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Artigos Técnicos

Análises de alimentos
Escrito em 20/12/2004 por Marcos Lana Costa, Zootecnista, M.Sc.

A análise de alimentos é sem dúvida, um dos principais pontos a serem observados na nutrição animal. O objetivo principal da análise é o de se conhecer a composição química-bromatológica dos alimentos para sabermos o que podemos contar desse alimento para suprirmos as exigências nutricionais dos animais, ou evitarmos que algum nutriente ultrapasse seu limite crítico de utilização ao balancearmos uma dieta.

Podemos encontrar as composições dos alimentos descritas em várias tabelas, entretanto, devemos ter a consciência que a composição dos alimentos, principalmente os volumosos,  pode variar grandemente em função de aspectos diversos, tais como: métodos de colheita dos alimentos, processamento, armazenamento, variedades, adubações, idade da planta, dentre outros. Os resultados de análises dos alimentos nos permitem formular dietas com maior acurácia, economicidade e fornecer as quantidades adequadas dos nutrientes.

O problema é que muitas vezes, por motivos diversos, não conseguimos implementar uma rotina de análise dos alimentos utilizados na alimentação do rebanho, e temos então que lançar mão das tabelas de composição dos alimentos. A composição dos alimentos concentrados, de forma geral, não apresenta grandes variações, o que não é realidade para os alimentos volumosos. Em se tratando de alimentos volumosos, quando não pudermos contar com os dados de  análise da  forragem utilizada, devemos partir dos valores tabelados de composição química-bromatológica do alimento e estar atentos a resposta de desempenho animal, que poderá nos indicar os ajustes necessários no balanceamento da dieta.

As análises clássicas comumente realizadas visam obter informações diversas sobre os alimentos, tais como;

- Matéria Seca
- Proteína Bruta
- Extrato Etéreo
- Fibra em Detergente Neutro (FDN)
- Fibra em Detergente Ácido (FDA)
- Lignina
- Carboidratos Não Fibrosos (CNF)
- Cinzas ou matéia mineral

Tais componentes, na realidade, não são compostos quimicamente definidos, mas sim, grupos de compostos, como por exemplo o termo proteína bruta, que realmente inclui vários compostos químicos, sendo os mais comuns os aminoácidos. Da mesma forma, o termo extrato etéreo inclui não apenas triglicerídeos, mas também outros compostos solúveis em éter. A seguir, descreveremos maiores detalhes sobre as análises mais comuns realizadas nos laboratórios.

Matéria Seca (MS)

A determinação da MS é ponto de partida da análise de alimentos e é a mais simples das análises bromatológicas. A matéria seca nada mais é do que o alimento após a extração de sua umidade.   É de grande importância, uma vez que a preservação do alimento pode depender do teor de umidade presente no material e, além disso, quando se compara o valor nutritivo de dois ou mais alimentos, temos que levar em consideração os respectivos teores de MS. Por outro lado, se desejamos comparar o resultado de análises realizadas em diferentes épocas, locais ou regiões, sempre fazemos essa comparação em base da MS, isto é, como se alimento contivesse 100% de MS.

O método mais comum de determinação da matéria seca baseia-se na secagem do alimento em uma estufa com controle de temperatura,  a uma temperatura superior ao ponto de ebulição da água, geralmente 105o C, até se obter a constância de peso da amostra. Neste método, o teor de MS do alimento é obtido através da diferença de peso antes e após a secagem. Como exemplo, vamos pensar em uma amostra de concentrado que antes de ser levada à estufa pesava 2 g e após a secagem do material apresentou o peso de 1,8 g. Neste caso o teor de MS é igual a (1,8/2) x 100 = 90%. O teor de umidade, pode então ser obtido por diferença (100-90 = 10%). Nesse processo de determinação da matéria seca, além de se medir a água do alimento, medem-se também compostos voláteis que podem estar presentes na amostra, o que é uma desvantagem do método. Uma observação importante, é que sempre pesamos a amostra em algum recipiente, que deverá ter seu peso descontado antes e após a pesagem (tara). Exemplificando, se o recipente  pesasse 20 g, com a amostra pesaria 22 g antes da secagem e 21,8 após a pesagem. Para determinação da MS, a conta seria (21,8-20 / 22-20) x 100   = 90 % de MS.

Quando se trata de amostra com alto teor de umidade (ex.: gramíneas, silagens, etc...) é necessário que esta seja submetida a um preparo prévio para outras análise através de uma pré-secagem da amostra a uma temperatura mais baixa (65o C) e esta pode ser parte da determinação da matéria seca. Esse processo é realizado para evitar a alteração de alguns nutrientes, principalmente compostos nitrogenados.

A operação de pré-secagem deve ser feita de preferência em estufa com circulação forçada de ar. O tempo de pré-secagem é variável, em média 3 dias, dependendo da umidade e da carga que se coloca na estufa, ou seja, o tempo suficiente para que o material apresente consistência quebradiça, permitindo moagem perfeita. A perda d¬água que se verifica na pré-secagem tem de ser computada no cálculo da umidade total, portanto, o material antes de ser colocado na estufa deve ser pesado em balança adequada com precisão de 0,1g. Para que fique claro, vamos a um exemplo: Supanhamos que pesamos uma amostra de 100g de silagem antes de ir à estufa de 65o C. Após a secagem, a amostra apresentou o peso de 45 g. Após a moagem deste material, pesamos 2g de amostra e levamos a uma estufa de 105o C por 4 h. O peso da amostra após este período foi de 1,6 g. Neste caso, o teor de MS do alimento será igual a 45/100 = 45% vezes 1,6/2 = 80%, sendo portanto o teor de MS  igual a 36%.
Com o material da primeira secagem, após a moagem, fazemos as demais análises bromatológicas (proteína bruta, extrato etéreo, cinzas, etc...). Para amostras com mais de 80% de MS, não é necessário fazer a pré-secagem.

Proteína Bruta (PB)

Baseado no fato de as proteínas terem porcentagem de nitrogênio quase constante, o que se faz nas análises de PB é determinar o nitrogênio e, por meio de um fator de conversão, transformar o resultado em PB.

No método de Kjeldahl que é o mais utilizado, determina-se o nitrogênio contido na matéria orgânica, incluindo o nitrogênio protéico propriamente dito e outros compostos nitrogenados não protéicos, tais como: aminas, amidas, lectininas, nitrilas e aminoácidos. Neste caso, o resultado será dado como PB.

A maioria das proteínas alimentares contém 16% de nitrogênio, por isso o teor de proteína bruta dos alimentos é calculado como o teor de N x 6,25 (100/16 = 6,25). Entretanto, como dito anteriormente, uma parcela do nitrogênio na maioria dos alimentos é encontrada na foram de nitrogênio não protéico (NNP), por isso por esse método obtemos a proteína bruta e não a proteína verdadeira.

Fibra em Detergente Neutro (FDN), Fibra em Detergente Ácido (FDA) e Lignina

O componente dos alimentos utilizados na nutrição animal conhecido como fibra, representa uma estimativa dos seus conteúdos de polissacarídeos da parede celular. O teor de fibra dos alimentos pode ser considerado nutricionalmente como a fração lentamente digestível e indigestível que ocupa espaço no trato gastrointestinal dos ruminantes.

Na avaliação dos alimentos para ruminantes, a fibra normalmente é determinada como o resíduo após seus tratamentos com detergente neutro (FDN) ou detergente ácido (FDA), método proposto por Van Soest, no final da década de sessenta. A fibra contém algumas substâncias que não são polissacarídeos tais como os polímeros fenólicos (lignina) e a cutina. A determinação das frações fibrosas é muito importante na caracterização dos alimentos, principalmente das forragens quanto ao seu valor nutritivo. Estas frações são negativamente correlacionadas com a digestibilidade, e conseqüentemente com o valor energético das forragens.

Para os ruminantes, a fibra é a maior fonte de energia não só para o próprio animal, mas também para os microorganismos presentes no seu trato digestivo. Além disso, ela desempenha um importante papel para o ruminante através do estímulo as contrações ruminais e a ruminação, estimulo a produção de saliva e tamponamento ruminal, provisão de superfícies de aderência para os microorganismos ruminais, o que evita que estes sejam removidos do rúmen precocemente, dentre outros fatores.

O teor de FDN é correlacionado com a capacidade de consumo da dieta, visto que este parâmetro é responsável pelo enchimento do rúmen. A teoria considera que o consumo diário máximo de FDN pelo animal está em torno de 1,25% do seu peso vivo.

O método proposto por Van Soest é baseado na separação das diversas frações constituintes das forrageiras, por meio de reagentes específicos, denominados detergentes. Assim, por meio do detergente neutro é possível separar o conteúdo celular (parte solúvel no detergente neutro) constituído, principalmente, de proteínas, gorduras, carboidratos solúveis, pectina e outros constituintes solúveis em água, da parede celular (parte da forragem insolúvel em detergente neutro), também chamada de Fibra em Detergente Neutro (FDN), que é constituída basicamente, de celulose, hemicelulose, lignina, proteína lignificada e cinzas insolúveis. A FDN é o melhor dado para representar a fibra da dieta.

Continuando o fracionamento, Van Soest propôs um detergente ácido específico, a fim de solubilizar o conteúdo celular e a hemicelulose, além de maior parte da proteína insolúvel, obtendo-se um resíduo insolúvel em detergente ácido, denominado Fibra em Detergente Ácido (FDA), constituída em quase totalidade de lignina e celulose e cinzas insolúveis. Finalmente, por intermédio de reagentes (ácido sulfúrico ou permanganato de potássio) a lignina é solubilizada, completando-se, deste modo, o fracionamento dos constituintes da parede celular.

A celulose será conhecida, por diferenças de pesagens, antes e depois de se levar os cadinhos a mufla.

Segundo os idealizadores do sistema detergente, o FDA não é uma fração válida para uso nutricional ou predição de digestibilidade. É uma análise preparatória para determinação de celulose, lignina, N ligado à fibra detergente ácido e cinza insolúvel em detergente ácido. Há equações de predição de energia e ingestão de MS que utilizam o FDA e que, uma vez resultando em valores que possam ser usados na prática, evidentemente, são válidas. A sugestão dos autores do método dos detergentes para evitar esse tipo de uso da FDA seria no sentido que a fração que melhor representa a fibra é a FDN e, assim, ela que deveria ser usada para qualquer modelo nutricional para uma abordagem mecanística (causal) e não meramente empírica (matemática).

A FDA também é usada para estimar a hemicelulose. O valor da hemicelulose pode ser estimado através da subtração do valor de FDN pelo de fibra detergente ácido (FDA).

Extrato Etéreo (EE)

As gorduras ou lipídeos são substâncias insolúveis em água, mas solúveis em éter, clorofórmio, benzeno e outros solventes orgânicos chamados de extratores. O teor de EE dos alimentos é obtido por diferença de peso, antes e após a extração com éter dos compostos solúveis neste solvente.

Na análise com éter, 2-3 g de amostra com a secagem definitiva embrulhadas em papel de filtro são extensamente lavadas pelo solvente, arrastando todos os compostos solúveis em éter da amostra. Por isso dá-se o nome de extrato etéreo (EE) para essa determinação.

Esse processo não é muito rigoroso, porque na extração com éter, além de compostos lipídicos, retira-se também clorofila, xantofila, óleos voláteis, enfim, todos os componentes solúveis em éter, se estiverem presentes na amostra. No caso de capins e outros volumosos comete-se grande erro na determinação dos lipídeos por este método, pois eles são relativamente ricos nestes compostos não lipídicos quando comparados com a fração lipídica.
A gordura constitui a fração mais energética dos alimentos e, como os carboidratos, é composta de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Entretanto, a porção dos dois primeiros (C e H), é bem maior nas gorduras que nos carboidratos. O valor alimentar do EE não é constante. Considera-se que um grama (g) de gordura produz 9,35 Kcal de energia bruta, quando medida na bomba calorimétrica, o que corresponde, aproximadamente, a 9 Kcal de energia metabolizável. Os alimentos com maior teor de gordura têm valores mais altos de NDT, pelo fato de a gordura fornecer 2,25 vezes mais energia que os carboidratos.
A riqueza em gordura pode influenciar o armazenamento de alguns produtos, uma vez que este nutriente dos alimentos constitui uma fração bastante instável, pois alimentos ricos em lipídeos rancificam facilmente. Os alimentos rancificados perdem grande quantidade de certos nutrientes essenciais como as pró-vitaminas A e D, caroteno, vitaminas do complexo B, entre outros, sendo que alguns ácidos graxos podem sofrer destruição oxidativa.

Cinza ou Matéria Mineral (MM)

A determinação da cinza fornece apenas uma indicação da riqueza da amostra em elementos minerais. O teor de cinza pode permitir, às vezes, uma estimativa da riqueza em cálcio (Ca) e fósforo (P) do alimento analisado, quando se trata de certos produtos como farinha de ossos e produtos de origem marinha. Todavia, quando se trata de produtos vegetais (forrageiras, rações, cereais, etc), a determinação da cinza tem relativamente pouco valor. Isto ocorre porque o teor da cinza oriunda de produtos vegetais nos dá pouca informação sobre sua composição, uma vez que seus componentes, em minerais, são muito variáveis. Alguns alimentos de origem vegetal são, ainda, ricos em sílica, o que resulta em teor elevado de cinzas, todavia, esse teor não apresenta nenhum valor nutritivo para os animais.

A cinza ou matéria mineral é obtida por incineração da amostra a uma temperatura que não proporcione a perda de certos minerais, geralmente a 600o C em mufla. O teor de cinza será obtido por diferença de peso, antes e após a incineração. Subtraindo da matéria seca o teor de cinzas, obtemos o % de matéria orgânica do alimento, que inclui todos os outros compostos diferentes dos minerais. A digestibilidade da matéria orgânica em uma dieta com baixo conteúdo de gordura, típica dos ruminantes, é próxima ao valor dos nutrientes digestíveis totais (NDT), uma medida energética antiga, mas ainda muito válida, devido às novas metodologias de cálculo dessa variável, propostas pelas mais recentes normas alimentares para vacas leiteiras, o NRC (2001).


Fonte:

Análise de Alimentos - Métodos Químicos e Biológicos, Dirceu Jorge da Silva, Universidade Federal de Viçosa, 1990

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Comentários

Flávia - 06/07/2011
Flávia
Como é o cálculo de NDT?
Suzana - 27/06/2011
Suzana
Muito bom! Me ajudou mudou em um relatório de Nutrição. Obrigada!!!
Equipe ReHAgro - 13/04/2011
Equipe ReHAgro
Olá Edison! Existem outras metodologias para a determinação de proteína bruta, mas não sabemos qual a quantidade de água que se gasta.
david - 27/02/2011
david
Este artigo foi muito importante para conclusão de um relatório de pesquisa.
Giancarlo - 17/11/2010
Giancarlo
Muito bom e utíl esse artigo...obrigado por publica-lo.
Rê - 23/10/2010
Rê
Show de bola. Fácil, prático. Tirou minhas dúvidas e ainda aprendi a fazer praticando. É isso que a gente precisa! Parabéns! Grata!
Allyne - 12/03/2010
Allyne
Esse artigo me ajudou muito, agradeço a publicação...
Matheus - 04/10/2009
Matheus
Muito bom este artigo! Me ajudou muito!! Muito obrigado...
Roberta - 25/09/2009
Roberta
Este artigo foi de grande importancia para a realização de um relatório.
Aline - 23/06/2009
Aline
o artigo me ajudou bastante !