Aula 4 Minerais

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ESTUDO BROMATOLÓGICO 
DOS MINERAIS 
Prof. Emiliano Rios
Minerais
Representam em torno de 4-5% do 
peso corpóreo (3,5 kg para 70 kg)
Minerais
Funções gerais
Componentes estruturais
Formação de macromoléculas
Regulação do pH
Pressão osmótica
Potencial de membrana
Importância dos minerais no 
organismo
Ingestão Ionização Absorção
• Ao serem oxidados não fornecem energia, mas podem ser
reguladores ou plásticos
• São nutrientes essenciais
• Os minerais plásticos constituem cerca de 4% do peso
total do organismo e destes 80% está no esqueleto e o
restante nos fluidos orgânicos
• Eliminação de 30g por dia = reposição
Alimentos x Teor Mineral
Água potável: iodo, 
flúor, cobre
O teor de minerais 
nos alimentos, em geral,
varia de 1μg a 500mg/100g
Depende da 
característica 
da espécie,
órgão animal,
tipo de solo, etc
Além dos minerais essenciais,
minerais tóxicos podem ser 
ingeridos acidentalmente
Ex: fertilizantes do solo
Classificação dos minerais
 Solúveis: quando ingeridos podem ser 
absorvidos
 Insolúveis: podem ser solubilizados no pH 
ácido do estômago. Ex: fosfato de cálcio.
 Compostos orgânicos: 
Fe + cadeias protéicas (hemoglobina)
Classificação dos minerais no 
organismo
 Qualitativa
◦ Macroelementos: Sódio, Potássio, Cloro,
Cálcio, Magnésio, Fósforo
◦ Microelementos: Ferro, Zinco, Manganês,
Cobre, Iodo, Flúor.
 Fisiológica
◦ Carenciais: Na, K, Cl, Ca, Mg, P, Fe
◦ Não carenciais: Mn, Zn, Al, I, F, Co
Classificação dos alimentos quanto ao 
teor de minerais
 Quanto à quantidade
◦ Rico em minerais (lácteos, cárneos e vegetais)
◦ Pobre em minerais (frutas)
◦ Não fornecedores de minerais (alguns enlatados)
 Quanto a variedade de minerais
◦ Álcali-formadores: após oxidação fornecem cátions
alcalinos, Na+, K+, Ca++, Mg++
 Exemplo: vegetais
◦ Ácido-formadores: após oxidação fornecem ânions
ácidos, P, S, Cl-
 Exemplo: Carne, pescado
CÁLCIO e FÓSFORO
• Corpo humano adulto (70 kg)
 2% de cálcio (1.400g)
 1% de fósforo (700g)
99% do cálcio
80% do fósforo
Componentes dos ossos e dentes, conferindo-lhes 
força e rigidez;
Hidroxiapatita
CÁLCIO
Presente em 3 compartimentos:
- Esqueleto
- Tecidos moles (contração muscular)
- Líquido extracelular
Funções:
- Mineralização óssea
- Contração muscular
- Liberação de hormônios e neurotransmissores
- Coagulação sanguínea
FÓSFORO
Presente, principalmente, no:
- Esqueleto
- Intracelular (ATP, Pi)
Papéis biológicos:
- Estrutura óssea (hidroxiapatita)
- Metabolismo energético
- Tampão sanguíneo e urinário
- Integridade celular
- Atividade de algumas enzimas
- Transporte de oxigênio
FONTES DIETÉTICAS 
CÁLCIO
 Altas concentrações: produtos lácteos, nozes e 
certos vegetais (Brócolis e Espinafre)
 Baixas concentrações: Frutas, vegetais, carnes 
e peixes, cereais
Alguns países adicionam Carbonato de Cálcio na farinha 
de trigo para suplementar a alimentação da população.
FONTES DIETÉTICAS 
FÓSFORO 
 Amplamente distribuído nos alimentos:
- Alta concentração: Carnes magras, fígado, Legumes,
Cereais, Ovos, Farinha de trigo integral e Nozes
- Baixa concentração: Batatas, espinafre e frutas
- Fontes não naturais: Enlatados e apresuntados
Grandes quantidades de Fitatos e Oxalatos podem 
formar complexos insolúveis, prejudicando a absorção.
• Mantêm estreitas relações:
Na+
K +
Contribuem para:
- Manutenção da pressão osmótica;
- Equilíbrio ácido-básico;
- Balanço eletrolítico do organismo;
- Formação de potenciais de ação;
- Cl- aparece no suco gástrico, sob a forma de HCl;
Necessidades diárias de Na+ muito abaixo da 
quantidade normalmente consumida como sal de 
cozinha.
SÓDIO E POTÁSSIO
Combinados com o Cl-
MAGNÉSIO
Presente, principalmente, no:
- Dentro da célula (10x mais concentrado )
- 67% está associado a Ca e P no esqueleto
- Músculos, Rim, Fígado
- 1% no plasma
Papéis biológicos:
Intracelular: Cofator e ativador alostérico de enzimas,
Contração muscular, Coagulação, Metabolismo energético,
Estrutura RNA e DNA, Síntese protéica.
Extracelular: Manutenção do Mg++ intracelular,
Estabilização dos axônios, Liberação de
neurotransmissores.
ANTAGONISTA FISIOLÓGICO DO Ca++ NO SNC
FONTES DIETÉTICAS
Sódio:
- 50-100 mg/100g da maioria dos alimentos
- Ovos tem 150mg/100g
Potássio:
- 100-350 mg/100g da maioria dos alimentos
- Sementes e nozes apresentam 500-1000 mg/kg
- Óleos e gorduras podem não conter
Magnésio:
- 10-40 mg/100g da maioria dos alimentos
- 100mg/100g em derivados de sementes, farinha de
trigo integral, nozes e legumes
MICROMINERAIS
• Ocorrem em quantidades muito
pequenas;
• Também chamados elementos-traço ou
oligoelementos, ou ainda elementos
menores;
• Alimentos processados ou refinados
têm menor teor de minerais;
FERRO
• 4g de Fe no organismo adulto (70kg)
• Presente nos eritrócitos (70% na Hb)
• Transporte de elétrons
• Enzimas (peroxidases, catalases)
• Formas no organismo
Fe
2+
(Ferroso): Ligado a Heme, melhor absorvido
Fe
3+
(Férrico): Ferritina, Hemossiderina e Transferrina
• Formas de Armazenamento
Ferritina (solúvel) e hemossiderina (insolúvel)
Depósitos no fígado, baço e medula óssea
• Transporte
Transferrina
Obs: o ferro é um elemento altamente reativo, é 
necessário que o Fe esteja firmemente ligado às 
proteínas para prevenir efeitos destrutivos.
FERRO
Absorção do ferro
1 a 7%
Carnes
15-25%
Alimentos de 
origem vegetal
Maior parte Fe
3+
Folhas 
verdes, 
Legumes, 
nozes, 
grãos
Carne magra, 
fígado, 
mariscos
pH ácido → Fe
2+
e Fe
3+
solúveis (hidratados) → Melhor absorção
pH básico → Fe
2+
e Fe
3+
insolúveis (hidróxidos) → Baixa absorção
 ABSORÇÃO
• REQUERIMENTOS NUTRICIONAIS
10 - 15 mg/dia (necessidade maior nas mulheres)
O ferro da dieta apresenta-se sob duas formas:
• SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA
Anemia ferropriva
FERRO
ferro ferroso 
(Fe 2+)
ferro férrico 
(Fe 3+)
Pouco absorvidoMelhor absorvido
ferro heme não-heme (inorgânico)
Vit. C
Redução
IODO
A função relacionada aos hormônios da 
tireóide.
T3 – triiodotiroxina
T4 – tiroxina
Aumenta o ritmo de oxidação das células, 
aumentando o metabolismo basal.
O sinal mais aparente da insuficiência de iodo é 
o bócio, resultado do aumento da glândula 
tireóide;
• Requerimentos nutricionais -150g/dia
• Fontes dietéticas - Alimentos marinhos
Portaria 218/99: Adição de Iodo ao sal marinho.
COBRE
Funções no organismo:
- Constituinte de diversas enzimas do organismo;
- Participa da síntese de elastina e colágeno;
- Conversão de tirosina em melanina;
- Ação antioxidante;
- Ajuda na manutenção dos nervos.
Ingestão diária recomendada: 1-3mg
Fontes dietéticas:
- Leite é pobre
- Fígado de mamíferos é rico
ZINCO
Funções no organismo:
- Envolvido em diversas funções metabólicas
- Estruturando ou cofator de metaloenzimas
- Expressão gênica
Ingestão diária recomendada: 7-17mg
Fontes dietéticas:
- Carne magra e Fígado, Farinha de trigo integral, 
ervilhas, nozes e Ovos
- Leite de vaca tem mais que o humano, mas mesmo 
assim ainda é pobre
Dietas ricas em fibras e leguminosas (fitatos) diminue a 
absorção
SELÊNIO
Funções no organismo:
- Componente essencial de enzimas
- Antioxidante, poupador da Vit. E
Ingestão diária recomendada: 25-220μg
Fontes dietéticas:
- Cereais
- Peixes
- Frutas
- Vegetais
- Nozes (Castanha do Pará)
Efeitos preventivos contra DA
DETERMINAÇÃO DO CONTEÚDO 
MINERAL NOS ALIMENTOS
Cinzas de um alimente
É o resíduo inorgânico que permanece após 
a destruição da matéria orgânica em CO2, 
H2O e NO2.
Constituição da fração cinzas
 Grandes quantidades: K, Na, Ca, Mg e S.
 Pequenas quantidades: Al, Fe, Cu, Mn e Zn.
 Traços: Ar, I, F, Co, Cr, Mo e outros
Presentes na forma de sais de:
- Óxidos
- Sulfatos
- Fosfatos
- Silicatos
- Cloretos
• Durante a determinação pode haver
perdas por volatilização ou interação
entre os constituintes da amostra;
• Os elementos minerais se apresentam na
cinza sob a forma de óxidos,sulfatos,
fosfatos, silicatos e cloretos,
dependendo da forma de incineração e
da composição do alimento;
DETERMINAÇÃO DO CONTEÚDO 
MINERAL NOS ALIMENTOS
IMPORTÂNCIA DA DETERMINAÇÃO DA 
FRAÇÃO MINERAL
• A determinação de cinza total é utilizada como
indicativo de várias propriedades:
Largamente aceito como índice de 
refinação para açúcares e farinhas; 
PORTARIA 354/96:
- Farinha de trigo Especial ou de Primeira: obtida a partir do
cereal limpo, desgerminado com teor máximo de cinzas de
0.65% na base seca.
- Farinha de trigo comum; obtida a partir do cereal limpo,
desgerminado com teor de cinzas entre 0,66% e 1,35% na
base seca.
IMPORTÂNCIA DA DETERMINAÇÃO DA 
FRAÇÃO MINERAL
Indicativo de propriedades funcionais de 
alguns alimentos.
É parâmetro útil para verificação do valor
nutricional de alguns alimentos e rações.
Por exemplo: O alto nível de cinza insolúvel em
ácido indica a presença de areia em temperos.
Em geléias de frutas e doces, a quantidade de cinza
é usada para estimar o conteúdo de frutas.
• Na determinação do valor nutricional,
devido a essencialidade dos minerais na
dieta;
• Alguns minerais podem ser prejudiciais
à saúde: presentes no solo, resíduos de
agrotóxicos e de processos industriais.
IMPORTÂNCIA DA DETERMINAÇÃO DA 
FRAÇÃO MINERAL
MINERAIS EM ALIMENTOS
Exemplos de cinzas em alguns alimentos:
• Alimentos frescos raramente excedem os 5%
• Alimentos processados até 12% (maioria sódio)
• Cereais – 0,3 a 3,3%
• Laticínios – 0,7 a 6,0%
• Peixes – 1,2 a 3,9%
• Frutas – 0,3 a 2,1%
• Nozes – 1,7 a 3,6%
• Óleos – 0%
• Açúcares – 0 a 1,2%
Determinação da Fração 
Mineral nos Alimentos
DETERMINAÇÃO DE CINZAS
Cinza Solúvel e Insolúvel em água
Utilizado para a determinação da quantidade de 
frutas em geléias e conservas.
pH das cinzas
- 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, na incineração são 
convertidos nos carbonatos correspondentes.
- Utilizada para verificar adulteração em alimentos 
de origem vegetal ou animal.
MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA 
FRAÇÃO CINZAS
Incineração simples
Incineração dupla (para evitar perdas - carbonizar)
TEMPERATURAS UTILIZADAS
525ºC: frutas e produtos de frutas, carnes e produtos 
cárneos, açúcar e produtos açucarados e produtos de 
vegetais.
550ºC: produtos de cereais, produtos lácteos (com exceção 
da manteiga, que utiliza 500ºC), peixes e produtos marinhos, 
temperos e condimentos e vinho.
600ºC: grãos e ração.
TEMPO DE INCINERAÇÃO
 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
CUIDADOS COM A AMOSTRA
❖Líquidas ou úmidas: devem ser secas em banho-maria
ou estufa;
❖Ricas em material volátil: aquecer vagarosamente para
fumegar sem pegar fogo;
❖Ricas em gordura: aquecer lentamente para evitar a
formação de chama;
❖Ricas em carboidratos: Tendem a formar espuma. Usar
vaselina ou azeite de oliva;
❖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.
PESAGEM DAS CINZAS
CUIDADOS:
Material muito leve: pode ser perdido 
com facilidade;
Algumas são higroscópicas: devem ser 
pesadas rapidamente.
CINZA ÚMIDA
❖Para a determinação de minerais
individualmente, não se deve utilizar a
determinação de cinza seca, pois ocorre
perda de minerais (Ar, Hg, Pb).
❖Utilizada na determinação de elementos
traços;
❖Usada para determinar metais tóxicos.
MÉTODO
❖A digestão pode ser feita com um único
ácido (H2SO4 ou HNO3), mas às vezes
não é suficiente para completa digestão
da matéria orgânica;
❖O mais utilizado na determinação da
cinza úmida é a mistura dos ácido
H2SO4-HNO3.
CINZA SECA x CINZA ÚMIDA
CINZA SECA
 Determinação de cinza total, determinação de cinza solúvel 
e insolúvel em água e insolúvel em ácido. 
 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.
 Necessita menor supervisão. 
 Podem-se utilizar amostras grandes.
 Limitação do uso: altas temperaturas (maior 
volatilização), reações entre os metais e os componentes da 
amostra, ou entre estes e o material do cadinho.
CINZA SECA x CINZA ÚMIDA
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.
ESTUDO BROMATOLÓGICO DOS 
MINERAIS
Bibliografia