Análise de Alimentos Introdução à Análise de Alimentos Profa. Valéria Terra Crexi

Análise de Alimentos ? Determinar um componente específico do alimento, ou vários componentes?

Alguns Conceitos Bromatologia - é a ciência que estuda os alimentos, sua composição química qualitativa e quantitativamente, sua ação no organismo, seu valor alimentício e calórico, suas propriedades físicas, químicas, toxicológicas e também adulterantes e contaminantes. Esta ciência tem como função analisar os alimentos de forma detalhada Origem: Grego – Broma, Bromatus = dos alimentos Logos = ciência Alimento – é toda substância ou mistura de substâncias, no estado sólido, líquido, pastoso destinadas a fornecer aos organismo humano os elementos normais à sua formação, manutenção e desenvolvimento

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)

Análise de Alimentos: Por quê? Conhecer a composição da matéria-prima e do produto acabado Determinar o padrão de identidade e qualidade dos alimentos Controlar e garantir a qualidade da matéria-prima e do produto Estabelecer a composição nutricional nos rótulos Obter dados para o planejamento dietético Segurança no consumo de alimentos Gerar banco de dados e validação de processo Desenvolver novos produtos e padrões de qualidade Conhecer os efeitos do processamento e da estocagem na qualidade do produto

Análise de Alimentos Identificação e quantificação de nutrientes Produtos vegetais e animais Reações químicas, físicas e enzimáticas Ciência Tecnologia Embalagens Aditivos Conservação Estabilidade Alimentos Engenharia Nutrição Processos Equipamentos Nutrição Humana e Experimental

Aplicação da Análise de Alimentos Indústrias – controle de qualidade, controle de processos em águas, alimentos, matérias-primas, produto acabado, embalagens, vida-de-prateleira. Desenvolvimento de novos produtos e melhoramento de produtos já existentes. Universidades e Institutos de Pesquisa – desenvolvimento de metodologia, controle de processos em pesquisas, prestação de serviços, etc. Órgãos Governamentais – controle de qualidade, fiscalização na produção e distribuição, padronização de novos produtos e registro.

Analista Fornecer dados analíticos de alta qualidade através de métodos analíticos que sejam confiáveis e adequados, rapidamente e a um baixo custo.

Análises de Alimentos Análise Qualitativa identificação Avaliação da atividade antioxidante e identificação dos ácidos fenólicos presentes no bagaço de maçã cv. Gala. (SOARES et al., 2008). Composição de voláteis e perfil de aroma e sabor de méis de eucalipto e laranja. (BASTOS et al., 2002). Análise Quantitativa quantificação Disponibilidade de polifenóis em frutas e hortaliças consumidas no Brasil. (FALLER et al., 2009). Teor de nitrato em alface cultivada em sistemas hidropônico e convencional. (BENINNI et al., 2002). Determinação das frações protéicas e de carboidratos e taxas de degradação in vitro da cana-de-açúcar e do farelo de algodão. (PEREIRA, et al., 2000).

Análises de Alimentos Análise Qualitativa e Quantitativa Identificação e quantificação de voláteis de café através de cromatografia gasosa de alta resolução/espectrometria de massas empregando um amostrador automático de "headspace“.(AMSTALDEN et al., 2001). Caracterização de subprodutos da industrialização do maracujá-aproveitamento das sementes. (FERRARI et al, 2004). Determinação do perfil de compostos voláteis e avaliação do sabor e aroma de bebidas produzidas a partir da erva-mate (Ilex paraguariensis). (MACHADO et al., 2007).

Métodos de Análise Métodos Convencionais Métodos Instrumentais Nenhum equipamento sofisticado Equipamentos sofisticados

Métodos de Análise Instrumentais: Convencionais ou Clássicos: Os mais utilizados atualmente; Utilizados em alternativa aos convencionais, sempre que possível. Convencionais ou Clássicos: Alto custo de equipamentos eletrônicos; Não existe equipamento disponível para determinadas análises; Requer-se um método convencional (sob aspecto legal, por se tratar de um método oficial); Existem casos raros, onde métodos convencionais podem apresentar resultados melhores do que os instrumentais.

Métodos de Análise Métodos gravimétricos Métodos volumétricos precipitação , volatilização e eletrodeposição avaliar a presença e quantidade do elemento a partir do peso do produto de uma reação Métodos volumétricos neutralização e oxi-redução Medi a capacidade de reação do constituinte desejado, com uma solução reagente adequada e rigorosamente conhecida (solução padrão)

Métodos de Análise Métodos ópticos Métodos eletroquímicos interação entre a matéria e energia em forma de luz Métodos eletroquímicos condutividade elétrica dos componentes após ou durante uma reação química

Métodos de Análise Métodos cromatográficos Separação seletiva entre uma fase estacionária e uma fase móvel Compostos dissolvidos por uma determinada substância , seja sólida, líquida ou gasosa cromatografia em papel, de placa, gasosa e líquida

Escolha do Método Analítico Alimentos → amostras complexas, onde os vários constituintes podem estar interferindo entre si → muitos casos, um determinado método pode ser apropriado para um tipo de alimento e não fornecer bons resultados para outro. Escolha do método analítico vai depender do produto a ser analisado.

Fatores determinantes na escolha do método analítico: 1. Quantidade de amostra disponível: Classificação para os métodos analíticos de acordo com o tamanho da amostra: Classificação Tamanho da amostra Tipo de métodos Macro ≥ 0,1 g Convencionais Meso (Semimicro) 10 – 100 mg Instrumentais Micro 1,0 – 10 mg Submicro 0,1 – 1 mg Ultramicro ≤ 0,1 mg Traços 100 a 10000 μm (ppm) Microtraços 10-7 – 10-4 μm Nanotraços 10-10 – 10-7 μm

Fatores determinantes na escolha do método analítico: 2. Quantidade do componente analisado: Classificação dos componentes em relação ao peso total da amostra: Menores: 0,01 – 1% Micro: <0,01% Traços: (ppm e ppb) Maiores: >1% Métodos Convencionais gravimetria e volumetria Métodos Instrumentais equipamentos (pHmetro, espectrofotômetro, HPLC, GC, NIRs...)

Fatores determinantes na escolha do método analítico: 3. Exatidão requerida: Métodos clássicos: exatidão 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. 4. 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.

Fatores determinantes na escolha do método analítico: 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; Exatidão; Precisão; Sensibilidade

Confiabilidade dos Resultados e Tratamento Estatístico : 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

Confiabilidade dos Resultados e Tratamento Estatístico : Exatidão 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

Confiabilidade dos Resultados e Tratamento Estatístico : Precisão 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 Equações no quadro

Confiabilidade dos Resultados e Tratamento Estatístico : 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 . Pode ser expressa como a inclinação da curva analítica (coeficiente angular), expresso pala equação S=dx/dc, onde: dx=variação da resposta, dc=variação da concentração É medida ao mesmo tempo que testa a linearidade Depende da natureza do analito e da técnica de detecção Sensibilidade A sensibilidade é a capacidade do método em distinguir, com determinado nível de confiança, duas concentrações próximas (16). Sob o ponto de vista prático, a sensibilidade constitui o coeficiente angular do gráfico analítico (3, 19) expresso como: Em métodos sensíveis, uma pequena diferença na concentração do analito causa grande variação no valor do sinal analítico medido. Esse critério expressa a capacidade do procedimento analítico gerar variação no valor da propriedade monitorada ou medida, causada por pequeno incremento na concentração ou quantidade do analito. Entretanto, tornou-se comum o uso errôneo desse termo para designar método com baixo limite de detecção (LD) (16). 2.6 EXATIDÃO

Confiabilidade dos Resultados e Tratamento Estatístico : 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

Confiabilidade dos Resultados e Tratamento Estatístico : Limite de detecção 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 de Análise 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 de Análise 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.

Métodos Oficiais de Análise de Alimentos AOAC (Official Analytical Chemists International): consiste no mais conhecidos e um dos mais completos compendium de análise de alimentos, o qual contém praticamente todo o tipo de análise (engloba produtos em geral) que se deseja realizar em alimentos; AACC( American Association of Cereal Chemists): consiste no compendium específico de análise de cereais e seus subprodutos; AOCS ( American Oil Chemists’ Society): consiste no compendium específico de análise de óleos, gorduras e seus subprodutos;

Métodos de Análise Standart Methods for the Examination of Dairy Products: consiste no compedium específico de análise de leite e seus subprodutos; Standart Methods for Examination of Water and Wastewater: consiste no compedium específico de análise de água e resíduos aquosos. Instituto Adolfo Lutz LANARA (Laboratório Nacional de Referência Animal) Metodologias específicas descritas em Resoluções e Instruções Normativas (Ministério da Agricultura, Ministério da Saúde e ANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária)

Métodos de Análise Instituto Adolfo Lutz LANARA (Laboratório Nacional de Referência Animal) Metodologias específicas descritas em Resoluções e Instruções Normativas (Ministério da Agricultura, Ministério da Saúde e ANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária)

Qual método de análise deve-se utilizar? Conhecer das características físicas e químicas dos alimentos Avaliar sensorialmente um alimento Conhecer os nutrientes de um alimento, suas deficiências e seus aspectos favoráveis Avaliar a qualidade de um alimento Detectar adulterações em alimentos Resolver problemas relacionados às matérias primas utilizáveis como alimentos Verificar o estado de conservação dos dos alimentos

Fatores que dificultam a análise de alimentos Complexidade das amostras Número muito grande de substâncias presentes Distribuição não uniforme Perecibilidade dos alimentos Variabilidade de amostras do mesmo alimento