A ANÁLISE DE ALIMENTOS - MAPA 2014

CONSIDERAÇÕES INICIAIS

A análise de alimentos é uma área muito importante no ensino das ciências que estudam alimentos, pois ela atua em vários segmentos do controle de qualidade, do processamento e do armazenamento dos alimentos processados. Muitas vezes, o termo análise de alimentos é substituído por outros temos como “química de alimentos” e  bromatologia, que se consagraram na literatura.

A palavra Bromatologia deriva do grego: Broma, Bromatos significa “dos alimentos”; e Logos significa Ciência. Portanto, por extensão dos termos BROMATOS e LOGOS, pode-se definir Bromatologia como a ciência que estuda os alimentos.

A Bromatologia estuda os alimentos, sua composição química, sua ação no organismo, seu valor alimentício e calórico, suas propriedades físicas, químicas, toxicológicas e também adulterantes, cantaminantes, fraudes, etc. A Bromatologia relaciona-se com tudo aquilo que, de alguma forma, é alimento para os seres humanos, tem a ver com o alimento desde a produção, coleta, transporte da matéria-prima, até a venda como alimento natural ou industrializado, verifica se o alimento se enquadra nas especificações legais, detecta a presença de adulterantes, aditivos que são prejudiciais à saúde, se a esterilização é adequada, se existiu contaminação com tipo e tamanho de embalagens, rótulos, desenhos e tipos de letras e tintas utilizadas. Enfim, tem a ver com todos os diferentes aspectos que envolvem um alimento, com isso permitindo o juízo sobre a qualidade do mesmo.

Química bromatológica estuda a composição química dos alimentos, bem como suas características de aptidão para o seu consumo. Importante conhecer técnicas e métodos adequados que permitam conhecer a composição centesimal dos alimentos, ou seja, determinar o percentual de umidade, proteínas, lipídeos, fibras, carboidratos, que permitam o cálculo do volume calórico do alimento.

2- GENERALIDADES SOBRE ALIMENTOS

            Definiremos, a seguir, alguns termos que julgamos pertinentes:

ALIMENTOS: “toda a substância ou mistura de substância, que ingerida pelo homem fornece ao organismo os elementos normais à formação, manutenção e desenvolvimento”. Outra definição seria aquela que diz que alimento “é toda a substância ou energia que, introduzida no organismo, o nutre. Devendo ser direta ou indiretamente não tóxica”.

ALIMENTOS SIMPLES: São aquelas substâncias que por ação de enzimas dos sucos digestivos são transformadas em metabólitos (açúcares, lipídios, proteínas).

METABÓLITOS: são os alimentos diretos, ou seja, são substâncias metabolizadas depois de sua absorção (água, sais, monossacarídeos, aminoácidos, ácidos graxos).

ALIMENTOS COMPOSTOS: São substâncias de composição química variada e complexa, de origem animal ou vegetal, ou formada por uma mistura de alimentos simples (leite, carne, frutas, etc).

ALIMENTOS APTOS PARA O CONSUMO: São aqueles que respondendo às exigências das leis vigentes, não contém substâncias não autorizadas que constituam adulteração, vendendo-se com a denominação e rótulos legais. Também são chamados de alimentos GENUÍNOS. Alimentos NATURAIS são aqueles alimentos que estão aptos para o consumo, exigindo-se apenas a remoção da parte não comestível (“in natura”).  A diferença entre alimentos genuínos e naturais radica em que sempre os alimentos genuínos devem estar dentro das regulamentações da lei; no entanto, nem sempre o alimento natural pode ser genuíno, como por exemplo uma fruta que está com grau de maturação acima da maturação fisiológica permitida.

ALIMENTOS NÃO APTOS PARA O CONSUMO: São aqueles que por diferentes causas não estão dentro das especificações da lei. Podem ser:

a)  ALIMENTOS CONTAMINADOS: são aqueles alimentos que contém agentes vivos (vírus, bactérias, parasitas, etc.) ou substâncias químicas minerais ou orgânicas (defensivos, metais pesados, etc.) estranhas à sua composição normal, que pode ser ou não tóxica, e ainda, componentes naturais tóxicos (sais como nitratos, etc.), sempre que se encontrem em proporções maiores que as permitidas.

b)  ALIMENTOS ALTERADOS: são os alimentos que por causas naturais, de natureza física, química ou biológica, derivada do tratamento tecnológico não adequado, sofrem deteriorações em suas características organolépticas, em sua composição intrínseca ou em seu valor nutritivo. Como exemplo de alimentos alterados temos o odor característico da carne início do estágio de decomposição, o borbulhar do mel (fermentação), ou latas de conservas estufadas (enchimento excessivo ou desenvolvimento de microorganismos)

c)  ALIMENTOS FALSIFICADOS: São aqueles alimentos que tem aparência e as características gerais de um produto legítimo e se denominam como este, sem sê-lo ou que não procedem de seus verdadeiros fabricantes, ou seja, são alimentos fabricados clandestinamente e comercializados como genuínos (legítimos). Pode acontecer que o alimento falsificado esteja em melhores condições de qualidade que o legítimo, mas por ser fabricado em locais não autorizados ou por não proceder de seus verdadeiros fabricantes, é considerado falsificado e, portanto, não apto ao consumo.

d)  ALIMENTOS ADULTERADOS: São aqueles que tem sido privado, parcial ou totalmente, de seus elementos úteis ou característicos, porque foram ou não substituídos por outros inertes ou estranhos. Também a adição de qualquer natureza, que tenha por objetivo dissimular ou ocultar alterações, deficiências de qualidade da matéria-prima ou defeitos na elaboração, que venham a constituir adulteração do alimento. A adulteração pode ser por acréscimo de substâncias estranhas ao alimento (por exemplo água no leite ou vísceras em conservas de carnes,  amido no doce de leite, melado no mel), por retirada de princípios ativos ou partes do alimento (retirada da nata do leite ou cafeína do café) ou por ambas as simultaneamente.

3- IMPORTÂNCIA DA ANÁLISE DE ALIMENTOS

Indústrias – controle de qualidade, controle de processos em águas, alimentos, matérias-primas, produto acabado, embalagens, vida-de-prateleira, etc);

Universidades e Institutos de pesquisa - desenvolvimento de metodologia, controle de processos em pesquisas, prestação de serviços, etc.

Órgãos Governamentais – registro de alimentos, fiscalização na venda e distribuição, etc

4- CLASSIFICAÇÁO DA ANÁLISE DE ALIMENTOS

            Existem três tipos de aplicações em análise de alimentos:

·      Controle de qualidade de rotina: é utilizado tanto para checar a matéria prima que chega, como o produto acabado que sai de uma indústria, além de controlar os diversos estágios do processamento. Nestes casos, de análises de rotina, costuma-se, sempre que possível, utilizar métodos instrumentais que são bem mais rápidos que os convencionais.

·      Fiscalização: é utilizado para verificar o cumprimento da legislação, através de métodos analíticos que sejam precisos e exatos e, de preferência, oficiais.

·      Pesquisa: é utilizada para desenvolver ou adaptar métodos analíticos exatos, precisos, sensíveis, rápidos, eficientes, simples e de baixo custo na determinação de um dado componente do alimento

5- Método de Análise

            Em análise de alimentos, os objetivos se resumem em determinar um componente específico do alimento, ou vários componentes, como no caso da determinação da composição centesimal.

            A determinação do componente deve ser através da medida de alguma propriedade física, como: medida de massa ou volume, medida de absorção de radiação, medida do potencial elétrico, etc.

            Existem dois tipos básicos de métodos em análise de alimentos: métodos convencionais e métodos instrumentais. Os primeiros são aqueles que não necessitam de nenhum equipamento sofisticado, isto é, utilizam apenas a vidraria e reagentes, e geralmente são utilizados em gravimetria e volumetria. Os métodos instrumentais, como o próprio nome diz, são realizados em equipamentos eletrônicos mais sofisticados. São utilizados, sempre que possível os métodos instrumentais no lugar dos convencionas.

Escolha do método analítico

            Em, alimentos, a escolha do melhor método de análise é um passo muito importante, pois o alimento é, geralmente, uma amostra muito complexa, em que os vários componentes da matriz podem estar interferindo entre si. Por isso, em muitos casos, um determinado método pode ser apropriado para um tipo de alimento e não fornecer bons resultados para outro. Portanto a escolha do método vai depender do produto a ser analisado.

            A escolha do método analítico vai depender de uma série de fatores:

Quantidade relativa do componente desejado: Os componentes podem ser classificados em maiores (mais de 1%), menores (0,01 – 1%), micros (menos de 0,01%) e traços (ppm e ppb) em relação ao peso total da amostra. No caso dos componentes maiores, são perfeitamente empregáveis os métodos analíticos convencionais, como os gravimétricos e volumétricos. Para os componentes menores e micros, geralmente é necessário o emprego de técnicas mais sofisticadas e altamente sensíveis, como os métodos instrumentais.

Exatidão requerida: Os métodos clássicos podem alcançar uma exatidão de 99,9%, quando um composto analisado se encontra em mais de 10% na amostra. Para componentes presentes em quantidade menores que 10%, a exatidão cai bastante, e então a escolha do método deve recair sobre os instrumentais

Composição química da amostra: A presença de substâncias interferentes é muito constante em alimentos. A escolha do método vai depender da composição química dos alimentos, isto é dos possíveis interferentes em potencial. Em análise de materiais de composição extremamente complexa, o processo analítico se complica com a necessidade de efetuar a separação dos interferentes antes da medida final. Na maioria das determinações em alimentos, as amostras são complexas, necessitando de uma extração ou separação prévia dos componentes a ser analisado.

Recursos disponíveis: muitas vezes não é possível utilizar o melhor método de análise em função do seu alto custo, que pode ser limitante em função do tipo de equipamento ou até mesmo ao tipo de reagente ou pessoal especializado.

6 - Esquema geral para análise quantitativa

Qualquer análise quantitativa depende sempre da medida de uma certa quantidade física, cuja magnitude deve estar relacionada à massa do componente de interesse presente na amostra tomada para análise. Porém esta medida vai ser, geralmente, apenas a última de uma série de etapas operacionais que compreende toda a análise. As etapas descritas abaixo dão um exemplo de um processo  funcional de uma análise quantitativa

a) Amostragem

            A amostragem é o conjunto de operações com os quais se obtém, do material em estudo, uma porção relativamente pequena, de tamanho apropriado para o trabalho no laboratório, mas que ao mesmo tempo represente corretamente todo o conjunto da amostra. A maior ou menor dificuldade da amostragem vai depender da homogeneidade da amostra. É necessário que a quantidade de amostra seja conhecida (peso ou volume) nas operações subseqüentes.

b) Sistema de processamento da amostra

            A preparação da amostra está relacionada com o tratamento que ela necessita antes de ser analisada, como: a moagem de sólidos, a filtração de partículas sólidas em líquidos, a eliminação de gases etc.

c) Reações químicas ou mudanças físicas

            Fazem parte da preparação do extrato para análise. Os processos analíticos compreendem o manuseio da amostra para obtenção de uma solução apropriada para a realização da análise. O tipo de tratamento a usar depende da natureza do material e do método analítico escolhido. Geralmente, o componente de interesse é extraído com água ou com solvente orgânico, e às vezes é necessário um ataque com ácido. Os reagentes químicos introduzidos na preparação do extrato não poderão interferir nos passos seguintes da análise ou, se o fizerem, deverão ser de fácil remoção.

d) Separações

            Consiste na eliminação de substâncias interferentes. Raramente as propriedades físicas utilizadas na medida quantitativa de um componente são especificas para urna única espécie, pois elas podem ser compartilhadas por várias outras espécies. Quando isso acontece, é necessário eliminar estes interferentes antes da medida final. Há duas maneiras para eliminar uma substância interferente: a sua transformação em uma espécie inócua (por oxidação, redução ou complexação); ou o seu isolamento físico corno uma fase separada (extração com solventes e cromatografia).

e) Medidas

            Todo processo analítico é delineado e desenvolvido de modo a resultar na medida de uma certa quantidade, a partir da qual é avaliada a quantidade relativa do componente na amostra.

f) Processamento de dados e avaliação estatística

            O resultado da análise é expresso em forma apropriada e, na medida do possível, com alguma indicação referente ao seu grau de incerteza (médias e desvios, coeficientes de variação).

AMOSTRAGEM E PREPARO DA AMOSTRA PARA ANÁLISE

            Os resultados de uma análise quantitativa somente poderão ter o valor que dela se espera na medida em que a porção do material submetida ao processo analítico representar, com suficiente exatidão, a composição média do material em estudo. A quantidade de material tornada para a execução da análise é relativamente pequena em comparação com a totalidade do material em estudo, Portanto é importante considerar os seguintes fatores para tirar uma amostragem:

·   Finalidade da inspeção: aceitação ou rejeição. avaliação da qualidade média e determinação da uniformidade;

·   Natureza do lote: tamanho, divisão em sub-lotes e se está a granel ou embalado;

·   Natureza do material em teste: sua homogeneidade. tamanho unitário, história prévia e custo;

·   Natureza dos procedimentos de teste: significância. procedimentos destrutivos ou não destrutivos e tempo e custo das análises.

            “Amostra” é definida como “uma porção limitada do material tomada do conjunto - o universo, na terminologia estatística - selecionada de maneira a possuir as características essenciais do conjunto”.

            Amostragem é a série sucessiva de etapas operacionais especificadas para assegurar que a amostra seja obtida com a necessária condição de representatividade. A amostra é obtida através de incrementos recolhidos segundo critérios adequados. A reunião dos incrementos forma a amostra bruta. A amostra de laboratório é o resultado da redução da amostra bruta mediante operações conduzidas de maneira a garantir a continuidade da condição de representatividade da amostra. A amostra para a análise é uma porção menor da amostra de laboratório. suficientemente homogeneizada para poder ser pesada e submetida à análise.

            Em resumo, o processo da amostragem compreende três etapas principais:

a)        coleta da amostra bruta:

b)        preparação da amostra de laboratório;

c)        preparação da amostra para análise.

A) Aspectos fundamentais para a amostragem:

a)        a amostra deve ser representativa da totalidade do alimento;

b)        a amostra não deve causar prejuízo econômico significativo;

c)        a parte da amostra a ser analisada numa análise de contraprova deve ser representativa da totalidade da amostra.

B) Coleta da Amostra Bruta:

            Idealmente, a amostra bruta deve ser uma réplica, em tamanho reduzido, do universo considerado, tanto no que diz respeito à composição como à distribuição do tamanho da partícula.

·      amostras fluidas (liquidas ou pastosas) homogêneas, podem ser coletadas em frascos com o mesmo volume, do alto, do meio e do fundo do recipiente, após agitação e homogeneização.

·   amostras sólidas, cujos constituintes diferem em textura, densidade e tamanho de partículas, devem ser moídas e misturadas.

·      quantidades: o material a ser analisado poderá estar a granel ou embalado (caixas, latas, etc.)

Þ                No caso de embalagens únicas ou pequenas lotes, todo o material pode ser tomado como amostra bruta;

Þ                Para lotes maiores, a amostragem deve compreender de 10 a 20 % do nº de embalagens contidas no lote, ou 5 a 10% do peso total do alimento a ser analisado;

Þ                Lotes muito grandes: toma-se a raiz quadrada do nº de unidades do lote.

C) PREPARAÇÃO DA AMOSTRA DO LABORATÓRIO (Redução da amostra bruta)

a)    Alimentos Secos (em pó ou granulares): A redução poderá ser manual ou através de equipamentos.

          - Manual: quarteamento;

          - Equipamentos: amostrador tipo Riffle; amostrador tipo Boerner

b)  Alimentos líquidos: misturar bem o líquido no recipiente por agitação, por inversão e por repetida troca de recipientes. Retirar porções de líquido de diferentes partes do recipiente, do fundo, do meio e de cima, misturando as porções no final.

c)    Alimentos Semi-sólidos (úmidos) (queijos duros e chocolates): As amostras devem ser raladas e depois pode ser utilizado o quarteamento, como no caso de amostras em pó ou granulares.

d)    Alimentos Úmidos (carnes, peixes e vegetais): A amostra deve ser picada ou moída e misturada; e depois, se necessário, passar pelo quarteamento, para somente depois ser tomada a alíquota suficiente para a análise. A estocagem deve ser sob refrigeração.

e)    Alimentos Semiviscosos ou Pastosos (pudins, molhos, etc.) e Alimentos líquidos contendo sólidos (compotas de frutas, vegetais em salmoura e produtos enlatados em geral): As amostras devem ser picadas em liquidificador ou bag mixer, misturadas e as alíquotas retiradas para análise. Deve-se tomar cuidado com molhos de saladas (emulsões), que podem separar em duas fases no liquidificador.

f)    Alimentos com emulsão (manteiga e margarina): As amostras devem ser cuidadosamente aquecidas a 35 ºC em frasco com tampa e depois agitado para homogeneização. A partir daí são retiradas alíquotas necessárias para análise.

g)    Frutas: As frutas grandes devem ser cortadas ao meio, no sentido longitudinal e transversal, de modo a repartir em quatro partes. Duas partes opostas devem ser descartadas e as outras duas devem ser juntadas e homogeneizadas em liquidificador. As frutas pequenas podem ser simplesmente homogeneizadas inteiras no liquidificador.