com água (1mL iodato de potássio 0,1 N = 8,806 mg de ácido ascórbico). Solução-padrão de iodato de potássio 0,002M (0,01N) - Pipetar 10ml da solução de iodato de potássio 0,02M para um balão volumétrico de 100ml - Completar o volume com água pura Solução do padrão de ácido ascórbico - Pesar 5mg do padrão de ácido ascórbico e diluir com 30ml de água. Procedimento: - Em Erlenmeyer 250ml, homogeneizar a amostra e transferir uma quantidade do alimento ou bebida que contenha ao redor de 5mg de ácido ascórbico (use tabela de alimentos para se ter o valor teórico) - Em Erlenmeyer, adicionar 5mg de padrão de ácido ascórbico Em todos os Erlenmeyer adicionar - Água destilada de modo a obter 30ml de solução no total - Com cuidado, 10ml de solução de ácido sulfúrico a 20% - Homogeneizar e, em seguida, adicional 1ml da solução de iodeto de potássio a 10% e 1ml da solução de amido a 1% - Preparar e titular uma solução branco, adicionando água em substituição da amostra - Titular a solução da amostra e o branco com solução de iodato de potássio 0,01N até coloração azul. - Realizar a análise em duplicata e faça uma prova em branco Cálculo - No ponto de equivalência N° meq(iodato) = N° meq (ácido ascórbico) N iodato x V iodato = (mg ácido ascórbico / PE ácido ascórbico) Em 1 ml de iodato = mg ácido ascórbico = N iodato x PE ácido ascórbico mg ácido ascórbico = 0,01 x 88,06 = 0,8806 Logo: 1 ml de iodato 0,01N = 0,8806mg de ácido ascórbico - Cada mL de Iodato corresponde a 0,8806 mg de ácido ascórbico no volume de amostra analisado - Expressar os resultados em mg de ácido ascórbico/100 mL de amostra. O mesmo resultado pode ser obtido quando se utiliza concentrações em mol. L-1, considerando as proporções estequiométricas das reações. Cromatografia líquida de alta eficácia (CLAE) - High performance liquid Chromatografhy (HPLC) - Aplicações da HPLC: - Toxicologia - Investigação de resíduos de pesticidas - Quantificação de aminoácidos - Determinação de corantes - Determinação de proteínas - Determinação de fármacos - Determinação de polímeros - Determinação de vitaminas - Determinação de cosméticos → Técnica instrumental evoluída, com equipamentos automatizados Princípios da cromatografia: Métodos físico-químico de separação dos componentes de uma mistura, realizada através da distribuição desses componentes entre duas fases (móvel e estacionária) - Todas as substâncias saem, mas saem em momentos diferentes Histórico: Separação de pigmentos em extratos de folhas e constituintes da gema de ovo Cromatografia: Chroma (cor) Graphe (escrever) - Os pigmentos se separam na fase estacionária, formando bandas de cores diferentes 1) Fase móvel: Sempre vai ser um líquido 2) Fase estacionária: Sólida, química ou quimicamente ligada 3) Mecanismos de separação: Adsorção, partição, troca iônica, bioafinidade e exclusão molecular Adsorção e absorção (partição) Adsorção: - Processo de partição ocorre em uma interface ou superfície - Fase estacionária sólida, composta de sílica e alumina - Separação de estereoisômeros Absorção: - Depende da solubilidade (quando mais solúvel da FE, mais devagar sai) - Fase estacionária líquida - Separação de homólogos (quimicamente semelhantes, mas diferem no tamanho) Processos químicos: Troca iônica - Separação de íons e compostos muito polares - Matriz catiônica ou aniônica - Depende da força iônica, fatores de carga e ph Bioafinidade: - Matriz com grandes grupos com especificidade biológica (antígenos, enzimas, lectinas): Separação de anticorpos, proteínas e açúcares Processos mecânicos: Exclusão: - Não envolve forças de interação "filtração" - Matriz inerte com partículas de forma, tamanho e porosidade uniformes - Cromatografia de exclusão por tamanho (SEC, Sise Exclusion Chromatografhy) Instrumentação: Cromatógrafo - O equipamento normalmente é comercializado como sistema modular, sendo dividido nos seguintes componentes: Reservatório de fase móvel → sistema de bombeamento → Injetor (onde a amostra entra) → Coluna (onde há a separação dos componentes → Detector (onde vai medir as propriedades dos componentes, saindo em forma de picos no sistema de aquisição de dados) → Descarte Reservatório de fase móvel: - Local onde se coloca o solvente (ou mistura de solventes) da fase móvel. Materiais: Vidro ou aço inox (frascos plásticos liberam plastificantes que interferem nas análises) Volume do reservatório: 500ml a 48L Filtro: Remoção das impurezas particulares (poros de 10 a 40 micrômeros). A fase móvel deve ser filtrada e de gaseificada - A retirada de ar evita bolhas na bomba cromatográfica 1) Borbulhamento de gás He (muito caro) 2) Degaseificador (degasser): Contínuo, remove o ar antes da bomba 3) Vácuo + ultrassom + agitação: Rápido, mas menos eficiente, deve ser refeito a cada 12h Sistema de Eluição da fase móvel Eluição isocrática: Utiliza um único solvente (ou uma mistura de solventes) com composição constante durante todo o processo cromatográfico. Eluição por gradiente: Utiliza dois ou mais solventes com polaridades distintas variando-se as porcentagens desses durante o processo. A proporção dos solventes na mistura pode ser mudada continuamente ou em etapas Sistema de bombeamento: → A função de uma bomba em CLAE é enviar um fluxo constante e reprodutível de fase móvel para a coluna. Portanto, são requisitos necessários: - Produzir pressões de até 400-700 atm - Saída de solventes livre de pulsação - Fluxo constante e contínuo - Fornece vazões de 0,1 a 10ml.min-1 - Fornece vazões reprodutíveis (<=0,5) - Ser resistente ou apresentar inércia química aos solventes empregados na FM Válvulas tipo pistão recíprocas: Utilizam-se duas para diminuir os pulsos Sistema de introdução da amostra: Injetores Injetores manuais: Sistema de alça de amostragem (capacidade de amostra: 5 a 1000microlitros Injetores automáticos: Sistema elétrico com autoamostradores com capacidade variável Colunas para CLAE: Existem comercialmente centenas de colunas empacotadas, diferindo entre si no tamanho e na fase estacionária. Preços variam de 200 a 500 dólares. Fase estacionária mais comum: Muito polar - Sílica gel Fases quimicamente ligadas: As Fe mais comuns são baseadas em um grupo octadecil ou octil na superfície da sílica. Mecanismo de separação: - Baseia-se na partição (e também adsorção) dos analitos na fase móvel e na fase estacionária Seletividade da FE: Podem ser adicionados diferentes grupos funcionais na superfície da sílica: Polares: - CN, -NH2, - CH(OH)2; etc. Não polares: C8, C18, Fenil, etc. Cromatografia industrial: Purificação de proteínas - Volume de 300L para purificação de 1kg de amostra. Sistema de detecção: - Medir de forma contínua, uma propriedade física ou físico-química do eluente e enviar um sinal ao sistema de dados que é diretamente proporcional à concentração do componente na amostra Detectores ópticos: - Baseados na absorção da luz em determinado comprimento de onda - Absorção: Fotométrico (comprimento de onda fixo), espectrofotométrico (comprimento de onda variável) e espectrofotométrico por arranjo de diodos - Índice de refração - Fluorescência - Espalhamento de luz Detectores eletroquímicos: Espectrométrico de massas Detetor de radioatividade Detector espectrofotométrico no infravermelho Detector de condutividade elétrica Detector de espectrofotométrico: UV visível - Estima-se que 70% das análises em CLAE utilizaram detectores de UV. Quais compostos são "enxergados" pelos detectores de absorção? - Substâncias que contenham elétrons pi ou e- desemparelhados, compostos contendo bromo, iodo ou enxofre, grupo carbonila, grupo nitro, íons orgânicos e duplas conjugadas - Substâncias coloridas Detector de arranjo de diodos: Vantagens: Permite a quantificação e identificação dos componentes analisados e a determinação da pureza do pico cromatográfico Desvantagens: - Custo mais elevado - Necessita de analista capacitado para operá-lo com máximo de eficiência Análise quantitativa: Etapas: - Amostragem - Preparo da amostra - Análise cromatográfica: Curva padrão - Injeção da amostra (integração-área dos picos e cálculo) Análise quantitativa - Curva padrão Ex: Quantificação de cafeína em energéticos por CLAE Condições cromatográficas: - Coluna: C18 - Modo: Isocrático - Eluente: A = Água, B = Metanol (70:30 v/v) - Fluxo: 1,0 mL/Min - Temperatura: 30°C - Detecção: UV 272nm - Volume de injeção do padrão: 10 microlitros - Volume de injeção da amostra: 20 microlitros - Tempo de corrida: 16 minutos CLAE por partição: - Principal tipo de CLAE → 95% de todas as aplicações CLAE por troca iônica: Similar à cromatografia por adsorção: FE sólido com sítios ativos carregados Cargas elétricas: - Positivas: -NH3 + ou -NH2R+ ou -NHR2+ - Negativas: -Coo- ou -RSO3- Empregada para separar espécies carregadas: separação de aditivos em alimentos (ácidos fracos) CLAE por afinidade: Interação bioquímica do analito com a FE. - A FE e do analito são idealmente adaptados, espacialmente e eletrostaticamente Análise do mel por cromatografia líquida de alta eficiência: 1. Introdução - O mel é um produto de origem animal produzido pela abelha. Quimicamente, é composto por diferentes açúcares, sendo, em maior quantidade a glicose e frutose. Contém em menor proporção dextrinas, enzimas, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, minerais e pólen. A análise em mel tem por finalidade verificar se este é natural, artificial ou falsificado. A forma mais comum de falsificação do mel se dá pela adição de glicose comercial ou ainda com o mel artificial, que é composto de xarope de açúcar com adição de substâncias aromáticas ou com porção do próprio mel natural. → A cromatografia líquida é uma das principais técnicas de separação de um soluto em uma mistura, sendo largamente empregada para análise de diferentes compostos em alimentos, medicamentos, meio ambiente etc. Uma das modalidades de cromatografia líquida é a CLAE. para a realização dessa análise utilizam-se equipamento cromatográfico líquido de alta eficiência. Este aparelho permite o uso de diferentes detectores, como de índice de refração, espectrofotômetro no UV-visível, fotodiodo (DAD) espectrômetro de massas e outros. 2. Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência (HPLC) - Para a realização de análise por HPLC faz-se necessário definir as condições cromatográficas, como fase estacionária, fase móvel, tempo de análise, fluxo, temperatura, etc. - O aparelho é constituído por diferentes acessórios. A separação dos solutos presentes em uma mistura se dará pela interação diferenciada desses compostos entre duas fases de cromatógrafo: FE e FM 3. ANÁLISE POR HPLC 3.1 Condições cromatográficas As condições cromatográficas para análise de mel por HPLC foram: - Fase móvel (HPLC): sistema Isocrático constituído de água ultrapura para HPLC e Acetonitrila grau HPLC, numa razão de 7:3 (v:v). - Fluxo: 0,7 mL/min; - Temperatura do forno: 45 ºC; - Volume de injeção: 20,00μL. - Auto injetor: Injetor manual a temperatura ambiente - Tempo de corrida: 17 minutos - Detecção: Índice de refração 4.3 Preparo da amostra - Pesar rigorosamente cerca de 1,5g da amostra de mel em um béquer e adicionar 50mL de água a 60 °C; - Solubilizar até obter uma mistura homogênea. - Precipitar as proteínas por adição sucessiva com agitação de 3 mL da solução de Carrez I e 3 mL da solução de Carrez II. - Resfriar até à temperatura ambiente. - Filtrar em papel de filtro e recolher o filtrado em balão volumétrico de 100 mL e completar com água. - Filtrar por membrana de 0.45 µm. Obs.: A amostra deve ser analisada imediatamente após a preparação. 4.4 Injeção da solução padrão e da amostra no HPLC - Injetar no HPLC, separadamente, 20,0 µL do Mix dos padrões e 20,0 µL da amostra. - Analisar e interpretar os cromatogramas obtidos. Análise de óleos e Gorduras: - Determinação de índice de Acidez, Iodo, Saponificação e de Peróxidos de três amostras de óleos Analitos: Óleo de soja usado, óleo de girassol e gordura vegetal - Óleos e gorduras são formados principalmente por triacilgliceróis, que são produtos de condensação entre o glicerol e ácidos graxos. - Podem conter pequenas quantidades de outros lipídeos, como fosfolipídios, constituintes insaponificáveis e ácidos graxos livres. - A maioria dos ácidos graxos de óleos e gorduras comestíveis possui cadeia carbônica de 16 a 18 carbonos, embora alguns alimentos apresentam ácidos graxos de 12,14,20 ou 22C As determinações feitas em análise de óleos e gorduras são geralmente as dos chamados índices. - Os índices são expressões das propriedades físicas ou químicas dos óleos e gorduras. Não são percentagens dos seus constituintes. - Índice de Acidez - Índice de Iodo - Índice de Saponificação - Índice de Peróxido → Estes índices servem para identificação e avaliação da maioria dos óleos e gorduras, sendo o resultado da análise baseado neste conjunto de dados 1. DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE ACIDEZ - Índice de acidez é definido como o número de mg de NaOH necessários para neutralizar os ácidos graxos livres de 1 grama de amostra. Este índice oferece importante avaliação sobre o estado de conservação da amostra x NaOH ---- 1g de amostra Procedimento: - Pesar 2 g de amostra em um Erlenmeyer de 125 ml; - Adicionar 25 ml de solução éter-etanol; - Adicionar duas gotas de fenolftaleína; → Titular com solução de NaOH 0,1 N, até aparecimento de cor rósea. Branco: Repetir o mesmo procedimento acima com o branco, sem adição de amostra. Cálculo: Índice de acidez = V - B x F x 5,61 g de amostra V= ml da solução de NaOH gastos na titulação da amostra B = Ml da solução de NaOH gastos na titulação da amostra. f = Fator de correção da solução NaOH 0,1N 2. DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE IODO - Índice de Iodo é expresso em termos de número de gramas de iodo que reage com 100 g de amostra. Este índice é uma medida do grau de instauração x g de iodo ---- 100g de amostra Procedimento Amostra: - Amostras sólidas devem ser fundidas em banho-maria, a 10 °C acima do ponto de fusão, e filtradas; - Pesar aproximadamente 0,25 g de amostra em frasco Erlenmeyer de 500 mL; - Adicionar 10 mL de tetracloreto de carbono; - Com auxílio de bureta, adicione 25 mL da solução de Wijs; - Agite cuidadosamente até homogeneização; - Deixar em repouso, ao abrigo da luz, por 30 min a temperatura ambiente; - Adicionar 10 ml da solução de iodeto de potássio 15%; - Adicionar 100 ml de água destilada, fervida e resfriada; - Titular com a solução de tiossulfato de sódio 0,1 N; - Quando a solução apresentar coloração levemente amarelada adicionar 1 ml da solução de amido e continuar a titulação até desaparecimento da coloração azul. Branco: - Preparar o branco da mesma forma, omitindo a amostra. Cálculo: Índice de iodo = (B – V) x M x f x 12,69 P B = ml da solução de tiossulfato gastos na titulação do branco. V = ml da solução de tiossulfato gastos na titulação da amostra. M = molaridade da solução de tiossulfato de sódio. f = fator de correção do reagente Na2S2O3 0,1N P = gramas de amostra. 3. DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO: - Índice de saponificação é definido como o número de miligramas de KOH necessário para neutralizar os ácidos graxos resultantes da hidrólise de um grama de amostra. Procedimento Amostra: - Pesar 2 g de amostra em frasco Erlenmeyer de 250 ml - Adicionar 20 ml da solução de KOH (usar bureta ou pipeta) - Adaptar o frasco no sistema de aquecimento com refluxo - Aquecer e deixar em fervura branda por 30 min - Resfriar e adicionar duas gotas do indicador de fenolftaleína - Titular com HCl 0,5 N até desaparecimento da cor rósea Branco: Repetir o mesmo procedimento acima com o branco, sem adição de amostra. Cálculo: Índice de saponificação = [(B – A) x f x28] P B = ml da solução de HCl gastos na titulação do branco. A = ml da solução de HCl gastos na titulação da amostra. f = fator de correção da solução de HCl 0,5 N. P = gramas de amostra. 4. DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE PERÓXIDO: - Índice de peróxido é definido como a medida do conteúdo de oxigênio reativo em miliequivalentes de oxigênio por 1000 g de amostra. Procedimento Amostra: - Em Erlenmeyer de 250 ml pesar 5,0 g de amostra; - Adicionar 30 ml da solução ácido acético-clorofórmio (3:2) e agitar até dissolução da amostra; - Adicionar exatamente 0,5 ml da solução saturada de iodeto depotássio; - Deixar reagir por 1 min agitando ocasionalmente; - Adicionar 30 ml de água destilada; - Titular com solução de tiossulfato de sódio 0,1 ou 0,01N, de acordo com o conteúdo de peróxidos, até coloração levemente amarelo-laranja; - Adicionar 0,5 ml da solução de amido 1% e continuar a titulação até desaparecimento da coloração azul. Branco: Repetir o procedimento acima com um branco, omitindo a amostra. Cálculo Índice de peróxido = [(A – B) x N x f x 1000] P A = volume em ml da solução titulante gasto na titulação da amostra. B = volume em ml da solução titulante gasto na titulação do branco. N = normalidade da solução titulante. f = fator de correção da normalidade da solução de tiossulfato de sódio. P = peso da amostra.
Compartilhar