análise de alimentos ii
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Análise de Alimentos II
Capítulo 1: Aspectos gerais
Profª Drª Rosemary Aparecida de Carvalho
Pirassununga/SP
Agosto/2017
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Visão geral
Análise de alimentos II Análise Química Analítica
– Envolve: separação, identificação e quantificação decomponentes de uma amostra.
– Desenvolvimento de métodos: determinação dacomposição química de materiais (amostras) e estudo dateoria envolvida.
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3
Ciência Tecnologia
Nutrição
Nutrição
Humana e
Experimental
Produtos
vegetais e
animais
Reações
químicas,
físicas e
enzimáticas
Engenharia
Processos
Equipamentos
Alimentos
Identificação e
quantificação
de nutrientes
Embalagens
Aditivos
Conservaçã
o
Estabilidade
Análise de Alimentos
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Aplicações
– Pesquisa de novas metodologias analíticas.
– Pesquisa de novos produtos.
– Controle de qualidade dos produtos existentes.
– Controle de qualidade (fabricação e estocagem
do alimento processado).
– Caracterização de alimentos in natura:
alimentos novos e desconhecidos
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Análise
qualitativa
Análise quantitativa
Química Analítica
Tipos de análise
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Análise
qualitativa
Análise quantitativa
Tipos de análiseExercício extra sala
• Procurar em artigos científicos ou análises de rotina em
indústrias
• Preparar um slide por grupo – contendo referências
utilizadas
• Será escolhido um membro do grupo para apresentação
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Análises classificadas de acordo com a dimensão da amostra
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Análises classificadas de acordo com a concentração do analito
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Fonte: LOPES et al., 2005.
Fonte: SILVA, 2010.
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Etapas gerais em uma análise químicaFormular questão
Seleção do método
Obtenção da amostra
Processamento da amostra
A amostra é solúvel?
SIM
NÃO
Realização da Dissolução Química
Propriedade mensurável?
NÃO
SIMMudança da Forma
Química
Eliminação das interferências
Medida da propriedadeX
Cálculo dos resultados
Estimativa da confiabilidade dos resultados
Relatório de interpretação
Conclusão
Formular questão
Seleção do método
Obtenção da amostra
Processamento da amostra
A amostra é solúvel?
SIM
NÃO
Realização da Dissolução Química
Propriedade mensurável?
NÃO
SIMMudança da Forma
Química
Eliminação das interferências
Medida da propriedadeX
Cálculo dos resultados
Estimativa da confiabilidade dos resultados
Relatório de interpretação
Conclusão
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Formular a questão
http://envolverde.cartacapital.com.br/onu-e-governos-combatem-ingestao-de-sodio-e-alimentos-processados/
http://envolverde.cartacapital.com.br/onu-e-governos-combatem-ingestao-de-sodio-e-alimentos-processados/
http://envolverde.cartacapital.com.br/onu-e-governos-combatem-ingestao-de-sodio-e-alimentos-processados/
Análises QuímicasConcentração de ferro
Concentração de sódio
Concentração de vitaminas
Concentração de proteínas
Propriedades Físicas
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Selecionar procedimentos analíticos
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
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2. Quantidade do componente analisado:Classificação dos componentes em relação ao peso total da amostra:
• Maiores: >1% • Menores: 0,01 – 1% • Micro: <0,01%• Traços: (ppm e ppb)
Métodos Convencionais
Métodos Instrumentais
equipamentos (pHmetro,
espectrofotômetro,
HPLC, GC, NIRs...)
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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 deinterferentes.
• Determinação de um componente predominante nãooferece grandes dificuldades.
• Material de composição complexa necessidade de efetuara separação dos interferentes potenciais antes da medida.
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5. Recursos disponíveis: nem sempre é possível utilizar omelhor método:
$ Custo ReagenteEquipamento Pessoal especializadoTempo
6. Número de amostras a analisar:
Muitas amostras – pode-se escolher métodos que requerem operaçõesmais demoradas e trabalhosas, como a calibração de equipamentos,montagem de aparelhos e a preparação de reagentes, pois o custodestas operações se distribui sobre o grande número de amostras aanalisar;
Poucas amostras – são preferíveis os métodos analíticos que permitemreduzir ao mínimo os preparativos preliminares e o custo da análise,ainda que o mesmo seja mais trabalhoso.
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Exemplo de metodologias padronizadas
AOAC (Official Analytical Chemists International): consiste nomais conhecidos e um dos mais completos compendium deanálise de alimentos, o qual contém praticamente todo o tipo deanálise (engloba produtos em geral) que se deseja realizar emalimentos;
AACC( American Association of Cereal Chemists): consiste nocompendium específico de análise de cereais e seus subprodutos;
AOCS ( American Oil Chemists’ Society): consiste no compendiumespecífico de análise de óleos, gorduras e seus subprodutos;
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Standart Methods for the Examination of Dairy Products: consisteno 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 resíduosaquosos.
Instituto Adolfo Lutz
LANARA (Laboratório Nacional de Referência Animal)
Metodologias específicas descritas em Resoluções e InstruçõesNormativas (Ministério da Agricultura, Ministério da Saúde eANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária)
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Amostragem
Objetivo: coletar uma porção representativa paraanálise (uma imagem mais próxima do universoestudado);
Simples ou complexa: certeza de que a amostra delaboratório é representativa do todo antes de realizar aanálise”
Etapa mais difícil e a fonte dos maiores erros. Aconfiabilidade dos resultados finais da análise nuncaserá maior que a confiabilidade da etapa deamostragem”
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Amostragem
Unidades de
amostragem
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Amostragem
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Preparação da Amostra
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Exemplo 1: Determinação de carotenóides em amostra de abóbora
Maceração com
acetonaRedução da amostra
Filtração a vácuo com
éter
Adição de sulfato de
sódio anidro
Maceração com
acetonaRedução da amostra
Filtração a vácuo com
éter
Adição de sulfato de
sódio anidro
Maceração com
acetonaRedução da amostra
Filtração a vácuo com
éter
Adição de sulfato de
sódio anidro
Amostra
Secagem e trituração
• Analise em espectofotômetro (450 nm)
• Curva de calibração utilizando β-caroteno como padrão
• Resultados expressos em base seca (mg de β-caroteno /100 g de amostra)
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Preparação da Amostra
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Exemplo 2: Extração de capsaicina em pimenta chili
Extração em fase sólida
https://www.youtube.com/watch?v=CYyDVZPaZng
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Relatório de Interpretação dos resultados
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A obtenção de resultados analíticos confiáveis não representao final da análise química: o objetivo da análise é semprealcançar alguma interpretação ou decisão.
Importante: replicatas para análises químicas devem sempreser realizadas.
Valor Desvio Padrão±
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Tipos de Erros
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Toda medida possui uma certa incerteza que é denominada erro
experimental.
Portanto: os resultados de uma análise podem serexpressos com um alto ou com um baixo grau deconfiança, mas nunca com completa certeza.
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Tipos de Erros
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Classificação dos erros experimentais: erro sistemático e erro aleatório.
Instrumentais dos Métodos Pessoais Ambientais
Erros sistemáticos (determinados)
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Erros
aleatórios
Resultante do efeito de
variáveis que não estão
controladas (e que muitas
vezes não pode ser
controlada).
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Tipos de Erros
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PrecisãoMedida da reprodutividade
de um resultado.
ExatidãoSe refere a quão próximo
um valor de uma medida
está do valor real.
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Precisão e Exatidão
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Exemplos de Erros
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• Preparado separadamente
• Calibrar instrumentos e procedimentos
• Não há efeitos de interferência de componentes da
matriz
A - Padrão externo
Curvas de calibração
Exemplo: curva de
calibração para
análise de flavonoides
utilizando quercetina
como padrão.
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Série de padrões externos contendo o analito
(concentrações conhecidas)
A calibração é realizada obtendo-se o sinal
(absorbância, área do pico, altura, outros)
Curva de calibração é preparada
(forma: gráfico ou ajuste por meio de equação matemática)29
A - Padrão externo
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Método dos mínimos quadrados
CONSIDERAÇÕES
Existe relação
verdadeiramente linear
entre a resposta medida
e a concentração do
padrão.
Qualquer desvios de
pontos individuais da
linha reta é decorrente
de erros na medida.
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Quantidades úteis
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Considerações
Normalmente prefere-
se procedimentos de
calibração com uma
resposta linear
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Existe alguma restrição
para o cálculo de uma
concentração de analito
desconhecida utilizando-
se uma curva de
calibração?
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Considerações
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B - Adição de padrão
• Quando adiciona-se um volume pequeno de
padrão concentrado a uma amostra desconhecida,
a concentração da matriz não muda.
• A partir do aumento de sinal deduzimos quanto de
analito estava presente na amostra original.
• Extremamente útil quando a composição da
amostra é desconhecida ou complexa e afeta o
sinal do analito.
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Matriz: tudo que existe na amostra além do analito.
Efeito da matriz: mudança no sinal analítico causado por qualquer coisa na amostra diferente do analito.
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B – Adição de Padrão
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Exemplo do efeito de matriz: análise de perclorato (CIO4¯)
Concentração de perclorato > 1,8g/L: pode reduzir a produção
do hormônio da tireóide.Considerações
Águas provenientes de
diferentes fontes possuem
concentrações diferentes
de ânions.
Não existe uma maneira de
produzir, para esta análise,
uma curva de calibração
que se aplique a qualquer
tipo de água
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Tipos de métodos de adição do padrão
A) Método de adição de padrão de um único ponto.
Amostra com concentração inicial desconhecida de
analito [Xi ] : intensidade do sinal Ix
Concentração conhecida de padrão (S) é adicionada a
uma alíquota da amostra: intensidade do sinal IS+x é
observada.
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B – Adição de Padrão
![Page 37: Análise de Alimentos II](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012020/61688daed394e9041f7086e2/html5/thumbnails/37.jpg)
Cpadrão = 0,200M
B) Método das adições múltiplas.
Adição de quantidades
conhecidas de uma
solução padrão em várias
porções da amostra para
um volume constante.
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B – Adição de Padrão
![Page 38: Análise de Alimentos II](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012020/61688daed394e9041f7086e2/html5/thumbnails/38.jpg)
Quantidade conhecida de uma espécie que atua
como referência é adicionada a todas as amostras,
padrões e brancos.
São especialmente úteis para análises em que a
quantidade de amostra analisada ou a resposta do
instrumento varia ligeiramente a cada análise por
razões difíceis de se controlar.
Quando a resposta relativa de um instrumento ao
analito e ao padrão permanece constante num
determinado intervalo dizemos que a resposta é
linear
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C – Padrão Interno
![Page 39: Análise de Alimentos II](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012020/61688daed394e9041f7086e2/html5/thumbnails/39.jpg)
Pode ter vários tipos de erros sistemáticos e
aleatórios.
Se os sinais do analito e do padrão interno
respondem proporcionalmente às flutuações
aleatórias do método instrumental, a razão entre
esses sinais é independente destas flutuações.
Se os dois sinais são afetados da mesma
maneira pelos efeitos da matriz , o efeito da
matriz também é minimizado.
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C – Padrão Interno
![Page 40: Análise de Alimentos II](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012020/61688daed394e9041f7086e2/html5/thumbnails/40.jpg)
Separação cromatográfica da
amostra desconhecida (X) e
padrão interno (S).
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C – Padrão Interno
![Page 41: Análise de Alimentos II](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012020/61688daed394e9041f7086e2/html5/thumbnails/41.jpg)
Diferenças
Padrão externo- Apenas o padrão utilizado
para construção da curvade calibração.
Adição de padrão
- O padrão é a mesmasubstância que o analito.
- Quantidades conhecidas dopadrão são adicionados aamostra.
Padrão interno
- O padrão é uma substânciadiferente do analito.
- O padrão é adicionado aamostra desconhecida
- O sinal do analito écomparado com o sinal dopadrão interno.
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Considerações sobre Padrões