Determinação de cinzas: métodos e exemplos - Ciência - 2023

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o determinação de cinzas É uma técnica ou processo que permite estimar a quantidade total de minerais presentes em uma amostra normalmente alimentar. Corresponde a uma das análises essenciais nos estudos de qualidade e caracterização da indústria alimentar.

As cinzas são consideradas os resíduos não voláteis obtidos durante a incineração de alimentos. Estes consistem essencialmente em óxidos metálicos e são ricos em íons metálicos que representam o conteúdo mineral dos alimentos. Dependendo do produto, a quantidade de cinzas afeta sua qualidade, sendo um fator a ser levado em consideração na análise de qualidade.

A determinação do teor de cinzas é realizada dentro de uma mufla (forno de alta temperatura), colocando a amostra em recipientes refratários conhecidos como cadinhos. Os materiais são diversos, sendo o mais utilizado a porcelana. O referido teor é expresso em percentagem em base seca ou húmida; ou seja, levando em consideração ou não a umidade dos alimentos.

Por outro lado, algumas análises confirmam que a amostra é transformada em cinzas por um método úmido. Dessa forma, é analisada a “cinza volante” que, devido às altas temperaturas da mufla, acaba escapando do cadinho.

Métodos de determinação de cinzas

A determinação das cinzas é realizada usando três métodos: seco, úmido e plasma a baixas temperaturas. Cada um deles tem suas vantagens e desvantagens em relação aos outros; entretanto, o método seco é de longe o mais familiar e intuitivo: incinere a amostra até que esteja queimada.

Seco

A amostra é processada de acordo com o método padrão (nacional ou internacional). É pesado em um cadinho previamente aquecido e pesado junto com sua tampa, até que sua massa não varie. Isso reduz o erro de pesagem devido à umidade ou resíduos desprezíveis.

O cadinho, com a amostra dentro, é colocado no frasco e deixado para aquecer a uma temperatura de 500 a 600 ºC por 12-24 horas. Aqui, a matéria orgânica na amostra reage com o oxigênio para se tornar vapor de água, dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio, bem como outros compostos gasosos.

Decorrido o tempo estipulado, o cadinho é deixado para esfriar e é transferido para um dessecador para evitar que absorva a umidade do ambiente. Depois de totalmente resfriado, é pesado na balança e a diferença de massas entre o cadinho e a amostra ao final é igual à massa das cinzas, M_cinzas.

Assim, a porcentagem de cinzas é:

%_cinzas = (M_cinzas/ M_{amostra seca}) 100 (base seca)

%_cinzas = (M_cinzas/ M_amostra) 100 (base úmida)

Essa porcentagem em base seca significa que a amostra foi desidratada antes mesmo de ser pesada para incineração.

Úmido

O problema do método a seco é que consome muita eletricidade, já que a mufla deve ficar funcionando o dia todo. Além disso, as altas temperaturas volatilizam alguns minerais que não são encontrados nas cinzas; como os dos elementos ferro, selênio, mercúrio, chumbo, níquel e cobre.

Por esta razão, quando você deseja analisar os minerais dos metais mencionados acima, você usa o método úmido de determinação de cinzas.

Desta vez, a amostra é dissolvida em ácidos ou agentes oxidantes fortes e aquecida até que seus componentes orgânicos sejam digeridos.

No processo, a matéria orgânica acaba volatilizada, mesmo quando o forno trabalha em temperaturas não superiores a 350 ºC. Os minerais solúveis em água permanecem em solução para posterior análise espectroscópica (absorção e emissão atômica) ou volumétrica (titulações de precipitação ou complexação com EDTA).

O problema desse método é que, embora seja muito mais rápido, é mais perigoso para o manuseio de substâncias corrosivas. Também mais desafiador em termos de conhecimento técnico.

Plasma em baixas temperaturas

No terceiro método mais utilizado. A amostra é colocada em uma câmara de vidro, onde é parcialmente desidratada pela ação do vácuo. Em seguida, é injetado um volume de oxigênio, que é decomposto pela ação de um campo eletromagnético, para gerar radicais que oxidam violentamente a amostra, ao mesmo tempo em que ela é desidratada a uma temperatura abaixo de 150 ºC.

Exemplos

Farinhas

O teor de cinzas nas farinhas é de especial interesse porque acredita-se que afete a qualidade de seus produtos assados. Uma farinha de trigo com muita cinza revela que foi moída com muito farelo rico em minerais e que, portanto, é necessário refinar sua pureza, além de melhorar sua moagem.

Essa porcentagem de cinzas deve estar entre 1,5 e 2%. Cada farinha terá seu próprio teor de cinzas dependendo da terra onde é colhida, seu clima, fertilizantes e outros fatores.

Biscoitos

O teor de cinzas nos biscoitos está sujeito à farinha com que são feitos. Por exemplo, aqueles feitos com farinha de banana terão a maior quantidade de cinzas ou minerais. Portanto, pode-se esperar que os cookies de frutas sejam mais ricos em minerais do que os cookies de chocolate; ou pelo menos no começo.

Croquetes para cães e gatos

Cães e gatos precisam que o teor de cinzas de seus croquetes seja de pelo menos 2%; caso contrário, eles serão muito pobres em minerais. Para a ração canina, esse percentual não deve ultrapassar 6,5%; enquanto para os gatos, a porcentagem de cinzas em seus croquetes não deve ser superior a 7,5%.

Quando seus croquetes apresentam percentuais muito elevados de cinzas, cães e gatos correm o risco de desenvolver cálculos renais, assim como o excesso de minerais prejudica a assimilação de outros essenciais para suas funções fisiológicas.

carnes

Para a determinação de cinzas em carnes são primeiramente desengorduradas, pois a gordura interfere durante a incineração. Para isso, são macerados em solventes apolares e voláteis, de modo que evaporam completamente quando a amostra é colocada dentro do frasco.

Seguindo o mesmo raciocínio, carne com mais cinzas significa que seu teor de minerais é maior. Em geral, as carnes são ricas em proteínas, mas pobres em minerais, pelo menos se comparadas aos demais produtos da cesta básica. Das carnes, o frango e as salsichas são os que contêm mais cinzas.

Frutas

Diz-se que frutas com um teor relativamente alto de cinzas são ricas em minerais. Porém, isso não significa que não sejam deficientes em outros minerais, uma vez que cada metal é analisado separadamente de suas cinzas. Desta forma, é construída uma tabela nutricional que destaca quais minerais compõem a fruta em maior ou menor abundância.

Por exemplo, as nectarinas contêm muitas cinzas (cerca de 0,54%), enquanto as peras têm baixo teor de cinzas (0,34%). As peras também são pobres em cálcio, mas ricas em potássio. É por isso que a porcentagem de cinzas por si só não é um bom indicador para determinar o quão nutritiva é uma fruta.

Alguém com deficiência de potássio ficaria melhor comendo pêras ou bananas, enquanto se seu corpo exigir cálcio, seria melhor consumir pêssegos.

Referências

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