Aula Elisa Preparo de Amostra para AnÃ¡lise de Alimentos

Disciplina Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2

Preparo de Amostra para Análise de Alimentos

Profa. Dra. Elisa d’Avila Costa Cavalcanti

Bromatologia


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



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



Pesquisa

- Melhoramento de produtos

- Novos produtos

- Nova metodologia analítica



Fiscalização

- Controle de qualidade

- Padronização de novos produtos


• 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


Análise de alimentos


A medida analítica é apenas uma de uma série de etapas operacionais de igual

importância ...

Considerações para a análise de alimentos


• 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...


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.


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).


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


Fluxograma da análise de alimentosAmostra bruta

Amostra de laboratório

Amostra pronta para análise

Resultado bruto

Resultado final


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


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.).


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





• 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



• Alimentos secos (em pó ou granulares):

– A redução pode ser feita manualmente ou por meio de equipamentos

Ex.: farinha, sal, açúcar, cereais, leguminosas




– Redução manual: quarteamento

1 2 3 4 5



– Redução por meio de equipamentosEx.: Amostrador tipo Riffle,

Amostrador tipo Boener


• Alimentos semi-sólidos:

– Ralar as amostras

– Redução por quarteamento

Ex.: queijos, chocolate



• Alimentos úmidos:

– A amostra deve ser picada ou moída, e misturada

– Redução por quarteamento

Ex.: carnes, peixes, vegetais



• 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



• Frutas– Grande: cortar, quartear e homogeneizar em liquidificador

– Pequenas: homogeneizar em liquidificador

– Proceder como alimentos líquidos



• Algumas amostras necessitam de tratamento especial


Fluxograma da análise de alimentosAmostra bruta

Amostra de laboratório

Amostra pronta para análise

Resultado bruto

Resultado final


Coleta da amostra bruta

Redução da amostra bruta


Medida analítica

Processamento dos dados e análise estatística








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)


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.


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)


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)


Moagem da amostra


Secagem da amostra

É a eliminação da umidade.

• Secagem até massa constante • Material biológico: 60-65 °C em estufa com circulação de

ar; liofilização;


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?


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


Secagem da amostra


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.



Muitas técnicas analíticas requerem amostras na forma de soluções:

• Clássicas – volumetria, gravimetria• Espectroanalíticas – espectrofotometria UV-VIS,

espectrometria de massas• Eletroanalíticas – potenciometria• Cromatográficas



• Posição e estado em que o analito se encontra na amostra

• Rendimento da extração e estabilidade do analitoDisciplina Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2


• Extração Sequencial (maior seletividade e eficiência)



• Mistura de solventes



• Parâmetros do processo de extração


Qualquer alteração desses parâmetros implica na reprodutibilidade do

resultado!


• Extração líquido-líquido

Exemplos:?


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:?


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.


Purificação de extratos


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.



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.



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


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?


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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