Preparação de Amostras: Etapas e Procedimentos para Análises de Fibra, Gordura e Acidez, Notas de aula de Nutrição

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

CAMPUS JATAÍ

CURSO DE ZOOTECNIA

RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO

AMANDA ALVES VALENTE

ANÁLISES DE ALIMENTOS

JATAÍ-GO

AMANDA ALVES VALENTE

ANÁLISES DE ALIMENTOS

Relatório Final de Estágio Curricular Obrigatório Apresentado ao Colegiado do Curso de Zootecnia, como parte das exigências para a obtenção do título de Bacharel em Zootecnia.

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Orientadora Profa^ Dra^ Marcia Dias

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Supervisor Dr. Carlos Henrique Hoff Brait

JATAÍ-GO 2011

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AGRADECIMENTOS

À Deus, que é o único digno de honra e exaltação, que me sustenta com sua destra fiel. Aos meus pais Rosa Luiza Alves e Nilson José Valente, pelo incentivo e apoio nos momentos bons e ruins e que não mediram esforços para garantir o meu sustento até aqui. À minha orientadora Marcia Dias, pelo apoio, paciência e disponibilidade de tempo e pela excelência no ensino. Às minhas irmãs Priscíla Alves e Cintia Epfânia, pela tolerância nos momentos de estresse e pela ajuda concedida. Ao meu namorado Marcos Pereira pelo carinho e compreensão nos dias de estudo. À todos os que foram meus professores durante o curso de Zootecnia e ao coordenador de estágio Fernando Dias pela disposição em ajudar na realização deste estágio. Ao meu supervisor de estágio Carlos Henrique Hoff Brait, por permitir a realização do estágio em sua empresa e a todos analistas e amigos do Laboratório EXATA. À todos aqueles que me fizeram chorar, me ajudando a ser forte e persistente nos meus sonhos, eu só tenho a dizer “Muito Obrigado”!

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“Não é assim entre vós; pelo contrário, quem quiser torna-se grande entre vós, será esse que vos sirva; e quem quiser ser o primeiro entre vós será o vosso servo”. Mateus 20. 26-

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LISTA DE TABELAS

TABELA 1 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NO LABORATÓRIO EXATA, JATAÍ - GO, NO PERÍODO DE 25/07/2011 A 03/10/2011 ..................................................... 06 TABELA 2 MOINHO E PENEIRA UTILIZADOS EM FUNÇÃO DO TIPO DE AMOSTRA .... 08 TABELA 3 TABELA DE TEMPERATURA DE SECAGEM E TIPO DE MATERIA ................ 10 TABELA 4 QUANTIDADE DE AMOSTRA, SOLUÇÃO E TIPO DE SOLUÇÃO ESPECÍFICA PARA O TIPO DE AMOSTRA ANALISADA................................. 19 TABELA 5 VALORES DE ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO DE ALGUMAS GORDURAS ...... 20 TABELA 6 QUANTIDADE DE MATERIAL E ÁCIDO PARA DIGESTÃO EM CHAPA ........... 27

1. IDENTIFICAÇÃO

Acadêmica: Amanda Alves Valente Matrícula nº 064770.

Orientadora: Profa. Marcia Dias. Profa. do Curso de Zootecnia do CAJ/UFG

Supervisor: Dr. Carlos Henrique Hoff Brait. Engenheiro Químico do Laboratório Exata

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3. DESCRIÇÃO DA ROTINA E DO CAMPO DE ESTÁGIO

O Laboratório Exata possui sede própria e modernas instalações construídas de acordo com as normas específicas para laboratórios, conta com sala de recepção escritório, setor administrativo, biblioteca, laboratório de análises, salas específicas para preparação de material, sala de pesagem e análise instrumental, além de uma equipe especializada com profissionais treinados para oferecer serviço em análises agroindustriais. Esta empresa iniciou seu trabalho em 1997 e tem como objetivo suprir a carência na região de uma empresa especializada na área de análises agroindustriais e de oferecer um serviço rápido, confiável e de baixo custo. O Laboratório Exata possui três sócios proprietários e quadro de funcionários com 18 pessoas compreendendo administração, gerência do laboratório, analistas e funcionários do setor de limpeza. São feitas aproximadamente 40.000 análises anualmente, sendo 30.000 de solos, 8.000 de rações, e 2.000 análises de sal mineral, foliar, fertilizantes, corretivos, água, resíduos e metais pesados, atendendo empresas e proprietários rurais do município de Jataí e região. Inicialmente o estagiário conhece o planejamento da rotina a ser seguida diariamente por cada analista e de acordo com suas rotinas é estabelecido um período de acompanhamento das análises. Esse período é de aproximadamente duas semanas para cada analista e não para cada análise, pois, cada analista realiza duas ou mais análises. O estagiário acompanha e participa a verificação da calibração de balanças analítica, semi-analíticas e de precisão, assim como de peagâmetro que serão utilizados no decorrer das análises. A rotina é baseada no número de amostras a serem analisadas no dia, pois o resultado final de todas as análises deve ser entregue no prazo estabelecido pela empresa. Diariamente ao chegar ao laboratório é preciso olhar a numeração das amostras a serem analisadas, depois pegar essas amostras no armário de amostra ou se for o caso, na sala de preparo de ração, e então seguir os passos de acordo com a técnica de cada análise. Antes de cada análise é feito o preparo de soluções, a separação dos reagentes e vidrarias que serão utilizadas, bem como a numeração de identificação das vidrarias.

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O estagiário acompanha todas as etapas das análises, sendo que algumas análises começam no período da manhã e terminam somente à tarde ou no dia seguinte. No decorrer das análises todos os dados obtidos são enviados para um programa (Ceres) onde é possível gerar um laudo, observar o resultado final de todas as análises e identificar se houve erros analíticos. Quando ocorre algum erro analítico ou resultado que não está de acordo com os padrões estabelecidos para cada amostra analisada, é feito a repetição da análise para se ter um laudo correto e confiável. Assim, o estagiário tem a oportunidade de participar efetivamente das análises realizadas pelos analistas, sendo importante profissionalmente, pela experiência do desenvolvimento prático das atividades de cada análise que envolve a nutrição animal. Além do contato com vários alimentos utilizados para a nutrição de bovinos, suínos e aves, obtendo conhecimento da composição nutricional de cada alimento, e da presença de componentes que podem ser tóxicos aos animais, o que permite correlacionar os dados obtidos das análises dos alimentos ao devido processamento dos mesmos.

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5. DESCRIÇÃO E DISCUSSÃO DE ANÁLISE DE ALIMENTOS

5.1. Introdução

A análise de alimentos tem sido utilizada por pessoas que procuram alta produtividade com a máxima expressão do potencial genético dos animais. Ao formular uma ração e escolher os ingredientes é muito importante que se faça a análise química desse alimento, pois, com base nesta, o zootecnista poderá ter as informações adequadas sobre a composição do alimento bem como sua limitação nutricional, para balancear a ração de acordo com as exigências de cada espécie animal. Assim, é notável a importância da análise química dos diferentes alimentos para a nutrição animal, e é imprescindível que uma análise seja criteriosa na avaliação de cada amostra analisada. O cuidado no conhecimento acurado do conteúdo químico e energético dos alimentos deve ser redobrado quando se faz uso principalmente de co- produtos de origem animal, devido a pouca padronização desses alimentos, cujos valores nutritivos variam conforme o processamento a que são submetidos e ao tipo e às proporções de seus constituintes (Gomes et al., 2007).

5.2. Análises realizadas

5.2.1. Preparo das amostras e matéria seca

Para se ter uma análise criteriosa é importante que todas as etapas do processo ocorram de maneira organizada, a começar no envio de amostras para o laboratório. As amostras enviadas ao laboratório devem ser devidamente identificadas contendo principalmente o nome do proprietário, data, identificação do material e análise a ser realizada. Esses procedimentos foram feitos no laboratório Exata. Quando as amostras chegavam era feito o cadastro interno da amostra. Material como silagem, pastagem e material frescos com umidade elevada (>20%) eram mantidos em geladeira a temperatura entre 5 e 8ºC. Outros procedimentos corretos realizados foram o quarteamento e moagem das amostras. Antes das análises a amostra é quarteada em quarteador

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de aço inoxidável de oito canais. Depois é reduzida em partículas menores por moagem, a qual tem a função de aumentar a sua superfície de contato com os reagentes durante a análise química e possibilitar a realizar de análises de frações das amostras mais representativas e homogenias. Foram utilizados diferentes tipos de moinhos de acordo com o tipo de amostra, sendo eles: moinho de rotor (PRE-MOI-02), moinho multiuso (PRE-MOI-

3. e moinho de facas tipo Willye (PRE-MOI-04) para a moagem das amostras (Tabela 2).

Tabela 2. Moinho e peneira utilizados em função do tipo de amostra Material Moinho Peneira (Mash)^ Nº vezes que é moído Tempo (s) Farelo de soja PRE-MOI- 02 30 - 150 Rações PRE-MOI- 02 30 - 150 Milho, Sorgo, Milheto PRE-MOI- 02 20 - 150 Soja PRE-MOI- 03 - 3X 20 Farelo de bolacha PRE-MOI- 03 - 1X 20 Farelo de arroz PRE-MOI- 03 - 1X 20 Farinha pena aves PRE-MOI- 03 - 2X 20 Farinha vísceras aves PRE-MOI- 03 - 2X 20 Farinha vísceras suínos PRE-MOI- 03 - 2X 20 Farinha Carne/Ossos PRE-MOI- 03 - 2X 20 Calcário grosso PRE-MOI- 04 - 2X 15 Pig Plus PRE-MOI- 04 - 5X 15 DPS PRE-MOI- 04 - 1X 20 Silagem/Pastagem PRE-MOI- 04 20 - - Folhas PRE-MOI- 04 20 - - Caroço de algodão PRE-MOI- 03 - 2X 20 Girassol grãos PRE-MOI- 03 - 3X 20 Fonte: Laboratório EXATA.

Algumas amostras como fertilizantes e sal mineral, que já possuem partículas reduzidas não foram moídas, uma vez que já apresentam granulometria adequada. Após a moagem, uma parte da amostra é colocada em frascos com a numeração do cadastro e são guardadas em armário para a análise química e, outra parte da amostra, é enviada para a análise de umidade, para identificação

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Tabela 3. Tabela de temperatura de secagem e tipo de material Material Temperatura (°C) Rações 105 Sais 55 Óleo ou Gordura 65 Material com acima de 20% de umidade 65

5.2.2. Determinação da Proteína Bruta pelo Método Kjeldahl

Este método é utilizado para determinar o teor de proteína bruta das amostras por digestão com ácido sulfúrico em presença de catalisador. O método baseia-se em três etapas: digestão, destilação e titulação. O nitrogênio da amostra é transformado em sulfato de amônio por digestão ácida e em nitrogênio amoniacal por destilação em meio alcalino. O nitrogênio é então quantificado por titulação em ácido padronizado e multiplicado pelo fator adequado para transformação para proteína bruta, o que era considerando o valor de 6,38 para produtos lácteos e 6,25 para os demais produtos. Esse valor corresponde à relação do valor médio de nitrogênio presente na proteína dos alimentos, ou seja, 16% (100/16). Entretanto, esse percentual varia conforme o alimento, uma vez que diferentes aminoácidos irão compor uma determinada proteína. Porém, é recomendada a padronização de 6,25 para a comparação entre alimentos. A digestão foi realizada com ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) e a mistura catalítica utilizada para digestão foi a de sulfato de sódio anidro e sulfato de cobre pentaidratado, o que está de acordo com Silva & Queiroz (2009). A etapa de digestão ocorreu no bloco digestor com a temperatura máxima de 350°C. Foi utilizado o Scrubber para neutralização dos gases a partir da temperatura de 250°C. O processo de digestão terminou com a viragem da cor para verde claro em aproximadamente 5 horas de digestão. A temperatura correta utilizada durante a digestão é importante, pois temperatura muito elevada pode provocar a perda de compostos nitrogenados por volatilização. Segundo Silva & Queiroz (2009), a digestão é realizada em temperatura próxima a 400ºC, porque o ponto de ebulição do ácido sulfúrico é

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aumentado pelo sulfato de cobre pentaidratado, resultando em tempo analítico de 2 a 4 horas. Esta etapa é a que demanda maior tempo durante toda análise. Depois da digestão procede-se a destilação, realizada no Destilador de Nitrogênio TE-036 TECNAL®. Na destilação, o sulfato de amônio é tratado com NaOH para que ocorra a liberação da amônia. A amônia liberada foi recebida pela solução de ácido bórico e então foi feita a titulação com solução de H 2 SO 4 0,1 N logo após o processo de titulação, concordando com Silva & Queiroz (2009), que indica um período de no máximo duas horas para titular após a destilação, pois a amônia está fracamente ligada ao ácido bórico. O mesmo procedimento foi adotado para o teste em branco, visando eliminar interferências e contaminação dos reagentes que podem apresentar nitrogênio em sua composição química, mascarando o valor real da concentração de nitrogênio presente na amostra.

Proteína Bruta% = (Va – Vb) x N x 6,25 x 0,014 x 100/ P

Onde: Va = volume de H 2 SO 4 0,1 N gasto na titulação (mL); Vb= volume de H 2 SO 4 0,1 N gasto na prova em branco (mL); N = Normalidade padronizada; 6,25 = fator de transformação de nitrogênio em proteína; 0,014 = miliequivalente grama de nitrogênio; P = massa da amostra (g).

5.2.3. Determinação da Proteína Bruta pelo Método Dumas

O método Dumas consiste na queima completa da matéria orgânica em uma temperatura que pode variar de 700 a 750°C utilizando como catalizador o óxido cúprico na presença de oxigênio (Ribeiro, 2008). Segundo Lopes & Santana (2005), todo nitrogênio orgânico como inorgânico são transformados em gases de óxido nítrico (NO 2 ) sendo posteriormente reduzidos a gás nitrogênio (N 2 ), que liberado, é determinado através da condutividade térmica. Alguns autores tem observado valores inferiores de nitrogênio na metodologia de Kjeldahl em relação a metodologia de Dumas.

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5.2.4. Determinação da Fibra Bruta

Fibra Bruta é a parte dos carboidratos resistente ao tratamento sucessivo com ácido e base diluídos, representando a grande fração fibrosa dos alimentos (Silva & Queiroz, 2009). Esta análise é utilizada no laboratório para produtos e co-produtos de origem vegetal, forrageiras, rações e concentrados. A análise da fibra bruta foi feita com o tratamento sucessivo da amostra contida em saquinho de tecido não tecido (TNT; 100 g/m^2 ) com ácido sulfúrico 1,25% e hidróxido de sódio 1,25% diluídos a quente. A fibra bruta é representada pela fração que contém celulose, hemicelulose, lignina e suberina (cera) dos ingredientes. Para análise utilizou-se o Determinador de Fibra TE-149 da marca TECNAL®^ que permite analisar 30 amostras simultaneamente. O procedimento utilizado para esta análise está de acordo com o descrito por Silva & Queiroz (2009), porém o mesmo não foi seguido na íntegra devido ao fato de se ter usado um determinador de fibra muito eficiente e de alta tecnologia, que permitiu pesar menor quantidade de amostra, com maior agilidade e facilidade do procedimento. Foram pesados 0,350 gramas de amostras em saquinhos previamente tarados e identificados com lápis, em seguida foi feita a hidratação da amostra, que é uma técnica utilizada para evitar a formação de grumos durante a digestão, para se ter um digestão homogênea de toda amostra. Depois amostra hidratada foi colocada no determinador de fibra, com dois litros de solução ácida (H 2 SO 4 ) por 30 minutos. Essa extração ácida remove amidos, açúcares e parte da pectina e hemicelulose dos alimentos (Neumann, 2002). Após extração ácida, realizou-se cinco lavagens água deionizada, e então foi feita a segunda extração com dois litros de solução básica (NaOH) por 30 minutos. A extração com NaOH tem como objetivo retirar as proteína, pectinas, hemicelulose restante e parte da lignina (Mertens, 1992). Após extração, foi feita a lavagem com água deionizada e posteriormente ao processo de digestão, os saquinhos contendo o resíduo foram lavados com acetona e deixados sob papel absorvente até estarem bem secos para serem colocados em estufa de circulação de ar a 105°C por 4 horas.

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Como nesta análise ocorre a extração de parte da hemicelulose, esta não é recomendada para alimentos de ruminantes, pois, eles aproveitam também a hemicelulose por meio da microbiota ruminal sendo necessário uma análise mais critoriosa como a da fibra em detergente neutro e ácido. O valor da fibra bruta foi obtido pelo cálculo:

% FB = (PD – Tara) x 100 / PA

Onde: %FB = percentagem de fibra bruta do alimento; PD = peso do saquinho + amostra (g); Tara = peso do saquinho vazio (g); PA = peso da amostra (g).

5.2.5. Determinação da Fibra em Detergente Neutro (FDN)

A fibra em detergente neutro (FDN) é um resíduo fibroso composto por celulose, hemicelulose e lignina que são os principais componentes da parede celular das plantas (Silva & Queiroz, 2009). Tem sido relacionada à regulação da ingestão de alimentos, taxa de passagem e atividade mastigatória dos ruminantes (Cardoso et al., 2006). Para a análise de FDN foram pesados 0,350 g de amostra em saquinho de tecido não tecido (TNT, 100 g/m^2 ) previamente tarado, em seguida foi feita a hidratação da amostra dentro de um béquer com água fazendo-se uma homogeneização com as mãos por 30 minutos, então fez-se adição da solução de uréia e de 0,2 mL de alfa amilase, o conjunto foi aquecido em banho Maria a temperatura de 90°C por 15 minutos. Após os saquinhos foram dispostos nas bandejas do Determinador de Fibra TE-149 da marca TECNAL®^ onde a amostra foi digerida em detergente neutro juntamente com 1,5 mL de alfa amilase sob a temperatura de 100°C por 60 minutos. O detergente neutro tem a finalidade de realizar a extração baseada na solubilização de constituintes do conteúdo celular (proteínas, gorduras, carboidratos solúveis, pectina e outros; Souza et al., 2006). Depois se fez o escoamento da solução de detergente neutro presente no equipamento para um pote, com o intuito de se reutilizar essa solução, pois, de