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Amostragem na análise de proteína pelo método Kjeldahl

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Considerada a etapa mais crítica e decisiva para o resultado final da análise, a amostragem contempla desde a coleta e preparação da amostra para análise, sendo de extrema importância para a determinação de proteína.

 

O método de determinação de nitrogênio total foi desenvolvido há mais de 130 anos pelo dinamarquês Johan Gustav Kjeldahl, e desde então, tem sido estudado, modificado e melhorado.

 

Embora seja difícil definir um procedimento comum aplicável a todas as matrizes de alimentos, o método Kjeldahl é referência ou padrão para quantificar o teor de proteína em alimentos, sendo recomendado por órgãos normalizadores como AOAC e ISO.  Esse método quantifica o teor de nitrogênio total e estima indiretamente o teor de proteína dos alimentos.

 

 

Etapas do método Kjeldahl

 

O método consiste na digestão com ácido sulfúrico concentrado e mistura catalítica para acelerar a reação, seguida de destilação a quente com hidróxido de sódio para liberação do íon amônio que é retido em ácido bórico.

 

A última etapa é a titulação com ácido padronizado para quantificação do nitrogênio total presente na amostra. O teor de proteína é então estimado indiretamente através de cálculo, multiplicando o teor de nitrogênio por um fator de conversão.

 

O resultado final da análise, ou seja, o teor de proteína, é dependente da qualidade de cada etapa do processo analítico. As várias etapas da análise podem ser fontes de erro, incluindo a amostragem.

 

Amostragem X Amostra

 

            A amostragem é a primeira etapa na realização de uma análise. Mas, afinal, qual a diferença entre amostra e amostragem?

 

            A amostra é uma pequena porção a partir de um produto ou matéria prima selecionada para representar o todo.

 

            A amostragem corresponde a retirada de quantidades moduladas de material de um todo que se deseja amostrar, para a composição da amostra primária ou global, de tal forma que esta seja representativa do todo amostrado.

 

Amostragem

 

Amostragem é a série sucessiva de etapas operacionais especificadas para assegurar que a amostra seja obtida com a necessária condição de representatividade.

 

Em resumo, a amostragem compreende três etapas principais:

  • Coleta da amostra bruta
  • Obtenção da amostra laboratorial
  • Preparação da amostra para análise

 

A amostra bruta deve ser uma réplica, em tamanho reduzido, do total amostrado, tanto no que diz respeito à composição como à distribuição do tamanho da partícula.

 

Quando a amostra é homogênea, como por exemplo, um líquido, o processo de amostragem é simples, onde qualquer fração reflete a composição média do conjunto. Caso o material seja heterogêneo, ou seja, uma mistura sólida, é necessário combinar várias porções para garantir que a amostra bruta seja representativa.

 

Além da coleta, a recepção e armazenamento de amostras deve ser feito para assegurar a sua estabilidade, prevenindo possíveis deteriorações e alteração da composição das amostras.

 

Após a coleta, alimentos secos, em pó ou grânulos, podem ser homogeneizados através do agitador homogeneizador em Y com volume de 5 litros, modelo TE-201/5 e 10 litros, modelo TE-201/10 ou o agitador homogeneizador em V com volume de 5 litros, modelo TE-200-05 e 15 litros, modelo TE-200-15. 

Após homogeneização, a amostra bruta ou primária é reduzida para obtenção da amostra de laboratorial. Para alimentos secos, a redução ou divisão, pode ser feita utilizando um quarteador de amostra tipo Jones, modelo R-TE-064 ou R-TE-066.

 

 A amostra laboratorial é o resultado da redução da amostra bruta mediante operações conduzidas de maneira a garantir a continuidade da condição de representatividade da amostra.  

 

A amostra para a análise é uma porção menor da amostra de laboratório, suficientemente homogeneizada, com massa e granulometria adequadas para a realização do ensaio analítico. Pode ser obtida através de operações que envolvem métodos predominantemente físicos, como secagem, moagem, peneiramento, entre outros, dependendo do tipo de amostra.

 

As etapas requeridas no preparo da amostra para a análise de proteína pelo método Kjeldahl dependem das características físicas e químicas da amostra.

 

 

Massa de amostra X Homogeneidade

 

A massa necessária de amostra para a análise depende do seu grau de homogeneidade. De maneira geral, resultados exatos para amostras não homogêneas não podem ser obtidos utilizando pequenas quantidades de amostra.

 

Quanto menor a massa de amostra utilizada na análise, maior deverá ser seu grau de homogeneidade.

 

Para amostras homogêneas, a massa de amostra deve ser pesada para obter um volume final de titulação adequado, em torno de 10 - 20 mL. A amostra analítica deve preferencialmente conter 30 - 140 mg de nitrogênio (MOORE et al., 2010).

 

O grau de homogeneidade da amostra é um fator determinante do tamanho da amostra, sendo este dependente das etapas de moagem e homogeneização, por exemplo.

 

 

Secagem da amostra

 

Amostras úmidas deverão ser previamente secas para evitar a interferência da umidade na reação de digestão. Para a secagem de amostras, pode ser utilizada a estufa com circulação e renovação de ar estufa, modelo TE-394/2-MP.  

Caso a análise seja realizada em amostra úmida, é necessário realizar a determinação de umidade simultaneamente, para que o teor de umidade seja considerado ao quantificar o teor de N em base seca, fim de se obter maior precisão no teor de proteína.

 

A umidade pode ser determinada pelo método gravimétrico utilizando balança analítica, modelo SHI-AUY-220, dessecador a vácuo, modelo TE-3950 ou TE-3950/1, bomba de vácuo, modelo TE-0581 e estufa com circulação e renovação de ar estufa, modelo TE-394/2-MP. 

Redução no tamanho das partículas

 

        A redução no tamanho das partículas aumenta a área superficial da amostra, facilitando processos de digestão.  A moagem é o principal procedimento para fragmentação das partículas solidas, sendo o tipo de moinho definido de acordo o tipo da amostra.


       Considerando que todas as etapas sejam realizadas de maneira correta, melhores resultados serão obtidos quanto menor o tamanho da partícula.

 

ü  Grãos, cereais e ração

 

Amostras de grãos, cereais e ração podem ser moídas até a obtenção de um pó fino, com tamanho de partículas menores que 1 mm ou 20 mesh ou de acordo com a normativa a ser seguida.  Para redução no tamanho das partículas são utilizados moinhos, cujo modelo é definido de acordo com a características da amostra.

 

- Moinho Multiuso, modelo TE-361/4

- Moinho de rotor, modelo R-TE-651/2

- Moinho Tecmill, modelo R-TE-633

 

Devido ao elevado teor de óleo em algumas a amostras, a moagem pode ser dificultada. Para isso, recomenda-se o uso do Moinho Multiuso, modelo TE-631/4, que possui cuba com sistema de refrigeração, possibilitando a utilização conjunta com um Banho termostatizado, modelo TE-2005, para evitar o aquecimento da amostra.

 

ü  Carnes e pescados

 

       Para carnes e pescados é necessário retirar componentes não comestíveis, como restos de pele ou couro, espinhas, musculatura escura e de sangue.  Em seguida, a amostra pode ser triturada em multiprocessador.


Considerando que o material apresenta baixa homogeneidade, é necessário maior tamanho de amostra, de modo que sejam inclusos e representativos todos os componentes da amostra.


Se a amostra não for analisada de imediato, a mesma deve ser acondicionada em temperatura de 4ºC por um período de até 24 horas. O armazenamento pode ser feito em Incubadora, modelo TE-371/240L ou Mini incubadora para BOD, modelo TE-381/1.



Considerações finais

 

A amostragem é considerada a etapa mais critica e decisiva para a precisão e exatidão do método, demandando maior tempo e empenho por parte do analista na seleção de procedimentos rápidos, simples e eficientes.

 

Se não efetuada corretamente, os resultados não corresponderão à composição do material em análise.  Dessa forma, erros cometidos durante amostragem não serão corrigidos e nem compensados, por mais criteriosa que seja a análise no laboratório.

 

Na rotina laboratorial, as fontes de erros precisam ser identificadas, minimizadas e/ou controladas em cada etapa da análise, por ações corretivas e preventivas e, ainda, pela adoção de boas práticas de laboratório.



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Referências

MOORE, J. C. Total protein methods and their potential utility to reduce the risk of food protein adulteration. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 9, 2010, p. 330 - 357.

 

Argandoña, E. J. S. et al. Roteiro de aulas práticas da disciplina de análise de alimentos. Dourados, MS: Ed. UFGD, 2017. (Coleção Cadernos Acadêmicos).