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INTRODUÇÃO À BROMATOLOGIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
▲ Bromatos – dos alimentos
▲ Logos – ciência
Bromatologia relaciona ‐ se com tudo aquilo que é alimento. Estuda integralmente o alimento sua composição química, sua ação no organismo, seu valor alimentício e calórico, suas propriedades físicas, químicas, toxicológicas e também adulterantes, contaminantes, fraudes, etc.
ANÁLISE DE ALIMENTOS
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.
FUNÇÃO BÁSICA DA BROMATOLOGIA
- Estudo químico e nutricional dos constituintes fundamentais dos alimentos
▲ Alimentos glicídios
▲ Alimentos lipídicos
▲ Alimentos protéicos
▲ Vitaminas
▲ Minerais
▲ Água
- (^) Estudo químico nutricional dos constituintes secundários dos alimentos (enzimas, constituintes de cor, sabor e aroma)
TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
É aplicação da ciência e da engenharia para produção, processamento, embalagem, distribuição, preparação e usos dos alimentos. IFT- Institute of Food Technologist A aplicação de métodos e de técnicas para o preparo, armazenamento, processamento, controle, embalagem, distribuição e utilização dos alimentos. SCBCTA- Sociedade Brasileira de ciência e Tecnologia de Alimentos.
OBJETIVO :
- A mudança do alimento no tempo e no espaço.
- Permitir que se consumam alimentos sazonais em épocas diferentes da safra e também que se possibilite o consumo de determinados alimentos em locais onde não são produzidos.
- Maior vida útil aos alimentos;
- Aproveitamento dos produtos;
- Conservar as propriedades dos alimentos;
- (^) Desenvolver propriedades desejáveis nos alimentos;
- Separar e concentrar as partes aproveitáveis;
- Diversificar os produtos.
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 pesquisa, prestação de serviços, novas tecnologias de processamento, etc. Órgãos Governamentais: registro de alimentos, fiscalização na venda e distribuição, etc.
CLASSIFICAÇÃO DA ANÁLISE DE ALIMENTOS CONTROLE DE QUALIDADE DE ROTINA
▲ Verificar a matéria-prima que chega como o produto acabado que sai de uma indústria, além de controlar os
diversos estágios do processamento.
▲ Utilização de métodos instrumentais.
FISCALIZAÇÃO
▲ É utilizada 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.
Definição de Alimento: “toda substância ou mistura de substâncias, naturais ou processadas que, ingeridas pelo homem, garantam ao seu Organismo os materiais e a energia necessários para o desenvolvimento de seus processos biológicos. Inclui também as que são ingeridas por hábito, costumes ou como aditivos, tenham ou não valor nutritivo.” A expressão in natura significa "na natureza, da mesma natureza". É utilizada para descrever os alimentos de origem vegetal ou animal que são consumidos em seu estado natural, como por exemplo as frutas. A expressão utiliza-se sobretudo para caracterizar certos produtos alimentares, tanto de origem vegetal como animal, quando estes são distribuídos ou consumidos no seu estado natural, ou seja, sem terem sido sujeitos a qualquer transformação ou processamento.
FUNÇÕES DOS ALIMENTOS:
1. Específicas:
- Calóricas ou energéticas (glicídios, proteínas e gorduras)
- Plásticas (proteínas)
- Reguladoras (vitaminas e minerais)
2. Paraespecíficas:
- Saciedade
- Estimular prazer
- Sensação de plenitude
- Manutenção da imunidade
- Aumentar o peristaltismo intestinal
- Gerais: cultural, prazer, saciedade, imunidade, esvaziamento gástrico, aumentar peristaltismo intestinal, etc.
Classificação:
- Origem: vegetal, animal, mineral
- Possibilidade de conservação: não perecível (grãos, açúcares), semiperecíveis (frutas e hortaliças) e perecíveis (leite, carnes).
- Nutriente: ricos em carboidratos (cereais e derivados), protéicos (carnes), lipídicos (manteiga, óleos, cremes), vitamínicos e minerálicos (frutas e verduras), fibras (grãos e derivados integrais, frutas e verduras).
- AOAC (Official Analytical Chemists International): contém praticamente todo o tipo de análise (engloba produtos em geral) que se deseja realizar em alimentos;
- AACC( American Association of Cereal Chemists): específico de análise de cereais e seus subprodutos;
- AOCS ( American Oil Chemists’ Society): específico de análise de óleos, gorduras e seus subprodutos;
- Standart Methods for the Examination of Dairy Products: específico de análise de leite e seus subprodutos;
- Standart Methods for Examination of Water and Wastewater: específico de análise de água e resíduos aquosos. (Métodos Standart para Exame de Água e Esgoto).
MÉTODOS DE ANÁLISES DE ALIMENTOS:
Tipos de análises:
▲ Métodos convencionais (ex.: gravimetria, volumetria)
▲ Métodos instrumentais
Qual utilizar?
2. Quantidade do componente analisado: Classificação dos componentes em relação ao peso total da amostra: 3. Exatidão requerida: Métodos clássicos: exatidão (ex. ph) de até 99,9% quando o analito encontra-se em mais de 10% na amostra. Em quantidades <10% a exatidão cai significativamente, necessitando de **Métodos mais exatos e sofisticados.
- Composição química da amostra: presença de interferentes.** •Determinação de um componente predominante não oferece grandes dificuldades. •Material de composição complexa necessidade de efetuar a separação dos interferentes potenciais antes da medida. 5. Recursos disponíveis: nem sempre é possível utilizar o melhor método:
- Custo
- Reagente
- Equipamento
- Pessoal especializado
- Tempo 6. Número de amostras a analisar: Muitas amostras : pode-se escolher métodos que requerem operações mais demoradas e trabalhosas, como a calibração de equipamentos, montagem de aparelhos e a preparação de reagentes, pois o custo destas operações se distribui sobre o grande número de amostras a analisar; Poucas amostras : são preferíveis os métodos analíticos que permitem reduzir ao mínimo os preparativos preliminares e o custo da análise, ainda que o mesmo seja mais trabalhoso.
CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS E TRATAMENTO ESTATÍSTICO :
Antes de optar por um determinado método analítico deve-se considerar vários fatores. Entre estes a confiabilidade dos resultados que irá depender de vários fatores, como:
- Especificidade: Capacidade do método analítico em medir o composto de interesse, independente da presença de substâncias interferentes. O interferente não será computado com o composto de interesse, ou ele poderá ser descontado.
- Exatidão; Determinada pela variação entre vários resultados obtidos na medida de um determinado componente da mesma amostra. Desvio padrão entre as várias medidas e a média.
- Precisão; Mede quão próximo o resultado de um dado método analítico se encontra do real. Determinação da exatidão:
- Porcentagem de recuperação do composto de interesse que foi adicionado a amostra numa quantidade previamente conhecida
- Comparar os resultados com aqueles obtidos por outros métodos analíticos já definidos como exatos
- Sensibilidade; Descreve quanto a resposta varia com a variação da concentração do analito. Ex: Em métodos sensíveis, uma pequena diferença na concentração do analito causa grande variação no valor do sinal analítico medido. Pode ser medida no método e com o equipamento a ser utilizado
LIMITE DE DETECÇÃO
- Menor quantidade ou concentração de um dado componente que pode ser detectado pelo método, com um certo limite de confiabilidade utilizando determinado procedimento experimental O limite de detecção pode ser aumentado:
- aumentando a resposta da medida: numa medida colorimétrica, podemos usar reagentes colorimétricos que forneçam maior absorção da radiação;
- Aumentado o poder de leitura d equipamento, em análise instrumental MÉTODOS DE ANÁLISE O método ideal deve ser exato, preciso, prático, rápido e econômico. O analista deve decidir em função do objetivo da análise, quais atributos devem ser priorizados. Os métodos de análise podem ser classificados em vários tipos: Métodos oficiais: Métodos testados e aprovados por laboratórios competentes, que devem ser seguidos por uma legislação ou agência de fiscalização; Métodos padrões ou de referência: Métodos desenvolvidos e testados por um conjunto de laboratórios através de estudos colaborativos; Métodos rápidos: Métodos que reduzem o tempo de análise normalmente utilizado. Apresentam menor exatidão na medida (em relação ao método oficial) Útil em análises na determinação aproximada, como teor de umidade, teor de proteína e teor de gorduras em alimentos. Métodos modificados: Geralmente métodos oficiais ou padrões, que passam por alguma modificação, para criar alguma simplificação, ou adaptação segundo as condições existentes, ou, ainda, remover substâncias interferentes; Métodos automatizados: utilizam equipamentos automatizados.
MÉTODOS OFICIAIS DE ANÁLISE DE ALIMENTOS
Utilizados para análises oficiais:
- expedição de laudos técnicos
- laboratórios devem apresentar resultados similares
- Além da metodologia oficial, os laboratórios credenciados pelos órgãos competentes devem passar por um processo de inspeção periódica quanto a calibração de equipamentos e vidrarias, e nível de preparação (treinamento) de seus laboratoristas.
OBJETIVO
A mudança do alimento no tempo e no espaço. Permitir que se consumam alimentos sazonais em épocas diferentes da safra e também que se possibilite o consumo de determinados alimentos em locais onde não são produzidos.
Fatores que contribuíram para o desenvolvimento da tecnologia de alimentos: •Em relação ao aumento do consumo de produtos –Desenvolvimento demográfico –Influência social-trabalhista: êxodo dos trabalhadores para a indústria lares vazios –Situações de emergência: guerras •Em relação ao aproveitamento de matérias primas •Em relação á inovações tecnológicas •Em relação ao emprego de produtos dietéticos •Em relação à concorrência comercial
A defumação é o processo de expor alguns tipos de alimentos á fumaça, com objetivo de conservar e melhorar o seu
sabor. É o processo de conservação indicado para alimentos gordurosos, pois a gordura ajuda na retenção de
compostos aromáticos da fumaça, que alem de exercerem a função de conferir sabor e odor agraveis e estendem a
durabilidade do produto. A idade media constituiu um longo parêntese no estudo de novos procedimentos de
conservação e elaboração de alimentos.
No plano tecnológico, o maior impacto ocorreu em 1795, quando o fabricante de cerveja e depois confeiteiro Frances
Nicolas Appert conseguiu conservar diversos alimentos ao acondicioná-los em recipientes lacrados e depois aquecê-los
em água fervente.
O sistema idealizado por Appert foi um dos avanços científicos mais importantes da indústria alimentícia, que mais tarde
daria lugar á indústria de enlatados. 1860: a esterilização das latas era feita durante cinco ou seis horas a 100ºC, em água fervente. Mais tarde, conseguiu-se
aumentar temperatura par 115,5º C.
1847: Introduziu-se a autoclave, procedimento utilizado atualmente, embora de forma mais automatizada.
Os CHO’s são moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas:
- Fonte de energia
- Reserva de energia
- Estrutural -Matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas.
Funções nos alimentos:
- Gosto
- Textura
- Fornecimento de energia
- Outras
Classificação:
De acordo com número de carbonos, são três as classes principais de carboidratos:
- Monossacarídeos,
- (^) Oligossacarídeos,
- Polissacarídeos
MONOSSACARÍDEOS
Não podem ser hidrolisados a moléculas menores.
- Carboidratos simples, formados por cadeias de 3, 4, 5, 6, 7 carbonos, podendo ter um grupo funcional aldeído ou
cetona (aldoses e cetoses).
Um dos átomos de carbono é unido por uma dupla ligação a um átomo de oxigênio para formar um grupo carbonila; cada um dos outros átomos de carbono têm um grupo hidroxila.
CLASSIFICAÇÃO DOS MONOSSACARÍDEOS
MONOSSACARÍDEOS
Propriedades:
- (^) Higroscopicidade.
- Poder edulcorante;
OLIGOSSACARÍDEOS
Os oligossacarídeos são polímeros hidrolisáveis de monossacarídeos, cuja hidrólise total resulta em até 10 unidades de
monossacarídeos.
Estão incluídos nesta categoria:
- dissacarídeos,
- trissacarídeos e
- tetrassacarídeos
DISSACARÍDEOS
São os oligossacarídeos mais abundantes,
Com cadeias formadas por 2 moléculas de monossacarídeos. Entre eles, temos:
OLIGOSSACARÍDEOS
Propriedades:
- Higroscopicidade.
- Poder edulcorante; Doçura relativa de alguns açúcares: lactose (16); glicose (75); Sacarose (100); Frutose (175). Inversão dos açúcares (sacarose)
POLISSACARÍDEOS
Macromoléculas naturais consistem de longas cadeias contendo centenas ou milhares de unidades de
monossacarídeos, podendo ter estrutura linear ou ramificada.
Possuem duas funções biológicas principais, sendo elas:
Estruturais : que servem como estrutura mecânica, tanto nas plantas como nos animais;
Durante a cocção, em presença de água, o amido gelatiniza, pois os grânulos incham quando entram em contato com
um líquido. As partículas de amido escapam dos grânulos e ligam-se uma às outras produzindo uma rede, dentro da qual mantém
uma grande quantidade de água e, desta forma, o produto torna-se espesso.
Em repouso, porém, a rede de amido pode começar a contrair-se e espremer para fora a maior parte da água
(=sinérese).
Esta reversão do amido à sua insolubilidade em água fria é chamada retrogradação. Ex. molho branco ou pudim
deixados em repouso
A maior parte da nossa necessidade de carboidratos é fornecida por amidos. Os amidos se acham armazenados em
sementes, raízes, tubérculos, bulbos e em alguma porcentagem nos caules e nas folhas dos vegetais.
Encontram-se em grandes quantidades na batata, pão, arroz, macarrão e cereais.
Banana e maça verdes são ricas em amido, o qual se transforma em açúcar à medida que essas frutas amadurecem.
GLICOGÊNIO
Polissacarídeo de reserva da célula animal.
Extensamente ramificado e mais compactado que o amido.
Abundante no fígado, onde ele constitui até 7% do peso úmido do órgão, ele também está presente no músculo
esquelético.
CELULOSE
É o carboidrato mais abundante na natureza. Substância fibrosa, resistente e insolúvel em água. Possui função
estrutural, sendo componente da parede celular dos vegetais.
A celulose (C 6 H 10 05 )n é um polímero de cadeia longa composto de um só monômero (glicose). É um dos principais
constituintes das paredes celulares das plantas (cerca de 33% do peso da planta), em combinação com a lignina, com
hemicelulose e pectina e não é digerível pelo homem, constituindo uma fibra dietética. Alguns animais, particularmente
os ruminantes, podem digerir celulose.
Sua composição é semelhante ao amido e ao glicogênio sendo também um polímero de glicose, porém sua molécula possui uma estrutura espacial muito linear (β 1,4), que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.
PECTINA
Cadeia de ácido galacturônico
A importância da pectina em alimentos está na capacidade que essa substância apresenta de formar géis , quando em
presença de ácido e açúcar. O gel formado é utilizado como base para a fabricação de geléias e outros tipos de frutas em conserva.
FIBRAS ALIMENTARES
Importância dos polissacarídeos não-digeríveis:
A celulose , as hemiceluloses , as substâncias pécticas e as gomas foram reunidas num grupo maior, denominado fibras
alimentares.
Fibras alimentares (ou fibras dietéticas ) são, então,os resíduos das células vegetais que não são digeridos na passagem
pelo sistema digestivo do homem. Isso faz com que as fibras exerçam importante papel nutricional.
Elas podem ser divididas em duas categorias:
FIBRAS INSOLÚVEIS (celulose, hemiceluloses e lignina)
A celulose, hemicelulose e lignina têm como ação fundamental a aceleração do trânsito intestinal, uma vez que
aumentam o volume e a umidade das fezes. Isto se deve à extrema capacidade de retenção de água que elas
apresentam: absorvendo a água disponível, aumentam o volume do bolo fecal, distendendo a parede do cólon e
facilitando sua eliminação. Devido à insolubilidade, elas não são fermentadas pela flora intestinal, ou seja, praticamente
não são metabolizadas.
Alimentos ricos em fibras insolúveis: pão integral, bolachas e cereais.
FIBRAS SOLÚVEIS (pectinas e gomas)
As fibras solúveis têm pequeno efeito na evacuação. Porém, elas exercem papel importante na regulação dos níveis de
colesterol no organismo.
As fibras solúveis (principalmente a pectina) "sequestram" sais biliares. Como esses são formados a partir do colesterol,
tem-se um aumento da requisição desse precursor para a síntese de mais sais biliares. Com isso, as fibras solúveis
mantêm a taxa de colesterol sempre dentro de uma faixa de normalidade.
Alimentos ricos em fibras solúveis: aveia, feijão, cenoura crua, frutas cítricas, ervilha.
Os diversos métodos de análise de mono, oligo e polissacarídeos estão relacionados com as estruturas químicas que
estas substâncias apresentam, e são divididos em testes qualitativos e quantitativos.
Métodos qualitativos
Detecta a presença de um determinado CHO ou grupo São testes de resposta rápida.
Baseiam-se nas propriedades redutoras do grupo carbonila e nas reações coloridas provenientes da condensação de
produtos da degradação dos açúcares em ácidos fortes com vários compostos orgânicos, dentre eles temos:
- Teste de Molish,
- Teste de Seliwanoff’s para cetoses,
- Teste de Fehling para açúcares redutores e
- Identificação por cromatografia em papel
Métodos quantitativos
São determinadas as quantidades de carboidratos presentes na amostra, como também podem identificar quais
carboidratos estão presentes.
Assim os métodos quantitativos disponíveis podem ser realizados por
- Titulometria , nos quais os mais utilizados em alimentos são: Munson-Walker, Eynon Lane, Somogyi,
- Métodos óticos e
- Métodos cromatográficos.
A determinação quantitativa de açúcares redutores
Titulometria : Baseia-se no princípio que a presença do grupo funcional carbonila permite que os carboidratos que
apresentem carbonila livre sejam analisados quantitativamente através do princípio da oxi-redução.
Óleos;
Gorduras; Coco;
Girassol, soja e milho;
Margarinas.
Classificação •São classificados de acordo com a natureza química; •São classificados em 2 grandes grupos: •Simples - ácidos graxos, óleos, gorduras e ceras •Complexos - fosfolipídios, esteróides, glicolipídeos;
LIPÍDIOS
Substâncias que, por hidrólise, fornecem ácidos graxos e outros compostos: •Gorduras - glicerídeos de ácidos saturados são "sólidas" à temperatura ambiente PRODUZIDAS POR ANIMAIS. •Óleos - glicerídeos de ácidos insaturados são líquidos à temperatura ambiente PRODUZIDAS POR PLANTAS.
Os óleos são líquidos a temperatura ambiente e são compostos por triacilgliceróis contendo uma grande proporção de ácido graxo mono e/ou poliinsaturado. As gorduras são sólidas na temperatura ambiente, e são compostas por triacilgliceróis contendo uma grande proporção de ácido graxo saturado ou insaturado com duplas ligações trans
ÁCIDOS GRAXOS
São ácidos carboxílicos de cadeia longa, saturados ou insaturados que possuem número par de carbonos (4 a 36 átomos de carbono) e são sintetizados a partir da acetil CoA.
Ácido graxo saturado e insaturado
ÁCIDO GRAXO INSATURADO
•Eles diferem entre si quanto ao número de átomos de carbono, número de duplas ligações, localização das insaturações e configuração.
Linoléico – 9,12-octadecadienóico
Linolênico – 9, 12, 15-octadecatrienóico
•Os ácidos linoléico e araquidônico são ácidos graxos essenciais, indispensáveis ao organismo humano e não são sintetizados pelo mesmo, devendo ser ingeridos na dieta alimentar.
TIPOS DE COMPOSTOS CONTENDO ÁCIDOS GRAXOS
•Triacilgliceróis •Ceras
Ceras •São ésteres de ácidos graxos e monoálcoois; •Classificam-se em vegetais e animais; •Vegetais fabricam ceras para revestir folhas, evitam evaporação de água; •Aves tem suas penas revestidas por gorduras, não se encharcam de água e facilita flutuação.
A eficiência da extração a quente depende de uma série de fatores: 1 .Natureza do material a ser extraído; 2 .Tamanho das partículas: quanto menor mais fácil à penetração do solvente; 3 .Umidade da amostra: a água presente na amostra dificulta a penetração do solvente orgânico por imiscibilidade; 4 .Semelhança entre as polaridades do solvente e da amostra; 5. Ligação dos lipídios com outros componentes da amostra; 6. Circulação do solvente através da amostra; 7. A velocidade do refluxo não deve ser nem muito alta nem muito baixa, porque pode haver pouca penetração do solvente na velocidade muito alta; 8. Quantidade relativa entre solvente e material a ser extraído: quanto mais solvente maior é a extração, porém não se deve usar em excesso por causa do alto custo do solvente.
Tipos de solventes Os dois solventes mais utilizados são o éter de petróleo e o éter etílico.
- Éter etílico: extração mais ampla – erro aceitável, mais caro e perigoso.
- Éter de petróleo : mais comumente utilizado.
Tipos de equipamento
Soxhlet – Características : 1. É um extrator que utiliza refluxo de solvente. 2. O processo de extração é intermitente. 3. Pode ser utilizado somente com amostras sólidas. 4. Tem a vantagem de evitar a temperatura alta de ebulição do solvente, pois a amostra não fica em contato com o solvente muito quente, evitando assim a decomposição da gordura da amostra. 5. A quantidade de solvente é maior porque o volume total tem que ser suficiente para atingir o sifão do equipamento. 6. Tem a desvantagem da possível saturação do solvente que permanece em contato com a amostra antes de ser sifonado, o que dificulta a extração.
Goldfish -Características: 1 .É um método que também utiliza refluxo de solvente para extração. 2 .O processo de extração é contínuo e, portanto, mais rápido. 3 .Pode ser utilizado somente com amostras sólidas. 4 .Tem a desvantagem do contato do solvente muito quente com a amostra, o que pode acarretar degradação da gordura. 5 .Tem a vantagem de utilizar menos solvente e ser mais rápido, pois o método, sendo contínuo, faz com que a amostra esteja permanentemente em contato com o solvente.
EXTRAÇÃO COM SOLVENTE A FRIO
Método de Bligh-Dyer •Método de extração de gordura a frio que utiliza uma mistura de três solventes (clorofórmio, metanol e água). •Fase clorofórmica: substâncias lipídicas •Fase aquosa (metanol + água): substâncias não-lipídicas
O método tem uma série de vantagens em relação à extração a quente: 1 .Extrai todas as classes de lipídios, inclusive os polares, que representam um alto teor em produtos de trigo e soja e são importantes para avaliações dietéticas. 2 .Os lipídios são extraídos sem aquecimento. 3 .Pode ser utilizado em produtos com altos teores de umidade, além de produtos secos. 4 .A determinação completa pode ser realizada em tubos de ensaio não necessitando de equipamentos especializados e sofisticados.
