ok Controle teorica 29.09.11 AV2

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Alexandra Woods
Controle M. e físico-químico de P de origem animal
29/09/2011 - Teórica
Vamos continuar a aula passada, onde vimos umidade.
Hoje vamos ver cinzas e determinação de glicídios.
Determinação de cinzas ou resíduo mineral fixo 
São a mesma coisa, são cinzas, ela vai nos dar o teor de matéria inorgânica presentes na minha amostra. 
Vai me dar o % percentual de matéria inorgânica presente na minha amostra.
As cinzas nada mais são do que: resíduos inorgânicos que vão permanecer na minha amostra depois que a minha matéria orgânica for eliminada. As cinzas vão sempre ser compostos por matéria inorgânica.
Quando falo de teor de cinzas, significa que eu queimei toda a minha matéria orgânica e só permaneceu a matéria inorgânica.
As cinzas são compostas em grande quantidade de potássio, sódio, cálcio e magnésio. Em quantidades inferiores são compostos por ferro, cobre, manganês e zinco. E por traços de iodo, flúor e alguns outros elementos. 
Esse trabalho de fazer a composição centesimal utilizando o teor de cinzas, essa parte de teor de cinzas é muito utilizada, principalmente quando se trabalha com geléias e frutas. A partir do teor percentual de cinzas eu sei qual é o percentual de fruta presente na minha geléia, no meu produto. Porque isso: porque as frutas vão possuir uma quantidade elevada dos componentes que estão presentes nas cinzas, então pra chegar no teor de cinzas numa geléia de fruta, significa que a fruta foi adicionada ao meu produto. Podemos ver que de um alimento pro outro a composição centesimal vai modificar um pouco, vão ter alimentos que vão predominar o potássio, outros produtos vão dominar o sódio, então dependendo do meu alimento, a composição das minhas cinzas vai ser modificada. 
O teor de cinzas também é muito utilizado pela industria açucareira. Porque: se o meu açúcar tiver o teor de cinzas muito elevadas, vai dificultar o processo de cristalização do açúcar. Quando há produção do açúcar na industria, o teor de cinzas não pode ser tão elevado senão não consigo passar pela etapa de cristalização do açúcar. Se eu tiver o teor muito alto de cinzas na minha amostra de açúcar, não vai conseguir passar pelo processo de cristalização.
Quando trabalho com geléia de fruta, qualquer produto de fruta, que vem da fruta, para identificar qual o teor percentual de fruta naquele produto, eu utilizo o teor de cinzas, porque: o teor de cinzas é uma maneira indireta de se saber qual foi o percentual de fruta adicionado, porque as frutas são ricas em resíduo mineral inorgânico que são as cinzas. 
Num produto de origem animal, o teor de cinzas pode variar de 0,1 a 15%, vai depender do produto que estou trabalhando.
No açúcar, costuma a ter um teor de cinzas menor, porque eu preciso fazer com que aquele açúcar cristalize. 
Existem outras aplicações também: detecção de areia em ração animal, também é realizado através do teor de cinzas. 
No que se baseia esse método: o método de teor de cinzas é baseado na perda de peso que vai ocorrer quando esse produto for submetido a uma temperatura alta que é a temperatura de 550°C, onde vai haver a destruição da minha matéria orgânica, que é a matéria que eu não quero (a que eu quero é a inorgânica), sem que ocorra perda da matéria inorgânica, que é o que eu quero quantificar. Então vou submeter a minha amostra a uma temperatura elevada de 550°C e como estou submetendo a minha amostra a uma temperatura alta, ela vai perder peso, ela vai desidratar. A partir daí vai ser que eu vou quantificar o teor de resíduo inorgânico. 
Método:
	Esse método vai ser constituído pelo fato de eu colocar a minha amostra a uma temperatura de 550°C e acompanhar essa queima da minha matéria orgânica. 
O que vou precisar para realizar essa análise:
	Vou precisar do forno mufla, que é onde vou atingir essa temperatura de 550°C, vou precisar do cadinho de porcelana, vou precisar do dessecador (equipamento também utilizado no teor de umidade, que vai ser o equipamento onde vou deixar a minha amostra esfriando para que ela não absorva umidade, porque o dessecador tem um sistema que não permite a absorção de umidade pela minha amostra). E vou precisar da balança analítica, que vai ser aquela balança que vai pesar os 4 dígitos, que é muito mais precisa. Alem desses 4 componentes, vou precisar do bico de bulsen.
	Vou utilizar o forno mufla para fazer a incineração da minha amostra, vou utilizar o cadinho de porcelana, o dessecador (que vai ser utilizado para que minha amostra não absorva umidade enquanto estiver esfriando) e vou utilizar também a balança analítica.
Como vou fazer:
Vou pegar o cadinho vazio e vou colocar no forno mufla a 550ºC durante 1 hora, justamente para eliminar tanto o teor de umidade ou qualquer matéria que esteja presente ali para não influenciar na minha analise. Pego um cadinho de porcelana vazio e coloco no forno mufla. Passado essa 1 hora, vou retirar o cadinho desse forno e vou deixar esfriar, só que não posso deixar esfriar esse cadinho em cima da bancada, eu preciso colocar dentro do dessecador, para que não absorva a umidade do ambiente, senão não adiantou nada eu ter colocado o meu cadinho no forno mufla. 
Então coloquei meu cadinho no dessecador durante 30 minutos, passados os 30 minutos, provavelmente o cadinho vai ter atingido a temperatura ambiente, vai estar mais frio, mais fácil de manusear. 
Vou pegar esse cadinho e vou pesar esse cadinho vazio na balança analítica. (tudo químico físico vou fazer na balança analítica). Pesei esse meu cadinho na balança analítica, vou zerar essa balança e vou adicionar aproximadamente 2g da minha amostra. (geralmente uso 2 gramas porque é uma analise que demora muito tempo, se eu colocar 500 gramas vou demorar muito mais tempo pra fazer a amostra, por isso faço com 2g que é uma quantidade pequena de amostra pra facilitar o manuseio no laboratório, não é proibido utilizar uma quantidade maior, mas para ter o resultado mais rápido eu uso 2g). Pesei a minha amostra no cadinho e anotei. Vou pegar esse cadinho com a amostra pra fazer uma pré incineração no bico de bulsen. Nesse momento vou pegar o bico de bulsen, vou ligar, vou pegar o meu cadinho e existe um suporte que vc coloca em cima do bico de bulsen pra segurar o seu material, e vou deixar a minha amostra ali até começar a incinerar, ou seja, ate começar a sair fumaça. Nesse momento que começou a sair fumaça, eu sei que a minha matéria orgânica está sendo destruída. 
Qual o objetivo de fazer a pré incineração no bico de bulsen:
O objetivo é fazer com que ocorra a destruição da maior parte da matéria orgânica presente na minha amostra.
Então eu faço essa pré incineração para já ir eliminando a maior parte da minha matéria orgânica.
Vou manter esse meu cadinho no bico até minha amostra virar uma massa de carvão. Uma vez que virou uma massa de carvão vou desligar o bico, vou pegar o cadinho com uma pinça (porque vai estar quente) e vou colocar num forno mufla a temperatura de 550ºc. Essa colocação do cadinho com a amostra no forno mufla vai ser feito com o objetivo de terminar a destruição da matéria orgânica.
Geralmente essa parte do forno mufla demora pelo menos 6 horas. Então imagina se estivéssemos trabalhando com 0,5kg ou 1kg de alimento, ia demorar muito mais. Por isso que trabalhamos com 2g.
(O bico não vai destruir a matéria orgânica, porque a temperatura que chega no bico não consegue destruir, então uns 15 minutos a 30 minutos geralmente já é suficiente para virar uma massa de carvão, alem disso, o perigo de deixar direto no bico é porque conforme meu produto vai perdendo água, vai desidratando, vai virando cinza, ai pode pegar fogo, e pode incendiar a amostra, por isso não posso deixar muito tempo no bico)
Como eu sei que chegou o momento de retirar a amostra do forno mufla?
Antes, quando coloquei a minha amostra no forno mufla, ela tinha um aspecto de massa de carvão. Eu vou deixar a minha amostra dentro desse forno até o momento que eu obtenha as cinzas brancas. 
O que são as
cinzas brancas: quando eu não tiver mais nenhum ponto preto na minha amostra, significa que toda a matéria orgânica já foi queimada, já foi incinerada, e eu só tenho naquele a matéria inorgânica, ou seja, as cinzas.
Para eu saber que realmente só tenho cinza na amostra, eu preciso deixar a amostra no forno mufla até que obtenha as cinzas brancas. O que era cor de carvão fica na cor branca. Quando eu não tenho mais nenhum ponto preto, retiro minha amostra do forno mufla, coloco no dessecador para esperar esfriar e vou pesar.
Eu primeiro peguei meu cadinho, pesei ele vazio, depois que pesei ele vazio, pesei a amostra dentro do cadinho e fiz a pré incineração no bico. Quando a minha amostra virou uma massa de carvão, vou pegar o cadinho e vou colocar no forno mufla na temperatura de 550ºc até obter as cinzas brancas, quando eu obtiver as cinzas brancas significa que toda matéria orgânica foi eliminada da minha amostra.
Então eu sei que nesse momento só tenho matéria inorgânica que vai representar o teor de cinzas da minha amostra.
Retirei do forno mufla, coloquei no dessecador, depois que atingiu a temperatura ambiente, vou pegar e pesar esse meu cadinho com as cinzas. Esse peso final vai ser igual ao cadinho mais as cinzas (Pf = cadinho + cinzas). Por isso que eu preciso no inicio pesar o cadinho vazio, para depois descobrir o teor de cinzas.
O que vou fazer: 
Vou pegar o peso inicial da amostra, que nesse caso era 2g que equivale a 100%
2g ---- 100%
E pego o peso das cinzas: como vou obter o peso das cinzas?
Através da diminuição do peso final = cadinho + cinzas. 
Cinzas vai ser igual ao peso final menos o cadinho:
Cinzas = Pf – Cadinho.
Esse valor das cinzas, que é o peso final menos o peso do cadinho, vou colocar na regra de 3.
Ex: 0,5
Faço:
2g ----- 100%
0,5g ---- x
Então preciso sempre ter o peso do cadinho + peso final (peso final da minha amostra só do teor de cinzas), desconto o peso do cadinho e aplico na regra de 3.
Nesse caso não há peso constante, então o peso que eu obtiver logo de primeira vai ser o peso que vou utilizar na conta.
O objetivo dessa analise vai ser avaliar o percentual de matéria inorgânica presente na minha amostra. 
Quando tenho o peso final tenho o cadinho + cinzas, por isso preciso descontar o peso do cadinho.
Peso inicial da amostra ---- 100%
Peso das cinzas -------------- x (teor de cinzas)
Teor de cinzas = peso das cinzas x 100
	 Peso inicial da amostra
Ex.:
2g ---------- 100%
0,150 ------ x% (teor de matéria inorgânica)
2x = 15
X = 15/2 = 7,5% -> É o meu teor de cinzas
Então é necessário que eu sempre faca a pesagem corretamente da minha amostra, tanto o peso final quanto o peso do cadinho porque isso vai influenciar diretamente no resultado. 
Quando que eu sei que toda a minha matéria orgânica foi eliminada? A obtenção das cinzas brancas é essencial nesse processo. 
Depois de ver o teor de cinzas, vamos ver a parte de extração e determinação de lipídios
Determinação de lipídios
Essa parte de determinação de lipídios, o 1º método é um pouco mais complicado, e o 2º é mais fácil.
A determinação de lipídios também é conhecida como determinação de extrato etéreo. Os lipídios são as gorduras, então é o teor de gordura presente no meu alimento. 
Vcs podem encontrar determinação de extrato etéreo, quanto determinação de lipídios, quanto a determinação do teor de gordura, é tudo a mesma coisa.
Essa determinação pode ser feita através de 2 métodos:
Um método é volumétrico, ou seja, vai me dar o teor de lipídios através da determinação de volume, que é o método de Gerber (2º método que vamos ver)
E um método que é gravimétrico que vou obter o teor de lipídios através da pesagem do teor de gordura. Esse método gravimétrico é o Método de Soxhlet (que é um método muito usado na parte físico-químico e está muito presente na rotina do laboratório).
Qual vai ser o principio do método de soxhter: 
Esse método vai se basear na capacidade de alguns solventes que vão ser utilizados nesse processo, possuem de solubilizar os lipídios para facilitar a sua extração. 
Esses solventes podem ser tanto éter etílico quanto o éter de petróleo.
Então o meu método vai ser baseado na capacidade que esses solventes possuem de provocar a solubilização dos lipídios para facilitar a sua posterior extração. Porque depois que os lipídios forem extraídos da amostra é que eu vou conseguir quantificar o teor percentual desses lipídios. Então eu preciso que esses lipídios sejam separados de alguma forma da minha amostra e essa forma que vou utilizar vai ser pela utilização de solventes. Esses solventes podem ser o éter etílico ou o éter de petróleo.
O éter etílico só pode ser utilizado na amostra que não tenha nenhum teor de umidade, ou seja, amostra totalmente seca. Ele é altamente inflamável e é caro.
O éter de petróleo pode ser utilizado em amostras com pequenas quantidades de água, ou seja, com teor baixo de umidade, e ele é mais barato do que o éter etílico. Não é inflamável. 
Normalmente usamos o éter de petróleo justamente pelas características dele (não é inflamável e não necessita que a amostra tenha umidade zerada na amostra e é mais barato)
O que vai acontecer:
A amostra que utilizamos no teor de umidade pra obter o teor de umidade, no final é uma amostra seca. Essa amostra seca que obtivemos no teor de umidade, vamos utilizar para fazer a determinação de lipídios pelo Método de Soxhlet. Porque eu utilizando essa amostra seca eu já sei que posso utilizar qualquer um dos 2 solventes (porque mesmo utilizando o éter de petróleo, não posso trabalhar com uma amostra com alto teor de umidade). É mais fácil pegar uma amostra seca do que pegar uma amostra normal e ter que secá-la. Porque quando trabalho com composição centesimal, normalmente vou fazer todas as analises, então faço 1º o teor de umidade e depois a determinação de lipídios.
Essa determinação vai ser feita num aparelho chamado Aparelho de Soxhlet
Esse aparelho é composto de 3 partes: Esse é o aparelho que vou fazer a determinação de lipídios: 
1ª parte é o Tubo condensador ou tubo refrigerador. 
A 2ª parte é o tubo extrator, que vai ser o local onde vou colocar a minha amostra seca.
Vou ter o meu balão volumétrico (balão de vidro)
Antes de começar a minha analise, meu aparelho vai estar todo desmontado, justamente para eu adicionar o que vou usar na minha analise.
Nesse tubo refrigerador ou condensador, vai ter uma serpentina por onde vai circular uma água em temperaturas baixas (água fria). 
Vou 1º pesar o meu balão volumétrico vazio. Depois vou colocar a minha amostra seca que foi oriunda da minha analise do teor de umidade. (que ai não preciso pesar de novo) e vou colocar no tubo extrator. 
Coloquei minha amostra no tubo extrator, vou preencher o balão volumétrica com o solvente que vou usar (ou éter etílico ou éter de petróleo) até 2/3 da capacidade do balão.
Nesse momento vou fazer a junção de todas as cápsulas (vou ligar o tubo extrator ao balcão e ao tubo refrigerador). Vou colocar esse conjunto em cima de uma placa aquecedora. Essa placa aquecedora vai fazer com que a temperatura do solvente aumente, vai chegar a um momento que esse solvente vai atingir a temperatura de ebulição, vai começar a borbulhar e vai evaporar. No momento que evapora, o éter vai ser aquecido, vai chegar ao tubo condensador, e quando chegar no tubo condensador/refrigerador, ao chegar nesse tubo condensador, o que vai acontecer: Como aqui circula uma água fria, e esse éter vai chegar quente, vai criar uma condensação, gotículas de água justamente por essa diferença de temperatura. 
O éter sobe e vai começar a gotejar no meu tubo extrator onde está a minha amostra. No momento que ele goteja no meu tubo extrator, os lipídios da minha amostra vão estar sendo solubilizados. Vai voltar por uma tubulação até o balão, nesse momento, eu estou carreando comigo alguma parte do lipídio que foi solubilizado e o restante do éter que não volatilizou.
O solvente que subiu, não vai voltar 100% porque uma parte condensou. 
Esse processo vai ser repetido durante 6 a 8 horas, para que todo solvente seja evaporado de forma que só fique os lipídios. 
Nesse esquema o que acontece:
O solvente está sendo aquecido, vai subir ate o tubo refrigerador, depois pinga, enche o tubo extrator e carreia os lipídios junto com o solvente. Vou repetir esse processo durante 6 a 8 horas. Depois desse período vou colocar o meu balão somente em banho Maria. Geralmente vc acaba colocando tudo pra não ter que desmontar, mas isso não vai influenciar se colocar tudo ou não (o tubo). Coloco em banho Maria, porque o meu solvente não evaporou totalmente, e eu preciso só ter o teor de lipídios. Então eu coloco em banho Maria, espero um tempo para que meu solvente seja totalmente volatilizado. 
Porque que o meu teor de lipídio da minha amostra não vai volatilizar junto com o solvente? Porque a temperatura de evaporação do solvente é muito menor do que a temperatura necessária para os lipídios evaporarem. Por isso que o solvente vai evaporar primeiro, e só vão ficar só os lipídios dentro do meu balão.
Então eu preciso sempre trabalhar com a amostra seca que foi oriunda da determinação da umidade, vou colocar no tubo extrator, no balão vai ter sempre solvente (éter etílico ou éter de petróleo). Vou colocar esse conjunto numa placa aquecedora. O meu solvente vai ser aquecido, vai subir ate o condensador, e com isso ele vai condensar. No momento que ele condensa, ele vai gotejar no tubo extrator e depois ele vai carrear ate o balão volumétrico o que restou do solvente com os lipídios. Esse processo vai ser continuo, vai ser feito de 6-8 horas, e no final vou pegar o conjunto e vou colocar em banho Maria. 
Depois no final, vou pegar o meu balão e vou pesar.
Peguei o meu balão e pesei, esse peso final vai ser igual aos lipídios, porque eu já volatilizei todo o meu solvente e mais o peso do balão (que eu pesei no inicio da análise).
Peso final = lipídios + balão
Método de soxhlet
Peso inicial da amostra --- 100%
Peso final – peso balão ---- x (% lipídios)
Peso final = lipídios + balão
Vou utilizar de referencial a minha amostra seca, que vai estar para 100%. E vou achar o peso dos meus lipídios, que vai ser igual a x%. Vou resolver na regra de 3.
Vou ter o peso inicial da minha amostra seca, que é o ultimo peso que eu obtive no teor de umidade, ou seja, peso constante. E eu vou utilizar o peso dos lipídios que estavam dentro do balão volumétrico (pra saber isso eu preciso diminuir o peso final que é o conjunto balão + lipídios – o peso do balão vazio). 
Método de gerber
É um método considerado volumétrico, porque vamos obter o teor de gordura a partir do volume de lipídios.
O método de gerber é um método muito utilizado na industria láctea, é o método de rotina para leite e derivados. Tudo que for derivado lácteo, terá o seu teor de gordura / lipídios quantificado através desse método de gerber.
O método de Gerber é um método que vou utilizar o ácido sulfúrico, o álcool isoamílico e a amostra. 
Esse método vai ser baseado no ataque que o ácido sulfúrico vai fazer na minha amostra, na minha matéria orgânica (sendo que quando falo matéria orgânica, estou incluindo a gordura, eu não posso deixar que o acido sulfúrico destrua a minha gordura porque eu quero saber o teor de gordura). Então o que eu faço: eu adiciono o álcool isoamilico. O ácido isoamílito tem a função de proteger a gordura do ataque do acido sulfúrico.
O acido sulfúrico vai ter função de fazer a hidrolise acida da minha amostra liberando a minha matéria gordurosa.
O acido sulfúrico é uma substancia altamente corrosiva, então quando se trabalha com o ácido sulfúrico, iremos trabalhar com o máximo de atenção e com pessoas capacitadas.
O que vou fazer:
Vou pegar um material chamado de Butirômetro de gerber que tem uma graduação, uma rolha pra vc fechar. E eu vou colocar aqui dentro o álcool isoamílico, o acido sulfúrico e a minha amostra. Vou colocar a minha amostra de leite (amostra orgânica), vou colocar 1ml de ácido sulfúrico, 1ml de álcool isoamílico. 
Sendo que no momento em que eu for colocar o meu acido sulfúrico, eu preciso colocar bem devagar, porque se eu pegar a pipeta e despejar tudo de uma vez só, o meu leite, a minha amostra de leite vai queimar, vai ficar negra, e eu não vou conseguir fazer a leitura do teor de lipídio. Então eu preciso pegar, coloco a minha amostra de leite, pego a pipeta e vou colocando gota por gota na parede do butirômetro por dentro, de forma que não ocorra a queima do meu leite nesse momento.
Coloquei o acido sulfúrico, a amostra e o álcool isoamílico dentro do butirômetro, vou tampar com aquela rolha e vou homogeneizar, vou virar lentamente o butirômetro de forma homogeneíze as minhas substancias. Tem que ser bem devagar, senão vai acontecer a mesma coisa, vai enegrecer toda a amostra.
Alem disso, no momento que vc começa a virar, começa a aquecer a sua mão, porque o acido sulfúrico tem esse poder, então no momento que vc vira, vc vai direto lavar o copo porque vc não agüenta o butirômetro, então vc precisa fazer uma flanela, alguma coisa do gênero e bem devagar pra evitar esse problema na amostra.
	Coloquei tudo dentro do meu butirômetro, homogeneizei, e vou levar para a centrifuga de gerber durante 5 minutos, a uma rotação de 1000 a 1200 rotações por minuto. Passado esses 5 minutos, eu vou retirar o meu butirômetro e vou colocar em banho Maria a 75°c durante 5 minutos. Porque eu preciso fazer a leitura da gordura. Quando eu coloco em banho Maria, a gordura que foi separada tende a subir e eu consigo ler na escala do butirômetro. Se eu não colocar em banho Maria, dificilmente vc consegue fazer a leitura.
Sempre lembrando: Nunca posso só colocar um Butirômetro, preciso colocar de forma a equilibrar a centrífuga. 
Coloquei o butirômetro, homogeneizei, coloquei na vesícula de gerber. Depois de 5 minutos, vou retirar e vou colocar em banho Maria. 
O que aconteceu com a matéria orgânica sem ter a gordura: ela foi totalmente queimada pelo acido sulfúrico, por isso que eu preciso adicionar o álcool isoamílico, porque se eu não adicionar o álcool isoamílico, a minha gordura também vai ficar nessa coloração. 
Toda vez que eu for fazer a leitura, eu preciso apertar a rolha de forma que o meu teor de gordura fique no 0 para poder fazer a contagem. No momento que vou apertar, tenho que tomar cuidado pro Butirômetro não estourar na sua mão.
Ex. 2,9ml. O que significa isso: Significa que essa minha amostra tem 2,9% de teor de lipídios. Então nesse caso não preciso fazer a conta, eu preciso fazer a leitura na escala do Butirômetro e essa quantidade vai ser o % de lipídios da minha amostra.
Essa técnica é muito mais simples e essa técnica é baseada pra derivados cárneos e para leite.
Esse método não tem mistério, é feito de forma rápida (diferente do primeiro método que fizemos). Por isso que em leite, na rotina, eu preciso utilizar esse método, porque não posso fazer um método que demora horas pra ficar pronto.
Então esse método é muito utilizado.