Análise de Alimentos - Água

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Água nos alimentos 
Introdução 
Água e alimentos: 
• Componente majoritário dos seres vivos; 
• 60-70% carnes e 95% hortaliças; 
Essencial à vida: 
• Solvente de nutrientes; 
• Altamente reativa e meio de reações; 
• Estabilizador das configurações dos polímeros; 
Nos alimentos em quantidades e localização adequadas: 
• Qualidade aceitável ao consumidor; 
• Perecibilidade; 
• Métodos para conservação: congelamento, desidratação; 
A molécula de água 
Formada por 2 átomos de Hidrogênio unidos a 1 de Oxigênio; 
Molécula polar, baixo PM, pequeno volume; 
Propriedades importantes: 
• Penetração nas estruturas cristalinas e entre as moléculas de grandes 
dimensões; 
• Interações intermoleculares importantes; 
• Solvente e dispersante; 
A interação da água com os sólidos 
Substância hidrofílica - compostos iônicos, covalentes ou interações intermoleculares; 
Água presente em alimentos: 
• Livre; 
• Ligada; 
• Adsorvida; 
A água livre: 
• Está presente nos espaços intergranulares e entre os poros do material/analito; 
• Mantém suas propriedades físicas e serve como agente dispersante 
(substâncias coloidais) e como solvente (compostos cristalinos); 
• É medida com certeza em todos os métodos; 
A água ligada: 
• Está ligada quimicamente com outras substâncias do alimento; 
• Não é medida na maioria dos métodos de determinação de umidade; 
A água adsorvida: 
• Está presente na superfície de macromoléculas como amido, pectina, celulose 
e proteína; 
• “Ligada” por forças de Van der Waals; 
• Pode ser medida; 
A água por si só é o fator individual que mais influencia na alteração dos alimentos; 
Crescimento de MO, atividade enzimática e reações químicas; 
Quantidade em si não é indício de deterioração: água ligada; 
Conceito de atividade da água (aw): 
• Quando se adiciona um soluto à água pura, as moléculas de água se 
reorientam; 
• Consequência: medida da tendência de evaporação de um líquido - redução 
da Pressão de vapor; 
• Relação entre a pressão de vapor da água do alimento e a pressão da água 
pura na mesma temperatura. 
o Aw = P soluto (alimento) / P0 solvente (água) ------------------------- valor 
sempre < 1,0 
• Quanto de água está disponível no alimento x associada; 
• Estabilidade e segurança: mais previsíveis pela aw do que pelo teor de 
umidade; 
• Correlaciona-se com velocidade de crescimento microbiano e outras reações 
de deterioração; 
• Pode ser reduzida – aumentar a concentração dos solutos; 
• EX: acrescentar sal e açúcar ou desidratar o alimento; 
• Não se pode confundir umidade com atividade de água; 
• Um alimento muito úmido pode ter baixa Aw; 
• EX: salmoura com 90% de água e tem baixa Aw ----- moléculas de água estão 
ligadas ao NaCl; 
Umidade em alimentos 
É uma das medidas mais importantes e utilizadas na análise de alimentos. 
Conteúdo de umidade é frequentemente utilizado em padrões de identidade. 
Avaliação do valor nutricional de alimentos requer medida do conteúdo de umidade. 
Dados de umidade são utilizados para expressar outros dados analíticos (em base 
seca). 
Sólidos totais: 
• São obtidos pela diferença entre massa total da amostra e o conteúdo de 
umidade. 
Como encontramos os nutrientes nos alimentos? 
 
Métodos de determinação de umidade 
Não existe nenhum método que seja ao mesmo tempo exato, preciso e prático. 
Na prática: 
• Preferência por um método que determine o maior valor da umidade! 
• Ao invés de: um método em que a água é negligenciada ou removida 
incompletamente. 
A água que será efetivamente medida – vai depender - método analítico empregado 
– somente a água livre é medida com certeza em todos os métodos - resultado da 
medida de umidade: deve ser acompanhado de métodos utilizado e das condições 
empregadas, como tempo e temperatura. 
Metodologia 
Métodos por secagem: 
• Secagem em estufa; 
• Secagem por radiação infravermelha; 
• Secagem em fornos de micro-ondas; 
• Secagem em dessecadores; 
Métodos por destilação; 
Métodos químicos; 
Métodos físicos. 
Metodologia - Determinação de Umidade 
Secagem em Estufas: 
• Método mais utilizado em alimentos; 
• Remoção da água: por aquecimento; 
• Ar quente absorvido por uma camada muito fina do alimento e por condução 
até o seu interior; 
• Baixa condutividade dos alimentos: método lento (de 4 – 18h); 
• Limitações: 
o Evaporação por um determinado tempo: remoção incompleta da água; 
o Evaporação até peso constante: superestimação da umidade por perda 
de substâncias voláteis ou por reações de decomposição. 
• A exatidão do método é influenciada por vários fatores: 
o Temperatura de secagem; 
o Umidade relativa e movimentação do ar dentro da estufa; 
o Vácuo na estufa; 
o Tamanho das partículas e espessura da amostra; 
o Tipo a estufa (simples, ventilação, vácuo); 
o Número e posição das amostras na estufa; 
o Formação de crosta seca na superfície da amostra; 
o Material e tipo de cadinhos; 
o Pesagem da amostra ainda quente. 
U = umidade; ST = sólidos totais 
• Procedimento: 
o Secar cadinho na estuda por 1h a 105°C e esfriar no dessecador e pesá-
lo; 
▪ Pesar uma quantidade definida de amostra nesse cadinho 
previamente seco e tarado; 
o O transporte do cadinho deve ser sempre feito com pinça ou papel; 
o Colocar o cadinho na estufa à temperatura conveniente e deixar até que 
toda a água seja evaporada (até o peso constante); 
o Retirar o cadinho da estufa com uma pinça e colocar num dessecador 
para esfriar; 
o Pesar, depois de frio, o conjunto cadinho mais amostra seca. 
• Temperatura da estufa: 
o Estufa normal: >100°C 
o Estufa a vácuo: ~70°C (preserva a amostra e evita a formação de crosta 
na superfície. 
• Preparo da amostra: 
o Peso da amostra: varia entre 2g a 5g (formar uma camada fina no 
cadinho); 
o Amostras líquidas: aquecidas em banho-maria até consistência pastosa 
para então serem colocadas na estufa; 
o Amostras açucaradas: formam uma crosta dura na superfície, que 
impede a entrada/saída da água do interior (adição de areia em pó à 
amostra, para aumenta a superfície de evaporação). 
Secagem por radiação infravermelha: 
• É mais efetivo e envolve a penetração do calor dentro da amostra; 
• Lâmpada de radiação infravermelha; 
• Encurta o tempo de secagem em até 1/3 do total; 
• Temperatura de 700°C 
• Limitações: 
o Processo lento por secar uma amostra de cada vez; 
o Repetibilidade não muito boa: variação de energia elétrica durante as 
medidas; 
o Pouco preciso. 
Secagem em fornos de micro ondas: 
• Método novo e muito rápido, porém, não é um método padrão; 
• Energia do micro ondas: radiação eletromagnética; 
• Amostra úmida é exposta à radiação de micro ondas: moléculas com cargas 
elétricas dipolares como a água giram na tentativa de alinhar seus dipolos; 
• Fricção resultante: calor, que é transferido para moléculas vizinhas; 
• Micro ondas: aquece o material mais rapidamente e mais seletivamente. 
Secagem em dessecadores: 
• Secagem a temperatura ambiente: muito lenta e alguns casos pode levar 
meses; 
• São utilizados com vácuo e compostos químicos absorventes de água; 
• Utilização de vácuo e temperatura (50°C). 
Método por destilação: 
• Há mais de 70 anos, mas não é muito utilizado por sua grande morosidade; 
• Vantagens: protege a amostra contra oxidação pelo ar e diminui as chances 
de decomposição - temperaturas mais “amenas” x secagem direta; 
• Utilizado para grãos e condimentos (comp. Voláteis). 
Método químico - Karl Fischer: 
• Emprega o reagente Karl Fischer (1936); 
• Iodo, dióxido de enxofre, piridina e um solvente (metanol) - I2 : 3 SO2 : 10 C5H5N 
• Procedimento do método: baseia titulação visual ou eletrométrica; 
• I2 (0) é reduzido a HI (-1) na presença de água; 
• Quando toda a água da amostra for consumida - reação cessa; 
• Titulação visual: a solução da amostra permanece amarelo-canário enquanto 
houver água presente, mudando para amarelo-escuro e, no pontofinal, para 
amarelo-marrom, característico do iodo em excesso; 
o Método menos preciso (soluções coloridas); 
Métodos Físicos: 
• Absorção de radiação infravermelha; 
• Cromatografia gasosa; 
• Ressonância nuclear magnética; 
• Índice de refração; 
• Densidade; 
• Condutividade elétrica; 
• Constante dielétrica. 
Cálculo de umidade em alimentos 
Dados: 
• Peso do cadinho = 38,760 g 
• Peso da amostra = 5,675 g 
• Peso final (amostra + cadinho) = 43,096 g 
(peso do cadinho + peso da amostra)i - (peso do cadinho + peso da amostra)f 
= peso umidade/água 
= (44,435 g) - (43,097 g) 
= 1,339 g de umidade/água 
 
1,339 g -------- 5,675 g 
X ----------------- 100% 
X = 23,59 % de umidade 
 
(peso do cadinho + peso da amostra)f - (peso do cadinho) 
= peso dos sólidos totais 
= (43,096 g) - (38,760 g) 
= 4,336 g de sólidos totais