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Introdução ao Estudo da Bromatologia Bromatologia: • Grego: broma, bromatos = alimentos, dos alimentos; logos = ciência; • É a ciência que estuda os alimentos; • Composição dos alimentos: carboidratos, lipídeos, proteínas, vitaminas, minerais, água e fibras; • Compostos bioativos e novos ingredientes, propriedades funcionais; • Contaminantes presentes nos alimentos são identificados e quantificados pela bromatologia, como metais pesados ou agrotóxicos em altas quantidades; • A bromatologia vai estudar os nutrientes presentes nos alimentos, mas outros constituintes. Importância da Análise de Alimentos: • Indústrias: controle de qualidade, matérias-primas, alimentos/produto acabado, embalagens, vida-de-prateleira; • Universidades e Institutos de Pesquisa: desenvolvimento de metodologias, prestação de serviços; • Órgãos Governamentais: garantir registro de alimentos, fiscalização na venda e distribuição. Campo de Trabalho: • Laboratórios de controle de qualidade; • Setor produtivo de indústrias; • Desenvolvimento de novos produtos; • Instituições de pesquisa (universidades e órgãos públicos); Embrapa, Fiocruz, Cetan, Agrolab; • Serviços de inspeção e vigilância sanitária. Histórico: • Antes do século XVIII houve o período Empírico onde o homem começa a reconhecer as características dos alimentos a partir do seu manuseio. O homem passa a reconhecer que os alimentos podem sofrer modificações culminando com a perda desse alimento. Com isso, o homem lança mão de algumas estratégias para evitar a rápida perda dos alimentos, como processos de salga e defumação, chegando ao período Instintivo. Com avanços científicos novas tecnologias são aderidas aos alimentos. Essas modificações atuais são no sentido e mudar sabor, aroma, aspecto visual (características sensoriais) e aumentar a vida-de-prateleira dos alimentos. • Com o passar do tempo tivemos a implantação de tecnologias para analisar minunciosamente os alimentos e fiscalizá-los. À medida que o homem começou a conhecer mais o alimento, ele passou a adulterá-lo cada vez mais para tirar vantagens como o aumento da lucratividade. • Lei do Mínimo e Lei da Alimentação Racional: comer em quantidades adequadas para não haver nem ganho e nem peso em excesso. • A adulteração intencional (fraude) de alimentos é um problema grave -> industrialização, desenvolvimento agropecuário, expansão do mercado de alimentos com aditivos químicos, contaminação de alimentos com produtos (agrotóxicos) -> medidas sob forma de legislação. • Então a bromatologia tem a capacidade de identificar as substâncias que são usadas para adulterar, e visualiza as quantidades dessas substâncias. • Estudaremos os alimentos e os produtos químicos empregados na adulteração e meios de descobri-los. o EX: acréscimo de urina de vaca no leite já que as densidades das substâncias são semelhantes. Novas técnicas foram criadas e agora mede-se a quantidade de ureia presente no leite. Bromatologia: é a ciência que estuda os alimentos: • Quanto a composição química; • Quanto às propriedades (massa, volume, pH, sensoriais); • Quando ao valor nutritivo (comparação de produtos); • Quanto ao preparo, acondicionamento e conservação; • Quanto a sua pureza (fiscalização para Saúde Pública); • Interdisciplinaridade: o Química bromatológica: composição de alimentos; o Microbiologia dos alimentos: microrganismos; o Tecnologia dos alimentos: aplicação de métodos e técnicas. • Aplicada para: o Controlar o processo de fabricação de produtos; o Identificar fraudes em alimentos; o Impedir aquisição de alimentos impróprios para o consumo. Fraudes - classificação: • Alteração: presença de microrganismos, substância química. Ação indireta. EX: suco de maçã com soda cáustica. • Adulteração: adição ou exclusão de algum componente original do alimento. Ação de propósito. EX: leite acrescido de água e uréia. • Falsificação: vender uma bebida nacional no frasco de uma internacional. EX: utilização de peças de carnes em embutidos que são proibidas, como cabeça de porco. • Sofisticação: conferir qualidades ao produto quando ele não tem, trabalha com informação nutricional complementar. EX: rico em fibras, amiga do coração... Decreto-Lei n° 985 – 21 de outubro de 1969: a defesa e a proteção da saúde individual ou coletiva, no tocantes a alimento, desde a sua obtenção até o seu consumo. • Matéria-prima alimentar: “Todo alimento de origem vegetal ou animal, em estado bruto, que para ser utilizado como alimento precisa sofrer tratamento e/ou transformação de natureza física”. EX: leguminosas, cereais... • Alimento in natura: “Todo alimento de origem vegetal ou animal, para cujo consumo imediato se exija, apenas, a remoção da parte não comestível e os tratamentos indicados para a sua perfeita higienização e conservação.” EX: frutas e hortaliças... • Alimento enriquecido: “Todo alimento que tenha sido adicionado de nutriente com finalidade de reforçar o seu valor nutritivo.” EX: leite, farinha de trigo* e achocolatados*. *Alimentos fortificados: são aqueles que não possuem naturalmente os elementos que são adicionados pela indústria. • Alimento Dietético: “Todo alimento elaborado para regimes alimentares especiais.” • Alimento de Fantasia ou Artificial: “Todo alimento preparado com o objetivo de imitar alimento natural e em cuja composição tenha substância não encontrada no alimento a ser imitado.” EX: sucos e leites ou fórmulas infantis industrializadas. • Aditivo Intencional: “Toda substância ou mistura de substâncias, dotadas ou não, de valor nutritivo, ajuntada ao alimento com a finalidade de impedir alterações, manter, conferir ou intensificar seu aroma, cor e sabor, modificar ou manter seu estado físico geral.” • Aditivo Acidental: “Toda substância residual ou migrada, presente no alimento em decorrência dos tratamentos prévios a que tenham sido submetidos a matéria-prima alimentar e o alimento in natura e do contato do alimento com os artigos e utensílios empregados nas suas diversas fases de fabrico, manipulação, embalagem, estocagem, transporte ou venda.” • Produto Alimentício: “Todo alimento derivado de matéria-prima alimentar ou de alimento in natura, adicionado ou não, de outras substâncias permitidas, obtido por processo tecnológico adequado”. Análise de Alimentos • Determinar um componente específico do alimento, ou vários componentes, como o caso da composição centesimal do alimento. • Medida de massa, volume, absorção de radiação, pH. Os métodos convencionais são mais baratos, já os métodos instrumentais são mais caros por necessitar de equipamentos sofisticados. • Atualmente, são utilizados, sempre que possível, métodos instrumentais. • Quando são utilizados métodos convencionais? o Custo elevado dos equipamentos eletrônicos; o Não existe equipamento disponível para análise; o Requer-se um método convencional, sob o aspecto da lei, por se tratar de um método oficial; o Em casos raros, os métodos convencionais podem apresentar melhores resultados do que os instrumentais. • Conhecimento sobre métodos de análise, alimentos são amostras muito complexas. Determinado método apropriado para um tipo de alimento e não fornecer bons resultados para outro. Escolha do método dependerá do produto a ser analisado. Fatores devem ser considerados. Quantidade Relativa do Componente Analisado: • Classificação dos Componentes: % em relação ao peso total da amostra. o Maiores: >1,0% o Menores: 0,01 – 1,0% o Micros: <0,01% o Traços: ppm e ppb • Componentes Maiores: métodos analíticos clássicos - gravimétricos (= gravidade = peso = massa) e volumétricos - Métodos Convencionais. • Componentes Menores, Micros e Traços: técnicas mais sofisticadas e altamente sensíveis - Métodos Instrumentais. Exatidão Requerida: exatidão, em estatística, é uma medidaque determina se uma medida dentro de um método é confiável ou não. • Quantidade do composto é > 10% da amostra. -> Métodos Clássicos: exatidão de até 99,9%; • Quantidades < 10% -> Métodos mais sofisticados e exatos. Composição Química da Amostra: • Possíveis interferentes: o Determinação de um composto predominante: sem grandes dificuldades. o Material de composição complexa: efetuar separação dos potenciais interferentes antes da medida final. -> Separação prévia do componente a ser analisado. Recursos Disponíveis: • Nem sempre é possível utilizar o melhor método de análise - elevado custo, equipamento, tipos de reagentes, pessoal especializado. Análise Quantitativa: • Análise quantitativa -> medida física -> massa do componente de interesse na amostra tomada -> última série de etapas operacionais que compreende toda análise. Esquema geral para análise quantitativa: Amostragem: • Etapa de obtenção de material em estudo; • Porção pequena de tamanho apropriado; • Represente corretamente todo o conjunto da amostra; • Dificuldade: homogeneidade da amostra; • Amostra heterogênea: caminhão de araçaúna; • Amostra homogênea: lote de suco de araçaúna processado. Sistema de Processamento da Amostra: • Preparação da amostra: tratamento que ela necessita antes de ser analisada. • Secagem; • Moagem/trituração dos sólidos; • Filtração de partículas sólidas em líquidos; • Eliminação de gases. Reações Químicas ou Mudanças Físicas: • Obtenção do extrato para a análise; • Solução apropriada para a realização da análise; • Tratamento: natureza do material e do método analítico escolhido; INERTES • Extração: água, solvente orgânico, ataque com ácido. Separações: • Eliminação: substâncias interferentes; • Transformação em uma espécie inócua: oxidação, redução ou complexação. • Isolamento físico: fase separada (extração com solventes e cromatografia). • Leitura em λ: absorbância. Medidas: • Processo analítico. • Resulta na medida de uma certa quantidade; • Avalia a quantidade relativa do componente da amostra. Processamento de dados e avaliação estatística: • Resultado da análise -> expresso de forma apropriada -> indicação referente ao seu grau de incerteza (médias, desvios, coeficiente de variação). Amostragem: • Lote -> amostra bruta (réplica do universo) -> amostra de laboratório (quantidade suficiente) -> amostra para análise (reduzir contaminantes). Coleta da Amostra Bruta: • Amostra bruta: réplica - composição e distribuição do tamanho das partículas. • Amostras fluidas (líquidas ou pastosas): após a agitação e homogeneização, coletar, em incrementos, mesmo volume, do alto, do meio e do fundo do recipiente. • Amostras sólidas: constituintes diferem textura, densidade e tamanho de partículas - trituradas/moídas e misturadas. Fórmula Geral para a Coleta da Amostra Bruta: • N = c . √n • N = n° de unidades (sacos, caixas, latas) coletadas como amostra bruta. • c = fator – grau de homogeneidade da amostra (c<1: pop. Homogênea, e c>1: pop. Heterogênea). • n = população (n° de sacos, caixas, latas). • EX: Calcule o número de amostras (bruta) que devemos coletar considerando um caminhão com 60 caixotes de laranja, com 30 dúzias em cada. N= 60 . 30 . 12 = 21600 c = >1 (heterogênea) N=>1 . √21600 ------------- N >147 laranjas. Redução da Amostra Bruta – Amostra de laboratório: • Amostra bruta grande demais para ser trabalhada em laboratório -> reduzida. Amostra de Laboratório: • Alimentos secos (pó ou grânulos): redução feita manualmente ou por meio de equipamentos. o Manual: agitação apropriada e quarteamento. • Alimentos Líquidos: misturar bem o líquido no recipiente por agitação e inversão. Retirar porções do líquido de diferentes partes do recipiente misturando as porções no final. • Alimentos Semissólidos (queijos “duros” e chocolate): amostras devem ser raladas e quarteamento. Preparo da Amostra para Análise: • Lote -> amostra bruta -> amostra de laboratório -> amostra para análise. • Exclusão dos interferentes. • Desintegração mecânica: o Alimentos secos: moinho Willey (peneiras e orifícios diâmetros); peneiras granulométricas. o Amostras úmidas/pastosas: moedores tipo para carnes, liquidificadores ou processadores. • Desintegração enzimática: o Útil em amostras vegetais: uso de celulases; o Proteases e carboidratases: solubilizar componentes de alto peso molecular (proteínas e polissacarídeos). • Desintegração química: o Ureia, piridina, detergentes sintéticos são usados na dispersão ou solubilização dos componentes dos alimentos. (sobrenadante e precipitado) Preservação da Amostra: • A melhor forma de conservação é no nitrogênio líquido (-196°C) - amostra não sofre nenhuma modificação bioquímica. • Freezer horizontal (-80 a -20°C), refrigerador (4°C), congelador (-4°C) ou freezer convencional (-12°C). O que se pode esperar da Análise do Alimento: • Alimentos frescos – origem vegetal têm composição mais variada que os alimentos frescos de origem animal. • Frutas e hortaliças - mesma variedade: composições diferentes ou composição pode variar mesmo após a colheita. Controle de Qualidade em Laboratórios de Análises de Alimentos: Confiabilidade dos Resultados: • Especificidade: interferentes; • Sensibilidade: menor quantidade; • Precisão: variabilidade; • Exatidão: realidade. Classificação dos Métodos de Análise: • Métodos oficiais: devem ser seguidos, legislação ou agência de fiscalização. • Métodos modificados: métodos oficiais ou padrões que sofreram modificação. • Métodos rápidos: utilizados para saber se há necessidade de um teste adicional através de um método mais preciso. • Métodos padrões ou de referência: desenvolvidos por grupos que utilizaram estudos colaborativos. • Métodos de rotina: métodos oficiais ou padrões que podem ser modificados conforme a necessidade e conveniência. • Métodos automatizados: qualquer um dos métodos, porém utilizam equipamentos automatizados. Pontos críticos de controle em um laboratório de análise de alimentos: • Coleta e preparo da amostra: o Cuidado na amostragem; o Cuidados com a documentação; o Cuidados com o transporte de amostras; o Amostras perecíveis. • Método de análise da amostra: o Específico, econômico, rápido, prático, preciso, exato, sensível. Tipos de Erros: • Erros determinados: podem ser medidos; o Erros de método; o Erros operacionais: ▪ Leitura de medidas instrumentais ou medidas volumétricas; ▪ Preparação de padrões reagentes; ▪ Amostragem; ▪ Diluições; ▪ Limpeza deficiente da vidraria utilizada. o Erros pessoais: ▪ Identificação imprópria da amostra; ▪ Falha em descrever observações e informações importantes; ▪ Falhas em seguir etapas do método; ▪ Registro dos dados; ▪ Cálculos dos resultados; ▪ Interpretação dos Resultados. o Erros devidos a reagentes: ▪ Reagentes impuros e de má qualidade. • Erros indeterminados: o Não possuem valor definido, não podem ser localizados e corrigidos; o Podem ser submetidos a tratamento estatístico -> desvio-padrão.
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