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Disciplina Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2
Preparo de Amostra para Análise de Alimentos
Profa. Dra. Elisa d’Avila Costa Cavalcanti
Bromatologia
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Ciência que estuda os alimentos sob vários aspectos:
• Análise dos alimentos e seus componentes químicos,naturais ou adicionados intencional ou acidentalmente;
• Estudo das bases de uma alimentação racional a partir doconhecimento da função dos componentes dos alimentosno organismo;
• Estudo da elaboração de normas e legislações adequadaspara assegurar a qualidade dos alimentos e reprimirfraudes;
Análise de Alimentos
• Indústrias• Universidades e centros de pesquisa
• Órgãos governamentais
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Análise de Alimentos
Controle de qualidade de rotina
- Rígido controle da matéria-prima até o produto final
- Valor pago pela matéria-prima depende da análise no seu recebimento
- Controle das várias fazes do processamento
- Uniformidade do produto final para ser liberado para venda
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Análise de Alimentos
Pesquisa
- Melhoramento de produtos
- Novos produtos
- Nova metodologia analítica
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Análise de Alimentos
Fiscalização
- Controle de qualidade
- Padronização de novos produtos
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• Natureza diversificada dos alimentos (matrizes).• A variabilidade entre as amostras de um mesmo
alimento.• A complexidade dos alimentos, o que leva a
problemas de interferências de outros constituintes.• A perecibilidade dos alimentos, o que limita o
tempo disponível para análise.• Grande diversidade de componentes para análise
(analitos) e suas faixas de concentração.
Principais dificuldades em análise de alimentos
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Análise de alimentos
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A medida analítica é apenas uma de uma série de etapas operacionais de igual
importância ...
Considerações para a análise de alimentos
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• Qual a informação analítica necessária?• Qual o método mais adequado?• Como obter amostra(s) representativa(s)?• Como preparar a amostra? (i.e. convertê-la em
uma forma adequada para a análise)• Quais os procedimentos de calibração/ medição?• O resultado obtido é confiável?• Apresentação dos resultados / Uso dos dados
Alguns possíveis problemas...
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Métodos de análise• Convencionais:
– são simples e baratos, não requerem equipamentos sofisticados;
– resultados demorados;– menos sensíveis, seletivos, exatos e precisos; – a maioria envolve medições diretas. Ex: gravimetria e volumetria.
• Instrumentais: – complexos e caros, requerem equipamentos mais sofisticados;– resultados rápidos;– mais sensíveis, seletivos, exatos e precisos;Ex: espectrofotometria e cromatografia.
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Métodos de análise• Métodos normalizados:
– aqueles desenvolvidos por um organismo de normalização ou outras organizações cujos métodos são aceitos pelo setor técnico em questão;
– validados em processos interlaboratoriais.
• Métodos não normalizados:– aqueles desenvolvidos pelo próprio laboratório (ou
outras partes) ou adaptado a partir de métodos normalizados e validados;
– não validados em processos interlaboratoriais.Disciplina Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2
Métodos de análise
Instrução Normativa 46/2007, MAPA:
PIQ Leites Fermentados
Escolha do método analítico• Objetivos da análise.
• Natureza e concentração do componente analisado (analito): – maiores > 1%;– menores 0,01 a 1%;– micro < 0,01%; – traços ou ultra-traços : ppm e ppb.
• Composição do produto (matriz): possibilidade interferentes.
• Características de desempenho requeridas:– sensibilidade, seletividade, exatidão, precisão e limites.
• Recursos (prazo, custos e infra-estrutura).
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Escolha do método analítico• Sempre que possível método instrumental
• Quando métodos convencionais devem ser empregados: – Alto custo dos equipamentos eletrônicos– Fiscalização com método oficial convencional– Inexistência de método instrumental– Em casos raros, o método convencional pode apresentar
resultado melhor
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Fluxograma da análise de alimentosAmostra bruta
Amostra de laboratório
Amostra pronta para análise
Resultado bruto
Resultado final
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Coleta da amostra bruta
Redução da amostra bruta
Preparo da amostra para análise
Medida analítica
Processamento dos dados e análise estatística
Amostragem
LOTE
INCREMENTOS
AMOSTRA BRUTA
AMOSTRA REDUZIDA
AMOSTRAS DE LABORATÓRIO
Registro
Amostragem
A maior ou menor dificuldade na amostragem vai depender da homogeneidade da amostra.
Caminhão de laranjas x lote de suco de laranja processado
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Amostragem• PLANO DE AMOSTRAGEM: Procedimento predeterminado para
seleção, retirada, preservação, transporte e preparação de porções aserem removidas de um lote como amostras representativas.
• Planos de amostragem variam entre diferentes empresas e órgãos.
• Como a porção tomada é pequena, deve-se considerar:
– finalidade da inspeção (controle de qualidade, verificação deuniformidade etc);
– natureza da população (tamanho, a granel, embalado etc.);– natureza do produto (homogeneidade, custo etc.);– natureza do método (destrutivo ou não, custos etc.).
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• A amostra bruta é frequentemente muito grande
– Deve ser reduzida mantendo a representatividade do todo
• Procedimento de acordo com o tipo de alimento
– Líquidos, secos, semi-sólidos, úmidos, pastosos, etc
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos líquidos:
– Misturar bem o líquido do recipiente (agitação, inversão e repetida troca de recipientes)
– Retirar porções de diferentes áreas do recipiente (fundo, meio e topo)
– Misturar todas as porções para obter a amostra reduzida
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos secos (em pó ou granulares):
– A redução pode ser feita manualmente ou por meio de equipamentos
Ex.: farinha, sal, açúcar, cereais, leguminosas
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos secos (em pó ou granulares):
– Redução manual: quarteamento
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos secos (em pó ou granulares):
– Redução por meio de equipamentosEx.: Amostrador tipo Riffle,
Amostrador tipo Boener
Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos semi-sólidos:
– Ralar as amostras
– Redução por quarteamento
Ex.: queijos, chocolate
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos úmidos:
– A amostra deve ser picada ou moída, e misturada
– Redução por quarteamento
Ex.: carnes, peixes, vegetais
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Alimentos semi-viscosos e pastosos
(Ex.: pudins, molhos)
• Alimentos líquidos contendo sólidos:
(Ex.: compotas de frutas, vegetais em salmoura, produtos enlatados em geral)
– A amostra deve ser homogeneizada em liquidificador
– Proceder com em alimentos líquidos
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Frutas– Grande: cortar, quartear e homogeneizar em liquidificador
– Pequenas: homogeneizar em liquidificador
– Proceder como alimentos líquidos
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Redução da amostra bruta: amostra de laboratório
• Algumas amostras necessitam de tratamento especial
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Fluxograma da análise de alimentosAmostra bruta
Amostra de laboratório
Amostra pronta para análise
Resultado bruto
Resultado final
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Coleta da amostra bruta
Redução da amostra bruta
Preparo da amostra para análise
Medida analítica
Processamento dos dados e análise estatística
Preparo da amostra para análise
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Preparo da amostra para análise
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Preparo da amostra para análise
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Preparo da amostra para análise
Depende da natureza da amostra e do método analítico
• Processamento da amostra– Ex.: moagem, filtração, secagem, eliminação de gases
• Reações químicas ou mudanças físicas– Ex.: extração com água ou solvente, desintegração da amostra, dispersão
e solubilização de componentes
• Separação de interferentes– Transformação (Ex.: oxidação, redução, complexação)
– Isolamento (Ex.: extração com solvente, cromatografia)
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Moagem da amostra
• Fragmentação da amostra com a diminuição do tamanho de partícula conforme conveniência do método.
• Aumenta a homogeneidade da amostra – maior representatividade com menor quantidade de amostra;
• Aumenta a área superficial da amostra – facilita processos de solubilização, decomposição e extração;
• Tipo de equipamento depende do tipo de amostra e do método analítico.
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Moagem da amostra
Cuidados para preservar a composição da amostra:
• Calor gerado (trituração) – Ex.: perda de voláteis, reações entre componentes da amostra
• Reações com a atmosfera (aumento da área superficial) – Ex.: oxidação de lipídios poli-insaturados
• Perda de umidade (calor gerado e aumento da área superficial)
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Moagem da amostra
Cuidados para preservar a composição da amostra:
• Mistura de materiais moles e duros – os mais duros ficam por último (tempo de trituração)
• Contaminação causada pelo equipamento (conhecer o equipamento e a análise)
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Moagem da amostra
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Secagem da amostra
É a eliminação da umidade.
• Secagem até massa constante • Material biológico: 60-65 °C em estufa com circulação de
ar; liofilização;
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Secagem da amostra
• Resultado em base seca ou base úmida• A concentração de água da amosta tem influência direta
sobre a concentração do analito
• Exercício explicativo: cinzas na farinha de trigo• Teor de umidade da farinha = 14%• 2,12g de amostra integral gerou 0,02g de cinzas• Teor (%) de cinzas em base úmida e em base seca?
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Secagem da amostra
• Exercício explicativo: cinzas na farinha de trigo• Teor de umidade da farinha = 14%• 2,12g de amostra integral gerou 0,02g de cinzas• 0,94% de cinzas em base úmida e 1,09% em base seca
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Secagem da amostra
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Registro:- Massa inicial;- Massa final;- Rendimento
Se secagem incompleta?
Moagem?
Extração do analito
• Objetivos:
• Dissolver quantitativamente os analitos de interesse;
• Extrair somente um/alguns componentes de interesse, deixando o resto da amostra (fração insolúvel) no estado sólido;
• Concentrar o analito desejável ou separá-lo das espécies interferentes.
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Extração do analito
Muitas técnicas analíticas requerem amostras na forma de soluções:
• Clássicas – volumetria, gravimetria• Espectroanalíticas – espectrofotometria UV-VIS,
espectrometria de massas• Eletroanalíticas – potenciometria• Cromatográficas
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Extração do analito
• Posição e estado em que o analito se encontra na amostra
• Rendimento da extração e estabilidade do analitoDisciplina Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2
Extração do analito
• Extração Sequencial (maior seletividade e eficiência)
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Extração do analito
• Mistura de solventes
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Extração do analito
• Parâmetros do processo de extração
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Qualquer alteração desses parâmetros implica na reprodutibilidade do
resultado!
Extração do analito
• Extração líquido-líquido
Exemplos:?
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Desintegração da amostraPara extração de um componente da amostra, muitas
vezes é necessária uma preparação prévia da mesma, a fim de se conseguir uma extração eficiente do componente em estudo.
Exemplos:?
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Desintegração da amostra• Desintegração mecânica: para amostras secas, utiliza- se
moagem em moinho de martelo. Para amostras úmidas, usa-se moedores do tipo para carnes ou liquidificadores.
• Desintegração enzimática: E útil em amostras vegetal, com o uso de celulases. Protease e amilases são úteis para solubilizar componentes de alto peso molecular (proteínas e polissacarídeos).
• Desintegração química: Vários agentes químicos podem ser usados na dispersão ou solubilização dos componentes dos alimentos.
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Purificação de extratos
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Geralmente análise de amostras complexas com medidas realizadas em equipamentos como HPLC, CG, necessitam de etapas de tratamento da amostra:• Extração;• Purificação do extrato;• Concentração;• Ajuste de condições do meio (pH, força iônica);• Ajuste da concentração, volume, etc.
Purificação de extratos
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A purificação do extrato visa eliminar substâncias provenientes da matriz que são co-extraídas e que podem interferir no método analítico.
• Evitar interferência;• Preservar as colunas cromatográficas;• Minimizar operações de limpeza do injetor e detector em
análises cromatográficas.
Purificação de extratos
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Preservação da amostra
O ideal é analisar a amostra o mais rápido possível, mas nem sempre é possível ...
• Inativação enzimática
• Diminuição das mudanças lipídicas
• Controle do ataque oxidativo
• Controle do ataque microbiológico
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Como?
Principais problemas do preparo de amostras
• Obtenção de alíquotas representativas;
• Perda de material;
• Remoção de materiais contaminantes da amostra sem remoção dos constituintes da mesma;
• Modificações enzimáticas antes e durante a rota analítica;
• Mudança na composição durante a moagem -componentes instáveis;
• Contaminação.Disciplina Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2
Observe...
• Nos protocolos, quais passos são referentes ao preparo da amostra e quais à quantificação do analito?
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Bibliografia
• CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. Editora UNICAMP, 2003.
• GONÇALVES, E. C. B. A. Análise de alimentos: uma visão química da nutrição. 4º edição. Livraria Varela, 2015.
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