CINZA

É o resíduo inorgânico que permanece após a queima da matéria orgânica, que é transformada em CO2, H2O e NO2.

A cinza é constituída principalmente de:

 Grandes quantidades: K, Na, Ca e Mg;

  Pequenas quantidades: Al, Fe, Cu, Mn e Zn;

 Traços: Ar, I, Fe e outros elementos.

CINZA: não tem necessariamente a mesma composição que a matéria mineral presente

originalmente no alimento

Perda por volatilização ou alguma interação entre os constituintes da

amostra.

ELEMENTOS MINERAIS

  Óxidos;

  Sulfatos;

  Fosfatos;

  Silicatos;

  Cloretos.

Composto T de volatização

Carbonato de potássio 900 oC

Carbonato de sódio 900 oC

Hg 100 oC-550 oC

Cd >450 oC

Zn e Pb 300 oC-1000 oC

Composição da Cinza

Depende da natureza do alimento e do método de determinação utilizado.

Ca

Altas concentrações: produtos lácteos, cereais, nozes, alguns peixes e certos vegetais.

Baixas concentrações: todos os alimentos, exceto açúcar, amido e óleo.

P

Altas concentrações: produtos lácteos, grãos, nozes, carnes, peixes, aves, ovos e legumes.

Fe

Alta concentração: grãos, farinhas, produtos farináceos, cereais assados e cozidos, nozes,

carnes, aves, frutos do mar, peixes, ovos e legumes.

Baixa concentração: produtos lácteos, frutas e vegetais.

Na: sal é a principal fonte, e em quantidade média em produtos lácteos, frutas, cereais, nozes, carnes,

peixes, aves, ovos e vegetais.

Mg: nozes, cereais e legumes.

Cu: frutos do mar, cereais e vegetais.

S: alimentos ricos em proteínas e alguns vegetais.

Co: vegetais e frutas.

Zn: frutos do mar e em pequena quantidade na maioria dos alimentos.

Conteúdo de Cinza no Alimentos

Cereais: 0,3%-3,3%;

Produtos lácteos: 0,7%-6,0%;

Peixes e produtos marinhos: 1,2%-3,9%;

Frutas frescas: 0,3%-2,1%;

Vegetais frescos: 0,4%-2,1%;

Carnes e produtos cárneos: 0,5%-6,7%;

Aves: 1,0%-1,2%;

Nozes: 1,7%-3,6%;

Óleos e gorduras: 0,0% (óleos e gorduras vegetais)-2,5% (manteiga e margarina);

Leguminosas: 2,2%-4,0%;

Açúcares e xaropes: 0,0-1,2%

Determinação dos Constituintes Minerais

Determinação da cinza

(total, solúvel e insolúvel)

Determinação dos componentes

individuais da cinza

CINZA TOTAL

É utilizada como indicativo de várias propriedades:

  Índice de refinação de açúcares e farinhas.

Açúcares: uma cinza muito alta dificultará a cristalização e a descolarização.

  Verificação nutricional de alguns alimentos.

Alto nível de cinza insolúvel em ácido indica presença de areia.

  Indicativo das propriedades funcionais de alguns produtos alimentícios (gelatina).

Geléias de frutas e doces em massa: estimar o conteúdo de frutas.

Componentes Individuais da Cinza

Indispensáveis para o metabolismo normal:

elementos indispensáveis da dieta essencial.

Não tem nenhuma função conhecida ou até podem ser prejudiciais à saúde

(Pb e Hg)

Caracterização da pureza e a verificação da adulteração das amostras:

Cinza solúvel e insolúvel em água

Utilizado para a determinação da quantidade de frutas em geléias e conservas.

Alcalinidade da cinza

  Frutas e vegetais são alcalinas.

  Produtos cárneos e certos cereais são ácidos.

  Presença de sais de ácidos fracos, como o cítrico, o tartárico e o málico, que na incineração são convertidos nos carbonatos correspondentes.

  Utilizada para verificar adulteração em alimentos de origem vegetal ou animal.

Cinza insolúvel em ácido

É importante para a verificação da adição de matéria mineral a alimentos, como sujeira e areia em

temperos, talco em confeitos e sujeira em frutas.

CINZA TOTAL

Cinza Seca Cinza úmida Cinza seca versus cinza úmida

CINZA SECA

Procedimento

1.  Pesar cerca de 5 g de amostra num cadinho de porcelana, o qual deve ter sido previamente incinerado, esfriado e tarado.

2.  O conjunto deve ser incenerado numa mufla, inicialmente a uma temperatura mais baixa e depois a 500 oC-600 oC.

3.  Quando a cinza estiver pronta, isto é, não restar nenhum resíduo preto de matéria orgânica, o conjunto é retirado da mufla, colocado num dessacador para esfriar e pesado quando atingir a temperatura ambiente.

4.  A diferença entre o peso do conjunto e o peso do cadinho vazio dá a quantidade de cinza na amostra.

Preparação da amostra

Cereais, queijos e leite: 3 g-5g;

Açúcar, carnes, legumes, vinhos: 5g-10g;

Sucos, frutas secas, frutas enlatadas: 25 g;

Geléias, xaropes, doces em massa: 10 g.

Amostras líquidas ou úmidas: devem ser secas em estufa.

Produtos com grande quantidade de matéria volátil: devem ser aquecidos vagarosamente.

Amostras líquidas ou úmidas: devem ser secas em estufa.

Produtos com grande quantidade de matéria volátil: devem ser aquecidos vagarosamente.

Produtos ricos em gordura: aquecidos cuidadosamente, para evitar excesso de chama.

Peixes e produtos marinhos gordurosos: deve-se fazer uma incineração prévia a baixa temperatura, de modo que a gordura comece a fumegar sem incendiar-se.

Queijos gordurosos: adiciona-se uma pequena quantidade de algodão absorvente e incinerar cuidadosamente.

Manteiga: é necessário fazer extração da gordura da amostra já seca com algum solvente orgânico

Produtos açucarados: tendem a formar espuma. Adição de vaselina ou azeite de oliva.

Tipos de Cadinhos

A escolha vai depender do tipo de alimento a ser analisado.

Quartzo: resistente a halogênio, soluções neutras e ácidas. Estável a altas temperaturas (até 1.100 oC).

Vycor: é fabricado com um vidro especial. Pode ser utilizado a temperaturas acima de 900 oC e é resistente a maioria dos compostos químicos, menos a bases.

Porcelana: resistência até 1.200 oC. É bastante utilizado por manter seu peso constante e pelo baixo preço. É suscetível a álcalis e pode rachar com mudanças bruscas de temperatura.

Aço: é utilizado para amostras grandes. Tem baixo preço e alta resistência a ácidos e álcalis.

Platina: é o melhor de todos em vários aspectos, mas é muito caro. Tem alta resistência ao calor (1.773 oC), boa condutividade térmica e é quimicamente inerte.

Tempo de Incineração na Mufla

525 oC: frutas e produtos de frutas, carnes e produtos cárneos, açúcar e produtos açucarados e produtos de vegetais.

550 oC: produtos de cereais, produtos lácteos (com exceção da manteiga, que utiliza 500 oC), peixes e produtos marinhos, temperos e condimentos e vinho.

600 oC: grãos e ração.

Tempo de Incineração

Varia com o produto e com o método.

  Grãos e ração: 2 horas.

  A carbonização está terminada quando o material se torna completamente branco ou cinza, e o peso da cinza fica constante.

COSTUMA LEVAR MUITAS HORAS

Pesagem da Cinza

Cuidado com o manuseio do cadinho com a cinza: muito leve e pode voar facilmente.

  Para a determinação dos minerais individualmente, não se deve utilizar a determinação de cinza seca, pois com esse método vai haver muita perda de certos elementos, dependendo da temperatura utilizada (máxima de 500 oC).

CINZA ÚMIDA

É utilizada na determinação de elementos em traços, que podem ser perdidos na cinza seca, e também de

metais tóxicos.

Digestão: com um único ácido.

Ácido sulfúrico: não é um agente oxidante muito forte e a completa decomposição pode demorar, mas para acelerar o processo pode-se adicionar um sal, como o sulfato de potássio, que vai aumentar o PE do ácido, acelerando assim o processo.

Ácido nítrico: é um bom agente oxidante, mas pode ser evaporado antes da oxidação terminar e também pode causar a formação de óxidos insolúveis.

Mais utilizado: H2SO4-HNO3

CINZA SECA x CINZA ÚMIDA

CINZA SECA

  Utilizada para a determinação de cinza total, determinação de cinza solúvel em água, insolúvel em água e insolúvel em ácido. É útil na determinação dos metais mais comuns que aparecem em maiores quantidades.

  Técnica simples e útil para análise de rotina.

  É demorada, mas pode-se deixar durante a noite a temperaturas mais baixas.

 Limitação do uso: altas temperaturas, reações entre os metais e os componentes da amostra, ou entre estes e o material do cadinho.

  Temperaturas mais altas com maior volatilização.

  Geralmente mais sensível para amostras naturais.

  Necessita menor supervisão.

  Podem-se utilizar amostras grandes.

  Menos brancos para os reagentes.

CINZA ÚMIDA

  É mais comumente utilizada para determinação da composição individual da cinza.

  Podem-se utilizar baixas temperaturas, que evitam perdas por volatilização.

  É mais rápida.

  Utiliza reagentes muito corrosivos.

  Necessidade de brancos para os reagentes.

  Não é prática como método de rotina.

  Exige maior supervisão.

  Não serve para amostras grandes.

ANÁLISE DOS ELEMENTOS INDIVIDUAIS

A cinza obtida por via úmida está pronta para ser utilizada para a análise individual de cada elemento

mineral nela contido.

  Absorção atômica;

  Emissão de chama;

  Colorimetria;

  Turbidemetria;

  Titulometria.

Regras para a obtenção de resultados precisos e exatos:

1.  Todo material utilizado deve ser o mais puro e inerte possível.

2.  A limpeza dos equipamentos e cadinhos por banho de vapor é muito importante para diminuir as interferências e a adsorção dos elementos.

3.  Utilização de microtécnicas com pequenos equipamentos e cadinhos.

4.  Os reagentes e o material de laboratório devem ser o mais puros possível.

5.  Evitar a contaminação do ar no laboratório.

6.  Restringir as manipulações e etapas de trabalho.

7.  Todo o procedimento deve ser verificado por análises comparativas interlaboratoriais.

CINZA SOLÚVEL E INSOLÚVEL EM ÁGUA

A partir da cinza total, as cinzas solúvel e insolúvel em água são obtidas da seguinte maneira:

1.  Juntar 25 mL de água ao cadinho.

2.  Cobrir com vidro de relógio para evitar respingos para fora e aquecer até começar a ferver.

3.  Filtrar num papel sem cinzas e lavar com água quente.

4.  Carbonizar o papel filtro com o resíduo.

5.  Deixar esfriar e pesar.

A cinza pesada é a cinza insolúvel,e a cinza solúvel será a diferença entre a total e a insolúvel.

ALCALINIDADE DA CINZA

CINZA TOTAL

1.  Juntar no cadinho com a cinza uma quantidade em excesso e medida de HCl 0,1 M (ou ácido sulfúrico).

2.  Adicionar água quente e aquecer em banho-maria.

3.  Deixar esfriar e adicionar alguma gotas de alaranjado de metila com indicador.

4.  Titular o excesso de ácido com NaOH 0,1 M.

5.  Calcular a alcalinidade como o número de mL do ácido 0,1M requerido para neutralizar a cinza em 100 g de amostra.

CINZA SOLÚVEL EM ÁGUA

1.  Titular o filtrado com HCl 0,1 M (pode ser ácido sulfúrico), usando alaranjado de metila como indicador.

2.  Expressar a alcalinidade como o número de mL do HCl 0,1 M necessário para neutralizar a cinza em 100 g de amostra.

CINZA INSOLÚVEL EM ÁGUA

A determinação é igual à da cinza total, só que é utilizadas a cinza retida no filtro (cinza insolúvel).

CINZA INSOLÚVEL EM ÁCIDO

1.  Adicional 25 mL de HCl 10% no cadinho com a cinza.

2.  2. Cobrir com vidro de relógio e aquecer por 5 minutos.

3.  Filtrar num papel sem cinza e lavar com água quente.

4.  Colocar o filtro com o resíduo no cadinho e incinerar até a cinza ficar clara

5.  Esfriar e pesar.