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MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR ANÁLISE E CONTROLE DE QUALIDADE DOS ALIMENTOS PARA ANIMAIS: TEORIA E PRÁTICA Autor Luiz Carlos Machado Colaboradores Sandra Daviane Elizângela Marcelo Mariana Mariele Matheus Tiago MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 1) INTRODUÇÃO A determinação dos constituintes alimentares é de extrema importância para determinação do valor nutritivo dos alimentos, possibilitando assim o equilíbrio eficiente das dietas oferecidas aos animais. Para controle de qualidade dos ingredientes e produtos acabados (rações), essas análises constituem importante ferramenta. Uma grande evolução foi realizada no ano de 1864, na estação experimental de Wende, quando foram desenvolvidas as análises proximais. Grande parte dessa metodologia proposta é ainda hoje utilizada, com exceção do método para determinação da proteína bruta. As análises comumente realizadas são matéria seca (MS), proteína bruta (PB), gordura ou extrato etéreo (EE), fibra bruta (FB), cinzas ou matéria mineral (MM) e extrato não nitrogenado (ENN) sendo esta determinada pela diferença entre o conteúdo total e os demais constituintes alimentares pré-determinados. Algumas críticas são feitas a esse método tradicional. Primeiramente, este método analisa grupos de compostos, muitas vezes de diferentes características químicas. O termo proteína bruta inclui uma série de compostos nitrogenados que não formam aminoácidos. A análise de fibra quantifica substâncias com diferentes propriedades nutricionais, sendo o conteúdo real de fibra subestimado. Além disso, pode ser constatado que a análise de extrato etéreo não quantifica somente triglicerídeos e sim substâncias solúveis em éter, contabilizando pigmentos, ceras, dentre outros compostos. Assim, do ponto de vista nutricional, a metodologia proposta na estação experimental de Wende, em 1864, apresenta limitações. Para calculo dos nutrientes digestíveis totais (NDT), bem como para controle de qualidade das indústrias de rações, as análises proximais continuam sendo utilizadas. Para melhor quantificação do conteúdo real de fibra e do parcelamento desse grupo em substancias melhor definidas quimicamente, o químico Van Soest propôs o uso de detergentes. Esse método permite a quantificação de substâncias presentes na fibra como lignina, celulose, hemicelulose, dentre outras. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 01 - Proposta da divisão bromatológica do alimento conforme a metodologia de Wende Outras técnicas instrumentais também são comumente utilizadas na avaliação desses alimentos, merecendo destaque a cromatografia líquida ou gasosa, absorção atômica, espectrofotometria no infravermelho próximo (NIRS) e calorimetria. Esses métodos instrumentais possibilitaram grande evolução no estudo da nutrição animal, dentre outras áreas do conhecimento. Hoje na moderna indústria da alimentação animal existem inúmeros testes que auxiliam os nutricionistas na avaliação dos alimentos. Podemos destacar a atividade ureática, a solubilidade em KOH, a digestibilidade em pepsina, dentre outros. Principalmente na pesquisa, os métodos de digestibilidade in vitro vem ganhando destaque por serem rápidos, práticos, apresentarem baixo custo para execução e não necessitarem da manutenção de grande número de animais vivos. Os testes físicos aplicados à matéria prima e produtos acabados também são de extrema importância se destacando a determinação da granulometria e análises microscópicas, técnica esta que vem ganhando espaço nas fábricas de rações, haja vistas a facilidade de implantação e aplicabilidade. Para recepção de matérias primas, os testes físicos e organolépticos são também utilizados. É necessário verificar o conteúdo de grãos fora da normalidade (avariados) de toda a carga de grãos que chega a granel. Merece destaque também os armazenamentos, das matérias primas e produtos acabados, pois podem sofrer alterações de ordem química alterando o valor nutricional. Grande parcela da sociedade atual se mostra extremamente preocupada com a segurança dos alimentos consumidos. Em passado recente, houve vários acontecimentos que despertaram maior nível de cobrança para com os estabelecimentos fabricantes de rações. Assim, hoje há obrigatoriedade da implantação de sistemas que garantam a qualidade final do produto acabado. Destacamos as Boas Práticas de Fabricação (BPF), sendo exigência do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) para todos os estabelecimentos que comercializam rações no Brasil. Além disso, existe grande quantidade de documentos legais que ditam como proceder para registro de fábricas, produtos, dentre outros. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 01 - Vidrarias, equipamentos e preparo de soluções Objetivo: Dotar o aluno de condições para reconhecimento e utilização das principais vidrarias e equipamentos utilizados no laboratório de nutrição animal, bem como dotar o aluno de senso crítico para preparo de soluções. Parte 01 - Principais vidrarias e equipamentos Procure identificar as vidrarias listadas abaixo. Escreva a frente do desenho a principal função da vidraria/equipamento. Se possível, faça o desenho da vidraria.  Béquer  Erlenmeyer  Balão volumétrico  Proveta  Pipeta volumétrica e graduada  Pêra  Funil de vidro  Bico de bulsen, tripé de ferro e tela de amianto  Cadinho de porcelana  Cadinho filtrante  Vidro de relógio  Dessecador  Bureta  Kitasato  Bastão de vidro  Pinça metálica  Condensador  Espátula  Estufa  Mufla MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR  Capela de exaustão de gases  Balança analítica  Bomba a vácuo Parte 02 - Preparo de soluções Para o preparo da solução indicada, tente não utilizar fórmulas. Primeiramente calcule a quantidade de massa a ser pesada. Verifique quanto pesa um mol daquela substância. A partir de uma regra de três, verifique qual a massa necessária para a molaridade desejada. A partir de outra regra de três, verifique qual a massa necessária para a quantidade de solução que irão preparar. Qualquer dúvida recorra ao professor. Após a pesagem em balança analítica, dissolva o material e transfira para o balão volumétrico adequado, completando o volume conforme a marcação do balão. Após transfira para o frasco de vidro adequado e identifique, colocando na etiqueta o nome da solução, concentração, data do preparo e o nome do responsável pelo preparo. Prepare a quantidade de solução indicada pelo professor conforme seu grupo: Grupo 01 - 250 ml de solução NaCl (Cloreto de sódio) 0,5 mol/l Grupo 02 - 500 ml de solução de NaCl (Cloreto de sódio) 0,1 mol/l Grupo 03 - 250 ml de solução de C8H5KO4 (Biftalato de potássio) 0,25 mol/l Grupo 04 - 500 ml de solução de C8H5KO4 (Biftalato de potássio) 0,1 mol/l MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) Conforme relatado, as análises proximais propostas na estação de Wende foram extremamente importantes para o desenvolvimento inicial do processo nutritivo. Como a composição dos alimentos poderá ser determinada a partir dessas análises? Faça um esquema. 2) Quais as finalidades de realizarmos análises nos alimentos?Explique. 3) Descreva a função de todas as vidrarias/equipamentos utilizados durante o preparo da solução, realizado por seu grupo. 4) Você pretende preparar 2 litros de solução de NaOH (hidróxido de sódio) 0,25 mol/l. Quanto da base será pesado na balança analítica? Tente resolver sem utilizar fórmulas. Dado: PM sódio: 23; PM oxigênio: 16; PM hidrogênio: 1. 5) Você pretende preparar 1 litro de solução HCl, 0,1 mol/l. Qual o volume necessário de HCl concentrado para preparo dessa solução? Dado: PM cloro: 35,5; densidade do HCl concentrado: 1,18g/ml; puresa do HCl concentrado: 37%. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 2) AMOSTRAGEM E PREPARO DO MATERIAL Em todo processo analítico, a amostragem têm papel fundamental. A amostragem representa o conjunto de técnicas necessárias para garantia da representatividade da amostra. Nas fábricas de ração é comum a recepção de grandes quantidades de milho, farelo de soja etc. Somente uma pequena quantidade será enviada ao laboratório e assim, temos que garantir que essa amostra seja representativa de todo o lote recebido. Caso haja erro no processo de amostragem, os resultados analíticos estarão comprometidos e assim a qualidade do produto acabado poderá ser inferior. É importante salientar que o colaborador responsável pela amostragem deve ser dotado de bom senso para se obter a representatividade desejada. Para amostragem em sacarias de farelo de soja, farelo de trigo, etc, pode-se usar calador em 3 diferentes pontos (superior, médio e inferior), no sentido diagonal. O número de embalagens amostradas é variável e poderá ser considerado a proposta abaixo: Tabela 01 - Proposta para amostragem de sacarias Tamanho da amostra Procedimento Lotes de 1-4 embalagens Amostrar 5 ou mais pontos Lotes de 5-10 embalagens Amostrar todas as unidades Lotes > 11 embalagens Amostrar 10 unidades Embalagens < 5,0 kg 1 unidade é suficiente Fonte: Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal (2005) Para amostragem em produtos a granel como milho e sorgo, que normalmente chegam em carretas, pode-se usar sonda de profundidade em pelo menos 10 pontos de coleta distintos ao longo do veículo conforme mostrado a figura 02 e 03. Esse procedimento é necessário, pois pode haver separação do milho de diferentes densidades durante o transporte além de que fornecedores não idôneos podem “esconder” material de baixa qualidade embaixo do material de melhor qualidade. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR A figura seguinte apresenta os principais pontos a serem coletados para aqueles que contenham carga com mais de 1,20m de profundidade, ou mais de 8 aberturas do calador preenchidos. FIGURA 02 – caminhões ou caçambas de fundo chato A figura seguinte apresenta os principais pontos a serem coletados para aqueles que contenham carga com menos de 1,20m de profundidade, ou menos de 8 aberturas do calador preenchidos. FIGURA 03 – caminhões ou carretas parcialmente carregadas Após a coleta da amostra, poderá haver grande quantidade de material que deverá ser reduzida para ser enviada ao laboratório. Assim, uma segunda amostragem é necessária. Deve-se lembrar que neste processo o principal critério é o bom sendo. Pode-se ser utilizado um quarteador do tipo “Johnes” para divisão dessa amostra de forma a garantir a representatividade. Pode ser utilizada também uma cartolina onde, após dobras que garantirão a mistura do material, uma parcela poderá ser utilizada. FIGURAS QUARTEADOR E CARTOLINA Após todo o processo de amostragem, uma quantidade suficiente de amostra deve ser enviado para análise (500 g). Outra quantidade poderá ser armazenada como contra-prova, por um período mínimo de três meses. Este procedimento é necessário, pois possibilita a rastreabilidade do produto em caso de não conformidade. Após, deve- se identificar, rotular, levar rapidamente ao laboratório e proceder conforme as normas. Para essa identificação, informações gerais sobre a coleta devem ser colocadas, tais como data, local, fabricante, nome do responsável, observações, etc. Caso não seja MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR possível a análise imediata, pode-se acondicionar em congelador a temperatura de -5 a - 10°C. Para a análise, toda amostra deve ter sido moída, em partículas menores que 1 mm. Para isso usa-se peneira de 1 mm ou 16 mesh. Este procedimento é necessário para garantir maior homogeneidade da amostra. Assim, todo o material deve passar primeiramente por um moinho. Para essa operação pode ser utilizado moinho de facas, moinho de bolas, etc. Pode acontecer do material não ser completamente moído para passar na peneira de 1 mm. Isso é muito comum de acontecer quando se trabalha com forragens ou fezes de animais hervívoros. Neste caso o material não moído deverá ser incorporado ao material moído e uma homogeneização da amostra deverá ser realizada toda vez que for necessária pesagem da amostra para análise. Caso o material que não passou na peneira seja descartado, o conteúdo de nutrientes será diferente do real, pois a fração não moída apresenta constituição diferente da facilmente moída, sendo a primeira normalmente extremamente lignificada. Deve-se chamar atenção ao fato de que para moagem a amostra não deve ter alta umidade (>20%), pois caso haja, o moinho irá “embuxar”. Assim, amostras que contêm alta umidade deverão sempre sofrer processo de pré-secagem. Em laboratórios de nutrição animal, esse procedimento é normalmente realizado quando se faz análise de plantas forrageiras, carcaças e excretas de animais. A pré-secagem consiste em se deixar o material numa estufa com circulação de ar forçada, durante 72 horas, a 60°C. Como a umidade deverá ser quantificada, deverá se pesar (precisão de 0,1g) a amostra antes e após o procedimento. Pode-se usar bandejas descartáveis ou sacos de papel perfurados (forragem). Após 72 h retira-se o material e deixa-se resfriar por pelo menos 30 minutos. Um amplo cuidado deve ser aplicado ao controle da temperatura, pois altas temperaturas (acima de 65°C, por tempo prolongado) favorecem a ocorrência da reação de Mainard (complexação carboidrato- proteína). Assim, após este tempo a forragem deve apresentar-se quebradiça ao se dobrar o que indica que poderá ser facilmente moída. Após esse processo, o material não estará completamente seco e ainda apresentará umidade, podendo ser chamado de matéria pré-seca ou ainda amostra seca ao ar (ASA), como denominado por outros autores. Caso o material contenha muito lipídeo, como carcaças animais, ou sementes de oleaginosas, é comum se fazer uma extração prévia a partir de um extrato de lipídeos. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Para isso, extrator de lipídios especifico deve ser utilizado, devendo a perda ser quantificada. Após o preparo, a amostra deverá ser acondicionada em embalagens adequadas de vidro ou plástico reforçado com tampa. Este frasco deve ser identificado e acondicionado em local adequado. Não identificar a tampa, pois esta poderá ser traçada entre os frascos. As análises não poderão ser feitas uma só vez por amostra (unicata). Devem ser feitas em no mínimo duplicata, preferencialmente em triplicata. Muitas vezes os recursos são limitados, bem como o tempo e as análises são realizadas em duplicata, se considerando uma variação máxima de 5,0% entre as amostras. Caso haja variação superior, a análise deverá ser repetida. Emborapareça alto o valor de 5,0%, as amostras normalmente utilizadas em nutrição animal normalmente proporcionam variação entre réplicas de uma análise. Quanto maior for à quantidade de amostra pesada para análise, menor tende a ser essa variação. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 02 - Amostragem e preparo de material Objetivos: Dotar o aluno de senso critico para a execução do procedimento de amostragem em sacarias e em campos agrostológicos para a coleta de forragem. Preparar material para utilização em outras aulas práticas. Parte 01 - Amostragem em campo agrostológico e pré-secagem Para amostrar um campo agrostológico será necessário um quadrado ou círculo de dimensões definidas. Lançar o quadrado em diversos pontos do campo. Coletar o material que estiver dentro do quadrado, ver figura 1. Amostrar diversos pontos do campo, sempre buscando pontos que sejam representativos. A definição do número de pontos a coletar depende do tamanho e uniformidade da área. O coletor deve utilizar principalmente bom senso para determinar o número e locais de coleta. Após coletar em diversos pontos, juntar toda a massa se forragem procedendo-se uma nova amostragem, pois haverá grande quantidade de material. Para a pré-secagem utilizar sacos de papel, que deverão ser previamente pesados. Pesar o material e colocar no saco de papel tomando o cuidado de perfurar o mesmo com auxílio de um lápis ou caneta, em diversos pontos. Esse procedimento é necessário para facilitar a circulação do ar dentro do saco e assim favorecer a retirada da umidade. Colocar em estufa a 60°C, com circulação de ar forçado, durante 72 h. Após esse tempo, retirar e deixar resfriar sob a bancada, procedendo à nova pesagem. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Para cálculo do teor de umidade perdida, considere o que foi perdido de massa durante a secagem. Lembre-se de descontar o peso do saco após a secagem. Obs: Esse material pode ser chamado de matéria pré-seca e ainda contém umidade, não sendo o resíduo composto apenas de matéria seca. Alguns autores denominam este material de amostra seca ao ar (ASA). A pré-secagem é realizada para retirar o excesso de umidade do material e assim possibilitar a moagem. Figura 4: Coleta de forragem Parte dois - Amostragem em sacarias e ingredientes a granel Para essa amostragem utilizar calador e coletar material em três pontos distintos (superior, médio e inferior) do saco, introduzindo o calador sempre na diagonal. Coletar em pelo menos três sacos. Os alunos que fizerem coleta de milho deverão coletar em diferentes pontos do local de armazenagem. Grupo 01 - coleta de milho Grupo 02 - coleta de farelo de soja Grupo 03 - coleta de farelo de trigo Grupo 04 - coleta de farinha de carne e ossos Após a coleta, traga o material para o laboratório, procedendo à moagem em moinho analítico. Após, colocar em recipiente de vidro ou plástico reforçado e identificar com auxílio de uma etiqueta, colocando o nome do ingrediente, responsáveis e a data da coleta. Obs: Para relatório dessa aula prática, vide anexo I. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) Como discutido, a amostragem é de extrema importância para a realização das análises. Qual a finalidade de ser realizar esse procedimento? Explique. 2) Que instrumentos são utilizados para realização da amostragem e como deve ser feita a amostragem em sacarias ou a granel? 3) Após realização de todo o processo de amostragem, numa fábrica de ração, como proceder com o material coletado? 4) Qual o procedimento para preparo de amostras que tenham alto índice de umidade? Descreva com detalhes. 5) Suponha que está realizando pré-secagem de alfafa. Após amostragem, você pesou o saco vazio obtendo o valor de 14,6 g. Após, foi pesado 89,7 g da amostra de alfafa que foi levada para estufa a 60°C, permanecendo durante 72 h. Após, foi retirado, resfriado e pesado novamente, obtendo 45,1 g. Calcule o teor de umidade perdida na amostra, bem como a quantidade de matéria pré-seca. 6) Você está moendo uma amostra de capim tifton 85 e percebe que o moinho de facas não consegue moer parte do material a ponto de passar pela peneira de 1 mm. Como proceder? MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Sugestão para leitura Recomendamos a leitura das “Normas de Amostragem”, apresentadas no Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal (2005). 3) Análises de matéria seca e matéria mineral Matéria seca Denomina-se matéria seca o conjunto de substâncias não voláteis a 105°C, ausente de água. Para controle de qualidade, essa análise é de extrema importância, pois os rótulos de ração, por exigência legal, devem conter o nível máximo de umidade que é determinada a partir da análise de matéria seca. Para efeito de comparação entre diferentes alimentos, ou do mesmo alimento em diferentes circunstâncias, deve-se colocar os nutrientes com base na matéria seca, pois o conteúdo de água é variável, e quanto maior esse conteúdo, mais diluídos estarão os nutrientes. Na metodologia direta (secagem definitiva) essa fração alimentar é obtida após volatilização da água, em estufa a 105ºC, durante 4 horas. A matéria seca será o resíduo após este processo. Outras substâncias são volatilizadas nessa temperatura, o que pode gerar erro na determinação. Caso o alimento tenha mais que 20% de umidade, a pré- secagem deverá ser realizada para possibilitar a moagem da amostra. Assim, a análise pode ser resumida no seguinte esquema: MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Amostra 105°C, 4h matéria seca + H2O Para cálculo pode-se verificar a porcentagem de matéria seca através da dedução de cálculos simples ou por fórmulas, não sendo essa última forma o objetivo deste livro, pois a mesma poderá ser facilmente deduzida, desde que o processo seja bem compreendido. Como exemplo, consideremos uma análise de matéria seca onde foi pesado 3,3214 g de milho, e o cadinho vazio pesou 23,4352 g. Após 4 h na estufa a 105°C, o material foi retirado e resfriado em dessecador. Após, foi pesado em balança analítica, fornecendo o valor de 26,3948 g. Calcule os teores de matéria seca e umidade. Primeiramente deve-se descontar o peso do cadinho vazio para se chegar ao peso do resíduo seco. Então: 26,3948 - 23,4352 = 2,9596 g. Para verificar o quanto esse resíduo representa em porcentagem basta dividir esse valor, pelo todo (peso da amostra) e multiplicar por 100. Então: (2,9596/3,3214) x 100 = 89,11% de matéria seca. Uma regra de três simples também pode ser utilizada para o mesmo cálculo acima. Como há na amostra somente matéria seca e umidade, o teor de umidade será dado por: Umidade = 100 - 89,11 Umidade = 10,89% As frações alimentares citadas no capítulo 01 podem então ser expressa em base de matéria natural (como oferecido) e base em matéria seca. Consideramos matéria natural ou “como oferecido” o alimento na forma que é fornecido ao animal. O milho em grão, o farelo de soja, o feno de tifton 85, etc, quando analisados, fornecem valor em base de matéria natural. Já a base em matéria seca é utilizada para comparações entre alimentos, ou mesmo, paracálculo de dietas para animais que recebem alimentos com alta quantidade de umidade, como os ruminantes. Quando colocamos o alimento na base de MS, desconsideramos a umidade, havendo a concentração dos nutrientes, ou seja, o nível dos mesmos se elevará. A figura 05 a apresenta esquematicamente o conteúdo de PB dentro da amostra de uma forrageira úmida. Inicialmente, note que a fração de PB representa uma fração do conteúdo total de amostra. Quando se coloca o alimento na base seca, ou seja, se desconsidera a umidade, a parcela de PB, em relação ao conteúdo total, é maior. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 05– Representação do conteúdo de proteína bruta (PB) na matéria natural (a) e na matéria seca (b). Para transformar o teor do nutriente de base em matéria natural para base em matéria seca, basta realizar uma regra de três simples. Num exemplo, consideramos uma forragem que apresenta 3,5% de proteína bruta na matéria natural, e que apresente 73% de umidade, tendo, portanto 27% de matéria seca. 3,5% de PB ---------------------- 27% de MS X ---------------------- 100% de MS Onde o valor de X será de 3,50 x 100 / 27 = 12,96% de PB em base de MS. Para análise de matéria seca, a marcha analítica simplificada, descrita na aula prática 03, poderá ser utilizada. Matéria mineral Chamamos de cinzas ou matéria mineral ao conteúdo total de minerais obtido após a oxidação completa da matéria orgânica. Esse processo acontece quando por exemplo queimamos lenha em uma fogueira, ficando apenas as cinzas. Este teor de cinzas não fornece detalhes quantitativos fornecendo quantitativamente a soma dos minerais contidos na amostra. O princípio dessa análise consiste na oxidação completa da matéria orgânica a 600°C, restando apenas o resíduo de matéria mineral. Para se alcançar essa temperatura no laboratório, utiliza o forno mufla. Para se verificar o teor de matéria mineral basta dividir o peso desse resíduo pelo peso da amostra e multiplicar por 100. PB Umidade PB Demais nutrientes Demais nutrientes (a) (b) MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Amostra 600°C, 4h cinzas + H2O + CO2 A análise de cinzas é de extrema importância para controle de qualidade do produto acabado, pois todo rótulo de ração deve conter o conteúdo máximo desta fração alimentar. Outra importância desse procedimento se refere ao fato de que para a confecção de uma solução estoque, que será utilizada para análise de minerais, é necessário a oxidação completa da matéria orgânica. Para análise de matéria mineral, a marcha analítica simplificada, descrita na aula prática 03, poderá ser utilizada. Aula prática 03 - Análises de matéria seca e matéria mineral Objetivo: Determinar os teores de matéria seca e matéria mineral das amostras de ingredientes e rações. - Para determinação da matéria seca, cada grupo terá uma determinada amostra. - - Utilizar a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Pesar, em cadinho de porcelana previamente preparado, 3 a 5 gramas da amostra. 2) Colocar na estufa a 105°C e o material por 4 a 6 horas. 3) Retirar e deixar resfriar em dessecador. 4) Após 40 minutos, proceder a pesagem. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Cálculo: Pode-se verificar o teor de matéria seca pela comparação do peso do resíduo com o peso da amostra pesada, ou seja, dividir o peso do resíduo (após descontar o peso do cadinho) pelo peso da amostra e multiplicar por 100. Para determinação da matéria mineral, cada grupo usará o mesmo ingrediente utilizado para a análise de matéria seca. Utilizar a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Pesar, em cadinho de porcelana, previamente preparado, 3 a 5 gramas de amostra. 2) Queimar ao bico de bulsen até que não haja emissão visível de gases 3) Colocar em forno mufla, a 550-600°C e deixar durante 4 a 6 horas 4) Retirar, deixar esfriar em local adequado e depois em dessecador durante 40 minutos. 5) Proceder a pesagem. Cálculo: Pode-se verificar a perda de matéria orgânica pela diferença na pesagem antes e depois ao procedimento, como foi proposto para a análise de matéria seca. Observações: A análise de cinzas pode ser realizada com a mesma amostra utilizada na análise de matéria seca, devendo a amostra seca receber pré-queima. Após a retirada da mufla o material estará muito quente para sair da mufla e ir ao dessecador. Recomenda-se deixar a mufla desligada e retirar os cadinhos deixando-os sobre uma placa de cerâmica e após direciona-los ao dessecador. Exercícios propostos 1) Para a determinação da matéria seca, foi pesado 3,8750 g de farelo de soja. O cadinho vazio pesou 32,5429g. Após 4 h na estufa a 105°C, o conjunto cadinho+resíduo seco pesou 35,9689g. Calcule o teor de umidade e matéria seca da amostra. 2) Um cadinho, de tara 10, 4352 g, foi usado para análise de matéria seca e matéria mineral. Pesou-se 3,5643g de amostra e após secagem a 105°C, o peso do cadinho + amostra era de 13,5987 g. Após queima na mufla a 600°C, durante 4 h, o cadinho mais as cinzas pesava 10,7342 g. Calcule a % de matéria seca e matéria mineral. Coloque o valor de cinzas também na base de matéria seca. 3) Suponha que vamos fazer análise de uma forragem. Após amostragem no campo, pesamos 76,98 g de amostra e o saquinho de papel pesou 12,65 g. Após 72 h na estufa a MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 60°C (pré-secagem) o conjunto (saquinho + papel) pesou 36,98g. Após o material foi moído e identificado para a realização das análises. a) Foi pesado 3,2456g da amostra pré-seca e o cadinho pesava 34,3235g. Após 4 h na estufa a 105°C, o conjunto (cadinho + amostra) pesou 37,1897g. Calcule o teor de MS na amostra pré-seca e na matéria natural (como oferecido). b) A mesma amostra acima foi após pesada, queimada sob o bico de bulsen e após permaneceu no forno mufla a 600°C durante 4 h. Após, o conjunto pesou 34,6532g. Qual é o teor de MM na amostra pré-seca, na matéria seca e na matéria natural? 4) Análise de extrato etéreo A análise de extrato etéreo quantifica o conteúdo total de lipídeos de uma amostra. A quantificação deste conteúdo é de extrema importância para a determinação do valor nutricional dos alimentos. A quantidade de extrato etéreo numa ração pode estar diretamente relacionada com a energia, pois os lipídeos são excelentes fontes de energia, fornecendo cerca de 9,0 kcal/g. Altos níveis de extrato etéreo proporcionam menor tempo de conservação da ração, pois estão diretamente relacionados com a rancificação. A análise de extrato etéreo quantifica substâncias apolares, solúveis no solvente apolar, a partir da extração com o éter de petróleo. Esta análise é importante para o MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR controle de qualidade e cálculo dos nutrientes digestíveis totais (NDT). Todo rótulo de ração deve indicar o conteúdo mínimo de extrato etéreo. Em nutrição animal, o grupo de lipídeos mais importante é o dos triglicerídeos, que são os principais fornecedores de energia desse grupo. Substâncias como esteróis, resina, pigmentos como clorofila e xantofila, etc, são solubilizadas pelo solvente, o que pode a vir mascarar o conteúdo total de lipídeos. Quando se faz análisede plantas forrageiras, se observa que o conteúdo extraído tem a coloração verde, pois a clorofila é extraída juntamente com os lipídeos. O processo analítico consiste em se utilizar um extrator de lipídeos tipo Soxhlet ou Goldfish, deixando a extração acontecer por seis horas, ver figura 6. Após esse procedimento, a diferença entre o peso do balão (ou copo) entre antes e após o procedimento determinará o conteúdo de extrato etéreo e para se verificar o teor, deve- se dividir o peso encontrado pelo peso da amostra, multiplicando por 100, ou através de uma regra de três simples. Figura 6 – Aparelho extrator Para análise de extrato etéreo, a marcha analítica simplificada, descrita na aula prática 04, poderá ser utilizada. Aula prática 04 - Análise de extrato etéreo Objetivo: Determinar o teor de extrato etéreo das amostras de ingredientes e rações. Cada grupo de alunos realizará a análise de extrato etéreo a partir da amostra utilizada nas aulas prática para determinação da matéria seca e matéria mineral. Utilizar a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Pesar 2 a 5 g de amostra transferindo para o cartucho feito a partir de papel de filtro. 2) Após preparo do balão ou copo (secagem em estufa), pesar-lo em balança analítica. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 3) Introduzir o cartucho no extrator de lipídeos tipo Soxhlet ou Goldfisch. 4) Adicionar o solvente (éter de petróleo p.a. ou hexana p.a.) e deixar extraindo durante 6 horas, numa velocidade de 2 a 4 gotas por segundo. 5) Após este período, recuperar o éter em frasco separado, procedendo a retirada do balão/copo. 6) Secar o balão/copo a 105°C por 30 minutos. 7) Resfriar e proceder a pesagem. Cálculo: Pode-se verificar o teor de extrato etéreo dividindo-se o peso do óleo extraído pelo peso da amostra, multiplicando-se por 100. Para determinar o peso do óleo, o peso do balão vazio deve ser descontado. Uma regra de três simples também poderá ser utilizada para essa determinação. Exercícios propostos 1) Suponha que vamos fazer análise de uma forragem. Após amostragem no campo, pesamos 76,98 g de amostra e o saquinho de papel pesou 12,65 g. Após 72 h na estufa a 60°C (pré-secagem) o conjunto (saquinho + papel) pesou 36,98g. Após o material foi moído e identificado para a realização das análises. a) Para a determinação do extrato etéreo, foi pesada amostra de 3,2353g e colocada num cartucho para extração. O balão vazio pesou 43,4532g. Após 6 horas de extração o balão foi retirado e deixado por 30 minutos em estufa a 105°C. Após resfriar o conjunto balão+resíduo pesou 43,6599g. Calcule o teor de extrato etéreo expressando os valores MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR em base na matéria natural (como oferecida), base em matéria pré-seca (material após a pré-secagem) e em base de matéria seca. 2) Você está determinando o teor de extrato etéreo de uma amostra X. O balão utilizado pesou 45,9810g e a amostra utilizada pesou 4,2363g. Após o processo, o conjunto balão+resíduo pesou 46,1339 g. Calcule o teor de extrato etéreo da amostra X. 3) Consulte a tabela de Rostagno et al. (2005) e verifique qual pode ser o ingrediente utilizado para a confecção da amostra X, do exercício anterior. Essa tabela chama o teor de extrato etéreo de gordura. 4) A partir do exercício anterior, qual deveria ser a coloração do resíduo oleoso após a extração? Por que isso acontece? Explique. 5) Análise de proteína bruta (método Kjeldahl) O fornecimento de aminoácidos em quantidade e qualidade é essencial para a expressão otimizada do potencial genético dos animais. O conhecimento do teor protéico dos alimentos para animais é de extrema importância na quantificação do valor nutricional. Para controle da qualidade em fábricas de ração, essa análise é importantíssima, pois todos os rótulos de ração devem apresentar nível mínimo de proteína bruta (PB). MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR O termo proteína bruta se refere a todo o nitrogênio contido na amostra, que pode ter alta correlação com o conteúdo de aminoácidos da dieta. Nessa análise, os compostos nitrogenados são decompostos na presença de H2SO4 concentrado, a quente (fase de digestão), ver figura 7. Neste momento, para acelerar o processo de digestão e elevar o ponto de ebulição do ácido, utiliza-se mistura catalítica composta de Na2SO4 + CuSO4, na proporção de 10:1. Para confecção da mistura catalítica, outras substâncias como selênio e mercúrio podem ser utilizadas. Neste momento, as seguintes reações estão acontecendo: Matéria orgânica H2SO4  SO2 + CO2 +R-OH + NH3 NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4 Após digestão, o tubo de ensaio é aclopado no aparelho de Kjeldahl para destilação, ver figura 8. O (NH4)2SO4 formado em reação com solução concentrada de NaOH, libera NH3, que é colhida em solução de H3BO3 saturada, formando um sal de caráter básico (fase de destilação). Neste momento, as seguintes reações estão acontecendo: (NH4)2SO4 + NaOH  Na2SO4 + NH4OH NH4OH  NH3 + H2O NH3 + H3BO3 NH4H2BO3 A solução formada, de coloração esverdeada, é então titulada com HCl de concentração conhecida, quantificando o teor de N (titulação). Neste momento, a seguinte reação está acontecendo: NH4H2BO3 + HCl H3BO3 + NH4Cl MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 7 - Bloco digestor Figura 8 – Destilação (aparelho de Kjeldahl) Para a determinação da concentração exata do HCl, deve-se realizar previamente a padronização a partir de uma substância padrão primário, como o Na2CO3. Uma prova em branco deve ser realizada para a quantificação do erro analítico. Para calcular o teor de proteína bruta, a partir do teor de nitrogênio, se considera que em média as proteínas contém 16% de nitrogênio. Assim se determina o conteúdo total deste alimento, multiplicando-se após por 6,25 (100/16 = 6,25, ou seja, o teor de nitrogênio será sempre 6,25 vezes menor que o de proteína). Deve-se chamar atenção ao fato de que outros compostos nitrogenados, diferentes dos aminoácidos, podem estar presentes na amostra, tais como aminas, amidas, lecitinas, nitrilas, ácidos nucléicos e outros compostos inorgânicos como amônio, uréia, dentre outros. Esses compostos serão quantificados como proteína bruta, o que pode “mascarar” a qualidade nutricional da ração. Empresas não idôneas, podem colocar uréia para elevar o conteúdo de proteína bruta, pois esse ingrediente apresenta 44,8% de nitrogênio, o que gera o valor de 280% de proteína bruta. Sabemos que a uréia não apresenta aminoácido algum e assim, a ração estará fraudada. Métodos eficientes de avaliação da qualidade protéica devem ser utilizados para avaliação eficiente das rações. Outro ponto a ser discutido é que cerca de 52 a 83% do nitrogênio de plantas forrageiras vem de aminoácidos, sendo a proporção variando conforme a idade, fertilização, dentre outros. Outra crítica a ser feita é que nem toda proteína apresenta 16% de nitrogênio. Fator de correção específico pode ser utilizado. Para determinação da proteína verdadeira, deve-se precipitar a mesma para separação, procedendo-se a análise posteriormente. Para análise de proteína bruta, a marcha analíticasimplificada, descrita na aula prática 05, poderá ser utilizada. Aula prática 05 - Análise de proteína bruta Objetivo: Determinar o teor de proteína bruta em amostras de ingredientes e rações. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Cada grupo de alunos realizará a análise de proteína bruta a partir da amostra utilizada nas aulas práticas anteriores. Utilizar a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Pesar 0,1-0,2 g de amostra e transferir para tubo de digestão. Quantidades maiores de amostras poderão ser utilizadas mas necessitarão de mais tempo e H2SO4 para digestão. 2) Adicionar cerca de 8 ml de H2SO4 concentrado e quantidade suficiente de mistura catalítica (cerca de 2 gramas, uma ponta de espátula). 3) Colocar em bloco digestor, elevando a temperatura gradualmente até que se atinja 400°C. Pode-se colocar um funil de vidro pequeno acima do tubo digestor para facilitar a condensação do ácido e evitar a perda do mesmo. Em tubos finos, o funil de vidro não é necessário. 4) Deixar em digestão até que o conteúdo esteja azul esverdeado e transparente. 5) Esfriar por pelo menos 30 minutos e adicionar água pelas paredes do tubo até duplicar o volume. 6) Colocar 25 ml de solução de H3BO3 com indicador misto em um erlenmeyer para recepção do nitrogênio. Este erlenmeyer será adaptado ao destilador Kjeidhal. 7) Encaixar o tubo digestor no destilador e adicionar suficiente quantidade de solução de NaOH 50% até mudança de coloração para marron. Caso tenha utilizado 8-10 ml de H2SO4 para digestão, se gastará cerca de 20 ml para neutralização. 8) Deixar destilando até a obtenção de quantidade suficiente de líquido no erlenmeyer (150 ml). Normalmente essa quantidade de líquido recolhida varia entre laboratórios. A coloração da solução de H3BO3 mudará de rosa para verde. 9) Proceder a titulação com HCl 0,1N, previamente padronizado, até viragem de verde para rosa. Obs:  A cada bateria de tubos, deve-se colocar uma prova em branco, devendo essa receber todos os reagentes e procedimentos e não ter amostra.  Pode-se utilizar concentrações variadas do ácido. Para maior confiabilidade e redução do erro experimental, se indica o gasto de pelo menos 5 ml de ácido, o que pode ser conseguido realizando previamente a diluição do ácido.  A quantidade pesada inicialmente pode variar de acordo com a quantidade de PB esperada. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR  Deve-se adicionar à solução saturada de H3BO3, solução de indicador misto composta de verde de bromocresol e vermelho de metila. Cálculo: %Nitrogênio = (Va - Vb) x 0,014 x 100 x Fc x N HCl x 100 Pa % Proteína bruta = 6,25 x %Nitrogênio Onde: Va = Volume de HCl 0,1N gasto na titulação, em ml Vb = Volume de HCl 0,1N gasto na titulação do branco, em ml Fc = Fator de correção do HCl N = Normalidade do HCl P = Peso da amostra, em gramas 0,014 = Miliequivalente grama do nitrogênio 6,25 = Fator de transformação do nitrogênio em proteína (16% de nitrogênio) Algumas observações devem ser feitas: Para a padronização do HCl pode-se utilizar solução padrão primário de Na2CO3 0,1 N e realizar conforme a seguinte marcha analítica simplificada. 1) Recolha uma alíquota de 20,0 ml da solução de Na2CO3 e transfira para um erlenmeyer 2) Adicione 3 a 4 gotas de indicador vermelho de metila 3) Titular com a solução de HCl até viragem de amarelo para levemente rosa Para cálculo do fator de correção, metodologias diferentes podem ser utilizadas. Exercícios propostos 1) Fábricas de ração não idôneas podem facilmente elevar o conteúdo protéico de suas rações para monogástricos adicionando quantidades mínimas de uréia. Imagine que uma MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR fábrica adicione 1% de uréia numa ração para suínos. Essa inclusão será responsável por qual fração da proteína bruta, numa ração de 16% deste nutriente? Para pesquisar: Descreva um método eficiente para identificação desta adulteração. 2) Toda proteína têm 16% de nitrogênio? Explique. Como corrigir esse erro? 3) Todo nitrogênio analisado é advindo de aminoácidos? Explique. 4) Suponha que vamos fazer análise de uma forragem. Após amostragem no campo, pesamos 76,98 g de amostra e o saquinho de papel pesou 12,65 g. Após 72 h na estufa a 60°C (pré-secagem) o conjunto (saquinho + papel) pesou 36,98g. Após o material foi moído e identificado para a realização das análises. a) Para a determinação da proteína bruta foi pesado 0,3245g da amostra. Após análise, foi gasto 11,4 mL de solução HCl 0,05 N. Para a padronização, foi utilizado 10 mL Na2CO3 0,1N, gastando-se 22,3 mL do HCl para neutralização. Calcule o teor de PB na amostra pré-seca, na matéria seca e na matéria natural. 5) Você está fazendo análise de proteína bruta da farinha de carne e ossos. Foi pesado 0,2321g da amostra. Ao final, foram gastos 22,5 ml de solução HCl 0,05N de Fc 1,01. Calcule o teor de proteína bruta em base de matéria natural e em base de matéria seca, sabendo que a mesma continha 12,5% de umidade. Considere que a prova em branco não gastou volume do ácido. 6) Análise de fibra 6.1) O que é fibra? Do ponto de vista nutricional, a fibra se refere às substâncias contidas na parede celular vegetal que não são digeridas pelas enzimas produzidas pelos animais mamíferos, sendo a soma de polissacarídeos não amiláceos e a lignina. Esses MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR componetes são hidrolizáveis apenas por enzimas de bactérias e têm em comum certas propriedades frente ao sistema digestivo. Essa fração é composta por uma matriz complexa sendo constituída por celulose, hemiceluloses, pectinas e lignina, além de outras substâncias minoritárias, como a cutina, tanino, sílica dentre outros. A célula vegetal em crescimento é gradualmente envolvida por uma parede primária que contém poucas microfibrilas de celulose e alguns componentes não celulosídicos como as substancias pécticas. Durante o crescimento as células desenvolvem uma parede celular secundária compacta consistindo de celulose embebida em uma matriz de lignina, hemicelulose, pectina, proteína (extesina) e outras substâncias em menor proporção. Ligando as duas paredes há uma substancia cimentante numa área denominada como lamela média. A celulose é um polímero linear composto por moléculas de glicose, unidas por ligações β1-4, sendo altamente polimerizado. Já as hemiceluloses são formadas por diferentes polissacarídeos sendo os xilanos e glucomananos os principais polímeros presentes. As pectinas são um grupo de substâncias formadas pelo ácido 1,4 β-D- galacturônico, arabinose e resíduos de galactose. Já as ligninas não são carboidratos sendo substâncias altamente resistentes e consistem de variados polímeros condensados de diferentes álcoois fenilpropanóides, sendo o p-cumárico, corifenílico e sinapílico os precursores, além de ácidos fenílicos e p-cumárico (Figura 04). A rigidez da parede celular está relacionada principalmente ao conteúdo de lignina da planta. Figura 09 - a) Esquematização de uma microfibrila de celulose (polímero de Glicose unido por ligações β-1,4). b) Estrutura da molécula de lignina (Onde R1 = R2 = H: álcool p-cumárico; onde R1 = H e R2 = OCH3: álcool conifenílico; onde R1 = R2 = OCH3: álcool sinapílico). Fonte – McDougall et al. (1996) A determinação do conteúdo de fibrados alimentos é de extrema importância para equilíbrio eficiente das rações para animais herbívoros. A fibra é também importante para garantir o correto funcionamento do trato gastrintestinal, estimulando o peristaltísmo. A lignina, juntamente com a celulose, fornece rigidez à parede celular, sendo a primeira altamente indigestível para os animais. As pécticas apresentam alta (a) (b) MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR digestibilidade para os animais, tendo ação cimentante entre as células. Para diversos animais, o conteúdo de fibra na dieta deve estar equilibrado, pois influencia diretamente a taxa de passagem. 6.2) Fibra bruta (Wende) Este método tradicional foi desenvolvido na estação experimental de Wende sendo o método oficial para controle de qualidade das rações. Os rótulos devem apresentar níveis máximos de matéria fibrosa. Nesta metodologia, a amostra é digerida em solução ácida (H2SO4 1,25%) e após uma solução básica (NaOH 1,25%), havendo a solubilização do conteúdo celular. A fração de fibra bruta será determinada a partir da diferença entre o resíduo obtido após o processo e o resíduo obtido após a incineração. Esta análise pode ser realizada conforme a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Pesar 1 a 3 gramas de amostra. 2) Transferir a amostra para um erlenmeyer ou béquer. 3) Adicionar 200 ml de H2SO4 1,25% previamente aquecido. 4) Digerir por 30 minutos com refluxo a partir da ebulição, ver figura 09. 5) Filtrar sob vácuo em cadinho de borossilicato, ver figura 10. 6) Retornar o resíduo ao béquer ou erlenmeyer. 7) Adicionar 200 ml de NaOH 1,25% previamente aquecido. 8) Digerir com refluxo por 30 minutos a partir da ebulição. 9) Filtrar o resíduo e lavar com água quente, álcool e acetona. 10) Secar na estufa, esfriar em dessecador e pesar 11) Incinerar a 500 °C, esfriar pesar e proceder aos cálculos. Figura 10- Digestão da fibra Figura 11- Extração a vácuo MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Para cálculo, considerar a perda de peso a partir da incineração do resíduo de fibra bruta. A diferença entre o cadinho antes da incineração e após a incineração determinará o peso da fibra bruta. Assim, esse valor deverá ser dividido pelo peso da amostra e então multiplicado por 100, para que o valor final seja dado em porcentagem. Algumas críticas devem ser feitas a esse método. O tempo de fervura e concentração dos reagentes são impíricos, além de que poderá haver erros inerentes ao tamanho da particular, intensidade da ebulição, alto teor de gordura na amostra, demora na filtração, tempo de digestão de difícil controle, elevado índice de erro humano. Além disso, haverá solubilização parcial de alguns constituintes da fibra, proporcionando subestimação do conteúdo real dessa fração alimentar, podendo superestimar o conteúdo real de extrativo não nitrogenado, pois os erros advindos dessa análise são repassados ao conteúdo daquela fração alimentar, que é determinada a partir da diferença. Nutricionalmente, o conteúdo de fibra bruta não é adequado, pois quantifica um grupo de substâncias com características nutricionais diferenciadas, proporcionando amostras de mesmo conteúdo de fibra bruta, mas com características nutricionais bastante diferenciadas. Assim, Van Soest (1964) desenvolveu, para análise de forrageiras, o sistema de detergentes, que serão descritos a seguir. 6.2) Fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido (FDN e FDA) Van Soest sugeriu a utilização dos detergentes para solubilização do conteúdo celular e solubilização de parte da parede celular, conforme o detergente empregado. Chamamos de conteúdo celular a fração de nutrientes localizada internamente na célula vegetal, composta em grande parte por proteína, carboidratos não estruturais, lipídeos, etc. Algumas substâncias da parede celular, como as pectinas, podem também ser solubilizada nos detergentes. Os métodos propostos por Van Soest nos dão maiores informações sobre a qualidade da fibra, sendo nutricionalmente mais adequados. Chamamos de fibra em detergente neutro (FDN) ao resíduo obtido após a submissão da amostra ao detergente neutro. Essa solução é uma mistura de diversas substâncias necessárias para solubilização da pectina e conteúdo celular. Para sua confecção, utilizamos borato de sódio, E.D.T.A dissódico, fosfato dissódico, lauril sulfato de sódio e trietilenoglicou. O resíduo será composto principalmente de parede MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR celular vegetal, composta basicamente de celulose, hemicelulose e pectina, havendo a solubilização de principalmente conteúdo celular e pectina. A parede celular contem alguma proteína incrustada, de difícil acesso pelo animal. Recentemente, a determinação dessa fração foi possível a partir da análise de NIDN (nitrogênio insolúvel em detergente neutro). A determinação do NIDN consiste na análise do teor de nitrogênio no resíduo obtido após a extração pelo detergente neutro. A fibra em detergente ácido, muitas vezes denominada de lignocelulose, se refere ao resíduo obtido após a extração com o detergente ácido proposto por Van Soest (1964). Este resíduo é composto basicamente de celulose e lignina, sendo essa fração considerada como indigestível para algumas espécies. O detergente neutro é composto por H2SO4 e Brometo de Cetil Trimetil Amônio, sendo este chamado também de CTAB ou Cetrimida. Assim como na análise de FDN, este método consiste em deixar a amostra imersa em solução detergente, em ebulição, durante 60 minutos. Como a solução de detergente ácido apresenta eficiência limitada na solubilização da pectina, é indicada a realização da análise de FDA sobre o resíduo de FDN. Esta análise é também o ponto de partida para quantificação dos conteúdos de lignina e celulose. O conteúdo de hemicelulose da amostra poderá ser quantificado pela diferença entre os valores de FDN e FDA. Assim como a análise de NIDN, o nitrogênio remanescente após a extração poderá ser quantificado (NIDA). Machado (2010) percebeu relação inversa entre a digestibilidade da proteína bruta e o conteúdo de NIDA. Os animais apresentam baixa eficiência no aproveitamento desta fração alimentar. Para análise de FDN ou FDA, consultar a metodologia analítica simplificada descrita na aula prática 06. Aula prática 06 - Análise de fibra pelo método de Van Soest Objetivo: Determinar o teor de fibra em detergente ácido de amostras de ingredientes vegetais e rações. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Cada grupo de alunos realizará a análise de fibra em detergente ácido a partir da amostra utilizada nas aulas práticas anteriores, salvo o grupo que utilizou a farinha de carne e ossos, que deverá substituída por algum ingrediente de origem vegeta. Utilizar a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Pesar 1,0 grama de amostra. 2. Adicionar 100 ml de solução detergente ácido. 3. Digerir com refluxo por 60 minutos a partir da ebulição. 4. Filtrar com uso de cadinho de borossilicato (previamente pesado) sob vácuo. 5. Lavar o resíduo de fibra com água quente e acetona. 6. Levar a estufa a 105°C por 4 horas, esfriar e proceder a pesagem. Para calcular o teor de FDA, considerar o peso do resíduo seco de fibra, dividindo-o pelo peso da amostra e multiplicando por 100, para que o resultado seja expresso em porcentagem. Para se chegar ao peso do resíduo seco, deve ser descontado o peso do cadinhovazio sobre o peso final do cadinho. Obs:  Na análise de FDN, amostras com alto teor de amido deve receber 0,25 a 0,50 ml de alfa-amilase estável ao calor. Nesta mesma análise, pode-se adicionar também algumas gotas de solução antiespumante.  Se recomenda a execução da análise de FDA sobre o resíduo de FDN. Para cálculo final, nesta situação, o valor de FDA deverá ser multiplicado pelo conteúdo de FDN. Exercícios propostos 1) Atualmente nos laboratórios de pesquisa em nutrição animal, a análise de fibra bruta foi abandonada, sendo substituída pelas análises de FDA e FDN, embora a indústria de alimentação animal ainda utilize a primeira. Quais as vantagens que MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR as análises propostas por Van Soest possuem sobre a tradicional análise de fibra bruta. 2) Explique por que o conteúdo de extrativo não nitrogenado é super estimado, associando esse fato à análise de fibra bruta. 3) O que é fibra? Caracterize a fibra quimicamente. 4) Você está no laboratório realizando análise de FDN do farelo de trigo. Foi pesado 1,0023 g de amostra e o cadinho filtrante vazio pesou 23,7037g. Após digestão com o detergente neutro e posterior secagem, o cadinho+resíduo seco pesou 24,1231g. Calcule o teor de FDN. 5) Sabendo que o farelo de trigo do exercício acima contém 89,65% de matéria seca, expresse o teor de FDN na base de matéria seca. 6) Recorra à tabela de Rostagno et al. (2005) e tente calcular o teor de hemicelulose do milho, farelo de soja e farelo de trigo, a partir dos dados de FDN e FDA. Sugestão de leitura Sugerimos o artigo: Ferreira W. M. Os componentes da parede celular vegetal na nutrição de não ruminantes. Simpósio Internacional de Produção de Não Ruminantes. Anais da XXXI Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Zootecnia. p. 85-113, 1994. 7) Análises de cálcio e fósforo MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR O cálcio e o fósforo desempenham papel fundamental no organismo animal. O primeiro é necessário para a contração muscular, constituinte do leite e da casca de ovos além de ser fundamental para a formação da matriz óssea. Já o segundo participa do metabolismo energético do corpo, equilíbrio ácido-básico dos fluidos corporais, além de participar também da formação da matriz óssea. A análise destes minerais é essencial para a garantia da qualidade das rações fornecidas aos animais. Todos os rótulos de ração devem conter níveis mínimos de fósforo e máximos de cálcio. Quando se formulam rações, pais quaisquer espécies, esse minerais devem ser equilibrados. O inicio das análises de cálcio e fósforo consiste na abertura da amostra, ou seja, na solubilização da matéria mineral a partir de um ácido forte, como o HCl concentrado. A solução formada deverá ser filtrada e acondicionada. Chamamos esta solução de “solução estoque” e poderá ser guardada para análise de outros minerais. Análise de cálcio Para análise do cálcio, podem ser utilizadas diferentes metodologias, como, absorção atômica, gravimetria ou oxidimetria (permanganometria). Quando se utiliza esta última, se quantifica o teor de cálcio a partir de uma série de reações, onde um forte agente oxidante (KMnO4) é utilizado. Por adição de oxalato de amônio, o cálcio é precipitado ocorrendo a seguinte reação: Ca +2 + (NH4)2C2O4 2 NH4 + + CaC2O4 Por adição de H2SO4, há formação de CaSO4, conforme a seguinte reação: CaC2O4 + H2SO4 CaSO4 + H2C2O4 O ácido oxálico é então titulado com um agente oxidante forte (KMnO4) 5 C2O4 -2 + 2 MnO4 - + 16 H + 2 Mn +2 + 10 CO2 + 8H2O MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Para análise e cálculo do conteúdo de cálcio, consultar a metodologia analítica descrita na aula prática 08. Análise de fósforo Para análise do fósforo, diferentes metodologias podem ser utilizadas, tais como absorção atômica e métodos que ser baseiam na intensidade de coloração da amostra, tais como fotocolorímetro ou espectofotômetro. Para melhor compreensão da análise de fósforo, alguns princípios básicos de ótica devem ser discutidos. Chamamos de transmitância a quantidade de energia que atravessa a amostra. Quanto mais intensa for a coloração de um meio, menos luz poderá atravessar e assim, menor será a transmitância. Já a absorbância se refere à quantidade de energia absorvida pela amostra e quanto mais intensa for a coloração do meio, maior será o valor de absorbância (proporcional à concentração do soluto). A lei de Lambert diz que a quantidade de luz absorvida é diretamente proporcional ao logaritmo da seção transversal do solvente. Já a lei de Beer coloca que a quantidade de luz absorvida é diretamente proporcional ao logaritmo da concentração do soluto. Para essa análise, o equipamento deverá trabalhar no comprimento de onda de 420 nm. O procedimento analítico se baseia na ação do molibidênio sobre o íon fosfórico, resultando em ácido fosfomolíbdico. Após redução, utilizando-se o ANZA ou FOTORREX (fortes agentes redutores), haverá formação de um complexo de cor azul, onde a intensidade de coloração será proporcional à concentração do fósforo. Para leitura, faz-se o uso de uma escala logarítmica. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 07 - Preparo da solução estoque Objetivo: Preparar a solução estoque que será utilizada para análise de minerais Cada grupo de alunos realizará a abertura da amostra comumente utilizada para as práticas anteriores. Uma queima da amostra deverá ser previamente realizada, conforme visto na aula prática 03 (determinação das cinzas ou matéria mineral) tendo o cuidado de anotar o peso da amostra inicial. Após, poderá se utilizar a seguinte marcha analítica simplificada: 1) Transferir as cinzas para um béquer de 250 ml 2) Lavar o cadinho com solução de HCl 1:1 totalizando 40 ml 3) Tapar com vidro de relógio e deixar até haver redução de cerca de 1/3 do volume 4) Filtrar com papel de filtro para balão volumétrico adequado 5) Transferir o conteúdo do balão volumétrico para um frasco adequado, que possa ser armazenado para futuras análises de minerais. Obs:  Devido à baixa concentração de alguns minerais no milho, se recomenda utilizar balão volumétrico de pequeno volume (50 ou 100 ml) para preparo desta solução estoque.  Deve-se dar atenção à anotação do volume do balão volumétrico utilizado, pois este valor será utilizado posteriormente.  Amostras de ingredientes minerais como fosfatos e calcáreo não necessitam de queima, podendo-se proceder diretamente a abertura. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 08 – Análise de Cálcio por Permanganometria Objetivo: Determinar o teor de cálcio de amostras de ingredientes e rações. Cada grupo de alunos utilizará a solução estoque obtida na aula prática 07. Essa solução estoque foi obtida a partir da abertura das cinzas obtidas a partir da queima da amostra (aula prática 03). Os alunos devem ter o cuidado de anotar o peso da amostra inicial, previamente à queima, bem como o volume da solução estoque preparada. Esses dados serão essenciais. Para determinação do teor de cálcio, a seguinte marcha analítica simplificadapoderá ser utilizada: 1) Pipetar volumetricamente uma alíquota adequada para béquer de 250 ml. Recomenda-se que esse volume varie entre 10 e 25 ml, sendo o primeiro valor para amostras de maior conteúdo de cálcio e o segundo para amostras de menor conteúdo. 2) Adicionar 3 gotas de vermelho de metila e água suficiente para que se atinja um volume de 50 ml. 3) Aquecer até próximo à fervura, utilizando-se chapa elétrica ou placa aquecedora. 4) Adicionar 25 ml de solução saturada de oxalato de amônio quente. Adicionar solução de NH4OH 1+1, gota a gota, até que o meio mude de vermelho para rosa. Deixar em repouso por um tempo de 1 a 3 horas. 5) Com auxílio de um funil com papel de filtro, filtrar a solução onde o precipitado deverá ficar retido. Transferir o precipitado para béquer de 250, tendo-se o cuidado de lavar bastante o papel de filtro com solução de NH4OH 1:50, para garantir que todo precipitado foi retirado. 6) Adicionar 10 ml de solução H2SO4 1:1 para dissolução do precipitado e aquecer até próximo a fervura. 7) Titular com solução de KMnO4 0,05 (a concentração pode variar) até que a coloração rósea persista por mais de 30 segundos. Para cálculo, do teor de cálcio, a seguinte fórmula poderá ser utilizada. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR % cálcio = (V x N x F x 0,02004 x S) x 100 P x A Onde: V = volume de KMnO4 0, 05N gastos na titulação N = Normalidade da solução de KMnO4 F = Fator de correção da solução KMnO4 0,05N (ver observação) S = volume da solução estoque P = peso da amostra em grama A = volume da alíquota utilizada 0,02004 = miliequivalente grama do cálcio Obs:  A concentração rósea que persiste ao final da análise é devido ao excesso de KMnO4 que sobra após o término da reação, indicando o ponto final da titulação.  No passo 04, a partir de 3 horas de descanso, a precipitação de oxalato de magnésio têm início, o que contribuirá para erro analítico.  Para padronização do KMnO4, solução padrão de oxalato de sódio poderá ser utilizada. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 09 – Análise de Fósforo pelo método Fotocorimétrico Objetivo: Determinar o teor de fósforo de amostras de ingredientes e rações. Cada grupo de alunos utilizará a solução estoque obtida na aula prática 07. Essa solução estoque foi obtida a partir da abertura das cinzas obtidas a partir da queima da amostra (aula prática 03). Os alunos devem ter o cuidado de anotar o peso da amostra inicial, previamente à queima, bem como o volume da solução estoque preparada. Esses dados serão essenciais. Para determinação do teor de fósforo pelo método fotocolorimétrico, a seguinte marcha analítica simplificada poderá ser utilizada: 1) Pipetar volumetricamente, para balão volumétrico de 50 ml, uma alíquota de volume adequado. È comum utilizarmos 1,0 ml para rações e 2,0 ml para ingredientes. Caso seja analisada uma fonte mineral de fósforo, será necessária diluição. 2) Adicionar 25 ml de água destilada e 5 ml de solução de molibidato de amônio 2,5% e misturar, agitando o balão. 3) Adicionar 2,0 ml de ANZA ou FOTORREX e marcar o tempo. Completar o volume do balão, tampar e agitar. Preparar também uma prova em branco, com todos os reagentes acima, sem a alíquota. 4) Ligar o espectofotômetro e ajustar o comprimento de onda para 720 nm. 5) Decorridos exatos 20 minutos, fazer a leitura da transmitância, após zerar o aparelho utilizando o branco preparado previamente. 6) Plotar a transmitância a partir da curva padrão. Esse valor será necessário na fórmula. Para cálculo, do teor de cálcio, a seguinte fórmula poderá ser utilizada. % fósforo = (L x S x D) x 100 P x A MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Onde: L = mg de fósforo na alíquota (obtido a partir do gráfico) S = Volume da solução estoque D = Fator de diluição (caso haja diluição) P = Peso da amostra em miligrama A = Volume da alíquota utilizado Obs:  Deve-se construir uma curva padrão de fósforo para plotagem inicial do gráfico semi-log. Para isso, pode ser utilizada solução de KH2PO4, pesando exatamente 0,4394g deste reagente e completando-se para 1 lt. Cada ml dessa solução contêm 0,1 mg de fósforo. Fazer então a análise, utilizando 0,05; 0,1; 0,15; 0,20 e 0,25 mg de fósforo. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) Suponha que vamos fazer análise de uma forragem. Após amostragem no campo, pesamos 76,98 g de amostra e o saquinho de papel pesou 12,65 g. Após 72 h na estufa a 60°C (pré-secagem) o conjunto (saquinho + papel) pesou 36,98g. Após o material foi moído e identificado para a realização das análises.Foi pesado 3,2456g da amostra pré-seca. Após, foi feita queima da amostra no forno mufla para obtenção da matéria mineral. Esse resíduo de cinzas foi então aberto em HCl e o volume foi completado para 200 mL. a) Para a determinação do Cálcio, foi retirada alíquota de 25 mL e procedeu-se a análise. Após, foram gastos 10 mL de solução KMNO4 0,025N de FC = 0,99. Calcule o teor de cálcio na amostra pré-seca, na base de matéria seca e na matéria natural. b) Para a determinação do fósforo, uma alíquota de 1 ml foi utilizada. Após análise foi lida transmitância de 69. Qual o teor de fósforo na amostra pré-seca, matéria seca e matéria natural? Utilize o gráfico abaixo. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 8) Noções elementares sobre métodos instrumentais Os métodos instrumentais são aqueles onde dosamos a quantidade da substância através da utilização de instrumentos complexos. Alguns destes métodos começaram a ser usados em meados do século XX e contribuíram muito para o desenvolvimento da moderna nutrição animal. Passaremos a descrever, de maneira simplificada, os principais métodos utilizados. Para maior detalhamento, livros específicos devem ser consultados. 8.1) Cromatografia A técnica da cromatografia apresenta altíssima sensibilidade, podendo ser analisadas concentrações de 10 -6 g. Além da alta sensibilidade, é possível analisar por essa técnica um grande número de substâncias na mesma amostra. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR A cromatografia é importante na análise de ácidos graxos, açucares, aminoácidos, vitaminas, etc. A maioria dos compostos orgânicos podem ser analisados por esta técnica, sendo aplicada a compostos que são encontrados em baixíssimas concentrações nos alimentos. Consegue-se detalhar também a composição em aminoácidos de uma fonte protéica ou o teor de cada ácido graxo, de uma fonte lipídica. O princípio desse método consiste no arraste de substâncias por um solvente de polaridade parecida, onde atravessam uma barreira de diferente afinidade com as distintas substâncias presentes na amostra, ou seja, compostos diferentes atravessam a fase estacionária em diferentes intervalos. Existem duas fases neste sistema, sendo uma móvel e outra estacionária. Chamamos de fase móvel a substância que atravessaa coluna cromatográfica, podendo ser um líquido ou um gás, que flui através da fase estacionaria carreando a amostra. A fase estacionária está na coluna cromatográfica e consiste de partículas sólidas de alta porosidade ou partículas encobertas por um líquido, devendo o material ter alta área superficial a fim de ter maior contato com a substância que irá atravessá-la além de ter também polaridade parecida com a amostra. A fase estacionária tem por objetivo fornecer uma barreira física para que a fase móvel flua juntamente com a amostra. Cada diferente substância, contida na amostra, terá diferente afinidade pela fase estacionária, havendo separação. Assim, as diferentes substâncias, com diferentes afinidades pelas fases móvel e estacionária, irão atravessar a coluna cromatográfica em diferentes tempos. Uma substância que tiver menos afinidade por ambas as fases, terá maior dificuldade em atravessar a coluna e assim necessitará de maior tempo para atravessar a coluna cromatográfica. Já uma substância com alta afinidade, terá maior facilidade em atravessar a coluna e assim chegar de forma mais rápida a um detector que determinará a concentração da substância, bem como qual substância está sendo analisada. Cada substância terá um tempo de passagem específico para uma determinada coluna cromatográfica e substância carreadora. O processo de passagem é denominado de eluição. A cromatografia pode ser em papel (coluna cromatográfica de papel de papel), líquida ou gasosa. Em nutrição animal, merecem destaque as duas últimas, onde o nome se refere ao estado físico da fase móvel. A cromatografia líquida de coluna é rápida, eficiente e altamente sensível, analisando uma grande variedade de compostos em uma mesma amostra. A cromatografia MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR de coluna de alta eficiência (CLAE) é uma evolução na técnica de cromatografia líquida, muito utilizada atualmente nos laboratórios. Nesta técnica, a fase móvel deve ter uma polaridade adequada para permitir a separação, devendo-se escolher criteriosamente a mesma. A maior eficiência é atingida pela utilização de bombas que introduzem o líquido no cromatógrafo sob alta pressão. Figura 12 - Esquema da CLAE (cromatografia líquida de alta eficiencia). Na figura acima, os itens 1 e 2 se referem ao ponto de entrada e saída do líquido que comporá a fase líquida do sistema, ou seja das substancia que tem a função de recolher os componentes da amostra e arrastá-los até a fase estacionaria. O item 3 é a tubulação que conduz o líquido. Os itens 4 e 5 se referem à bomba que impulsiona o líquido, para que haja maior pressão de saída na coluna cromatográfica. Os itens 6 e 7 se referem ao ponto de injeção da amostra e a seringa utilizada para a injeção, ou seja, onde será introduzida no sistema a amostra a ser analisada. O 8 é o forno que aquece o sistema. A tubulação 9 transporta a mistura amostra+carreador até a coluna cromatográfica 10, que fará a separação dos compostos conforme a afinidade de cada um. Um detector é representado em 11, que é responsável por distinguir a ordem de chegada dos componentes bem como a intensidade, enviando as informações a equipamentos de saída que podem ser um vídeo (15) ou impressoras (14). Após a leitura, um recipiente (12) poderá receber a mistura. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Os métodos de cromatografia gasosa são mais rápidos e altamente sensíveis quando comparados à cromatografia líquida. Além disso, apresenta aparelhagem de mais fácil aquisição quando comparada a cromatografia líquida. Esta técnica possibilita a detecção de até 10 -12 g da substância analisada. A amostra deverá ser vaporizada no aparelho e para garantir que isso aconteça, algumas substâncias necessitam de uma preparação (tornar-se volátil e termicamente estável) sendo essa preparação denominada de derivatização. Existem derivatizações propostas para cada substância específica. As condições devem ser padronizadas (fluxo, temperatura, pressão e fases líquida e móvel) para que em condições definidas, cada substância tenha um tempo de passagem pela fase estacionária separando-os qualitativamente. Na cromatografia gasosa, a pressão de vapor também influencia a passagem da substância pela coluna cromatográfica. Substancias com alta pressão de vapor, atravessam a coluna com maior rapidez e facilidade. Figura 13 - Representação da cromatografia gasosa Na figura acima é apresentada esquematização diferente da figura 12. Deve haver cilindros conectados ao aparelho para que armazenem os gases utilizados na análise. Estes podem estar equipados com ar, hidrogênio e um gás carreador. O gás carreador pode ser nitrogênio, hidrogênio ou ainda hélio. Uma amostra será injetada e vaporizada para que atravesse a coluna cromatográfica, que está contida em um forno, sob altas temperaturas. Após atravessar a coluna, a amostra chegará a um detector que mandará informações a um amplificador para que a leitura final possa ser realizada. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Durante a análise cromatográfica, o aparelho vai realizando a leitura das substâncias analisadas e assim emitindo respostas na formas de picos em um gráfico, conforme mostrado na figura 14. Para a determinação quantitativa da substancia, o tempo gasto para essa leitura, após a injeção da amostra no aparelho, será importante. Já para a determinação da concentração da substância, a quantificação da área interna do pico será importante, ou seja a área de cada pico de resposta está diretamente relacionada à concentração da substancia no ingrediente. Figura 14 - Gráfico de saída da separação cromatográfica de aminoácidos. Na figura acima, o eixo das abscissas (x) representa o tempo gasto após a injeção da amostra. Cada aminoácido é lido, em tempos diferentes, devido à afinidade dos mesmos pela fase estacionária, pois cada aminoácido têm uma cadeia carbônica diferente dos demais. Os aminoácidos lidos são os seguintes; 1: lisina, 2: histidina, 3: amônia, 4: arginina, 5: acido aspártico, 6: treonina, 7: serina, 8: ácido glutâmico, 9: prolina, 10: glicina, 11: alanina, 12: cisteína, 13: valina, 14: metionina, 15: isoleucina, 16: leucina, 17: norleucina, 18: tirosina e 19: fenilalanina. Para determinação da concentração desse aminoácido podem ser utilizadas equações matemáticas onde se converte a área do pico em concentração por uma unidade de massa (mg/kg). 8.2) Absorção atômica MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR A utilização deste método instrumental cresceu muito nas últimas décadas, sendo aplicado para análise de minerais. Para análise em absorção atômica, os átomos devem estar em seu estado fundamental (não iônico) e isolados, pois não se pode quantificar a concentração de dois minerais ao mesmo tempo. O aparelho de absorção atômica tem a capacidade de emitir luz no comprimento de onda específico, regulado pelo operador. O processo é simples, embora os princípios sejam complexos. Propõe-se que cada elemento mineral tenha diferente capacidade de absorver uma determinada quantidade de energia, em comprimento de onda específico. A fração de luz absorvida é denominada de absorbância e a fração de luz que o elemento não consegue reter ou a que tem capacidade de atravessar a amostra é a transmitância. É importante se conhecer a diferença entre esses dois conceitos que serão essenciais para quantificação do teor do elemento na amostra. Cada elemento tem a capacidade de reter uma quantidade distinta de luz, em determinado comprimentode onda. Figura 15 – Esquema de emissão de luz do aparelho de absorção atômica O material será queimado por uma mistura de gases, como o ar + acetileno, e em comprimento de onda definido, uma quantidade de átomos a ser analisada irá absorver certa quantidade de energia estando a energia não absorvida sendo quantificada por um detector. Os átomos devem ser levados ao estado fundamental. Este método se baseia também nos princípios de ótica discutidos no capítulo 07, havendo a diferença em que os átomos em estado fundamental constituem uma barreira para que a luz atravesse, medindo-se essa quantidade de luz. Esses átomos em estado fundamental vão absorver energia e se excitarem. A quantidade de energia não absorvida será registrada pelo aparelho. Quanto maior a concentração do mineral na amostra analisada, menor será a quantidade de energia não absorvida. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Quanto maior a concentração do elemento na amostra, maior será a absorção de luz de determinado comprimento de onda e menor será a quantidade de energia não absorvida que atravessará a amostra. O aparelho proporcionara um percentual de luz que atravessa a amostra. A partir de um gráfico e desse valor obtido, a concentração do mineral na amostra será determinada. Para cada elemento em análise, os parâmetros comprimento de onda, abertura de fenda e a corrente utilizada devem ser padronizados. Figura 16 - Esquema de um aparelho de absorção atômica Na figura 16, pode-se verificar o funcionamento desse aparelho. Inicialmente o operador deve garantir que a amostra esteja solubilizada em água. Para essa preparação, existem vários procedimentos específicos. Essa amostra será sugada pelo aparelho que a transferirá para um local de queima, produzindo átomos em estado fundamental. A fonte de radiação emitirá luz de baixa energia que atravessará a amostra. A quantidade de energia que atravessa a amostra será inversamente proporcional à concentração do mineral na amostra. Essa energia será medida por um detector e amplificada para que haja a leitura no aparelho. 8.3) Espectroscopia de reflectância do infravermelho próximo (NIRS) O NIRS, em inglês near infrared spectroscopy, é um aparelho que efetua análises de alimentos e outras amostras orgânicas através de emissão de radiação MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR eletromagnética, que incide sobre uma amostra sólida finamente moída ou líquida. Este aparelho emite uma quantidade de energia capaz de fazer vibrar as ligações químicas que unem os átomos. Esta vibração difere conforme o tipo de ligação. O NIRS faz comparações entre substâncias já analisadas em laboratório com as lidas por ele, e possui extrema importância para os modernos laboratórios que se destinam à análise de alimentos para animais; podendo realizar análises como: matéria seca, proteína bruta, extrato etéreo, digestibilidade in vivo, carboidratos solúveis, aminoácidos, etc. Pode predizer também os valores de energia bruta, energia metabolizável, e energia líquida dos alimentos fornecidos a animais. Cada substância absorve uma quantidade de energia definida em certo comprimento de onda, sendo essa uma particularidade de cada substância, uma espécie de “impressão digital”. A faixa utilizada é o infravermelho próximo, ou seja, de 700 a 2500 nanômetros (nm), pois nesta faixa a análise apresenta menor erro. A análise de proteína, por exemplo, é realizada na faixa entre 1500 e 1510 nm. A quantidade de energia absorvida é fornecida pela diferença entre a quantidade de luz emitida e a quantidade de luz refletida. O esquema dessa análise pode ser verificado na figura 17. Figura 17 - Esquematização do princípio da análise do NIRS A partir dos resultados informados para o aparelho, durante a calibração, haverá a criação de uma equação de regressão, que deverá ter coeficiente de determinação (R 2 ) elevado. A quantidade de luz absorvida será proporcional à quantidade da substancia analisada presente na amostra. Este método apresenta grandes vantagens, podendo se destacar: MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR  Analisa de forma muito rápida o teor de proteína bruta, fibra e vários compostos orgânicos, podendo o resultado ser obtido em questão de segundos.  Pode predizer informações que demandariam experimentos de digestibilidade, tais como energia digestível, energia metabolizável, etc.  É um que contribui para a sustentabilidade ambiental, pois não gera resíduos químicos, o que é extremamente importante sobre o ponto de vista da sociedade moderna.  Não necessita abertura ou destruição da amostra.  Pode-se fazer várias detecções simultâneas, ou seja, analisar diversos itens de um só vez.  Não necessita de reagentes ou vidrarias.  Quando bem calibrado, possui grande precisão e rapidez. Dessa forma este equipamento vem a cada dia ganhando maior aceitação nos modernos laboratórios, porém existem algumas desvantagens, as quais são citadas a seguir:  É um aparelho extremamente caro e de difícil calibração, muitas vezes demandando meses ou até anos para que possa ser considerado calibrado. É necessário um número muito grande de amostras para sua calibração (100 a 500).  Apresenta baixa sensibilidade (0,15%) e sendo assim não apresenta acurácia para análise de compostos que estejam presentes em baixos teores.  Como são utilizadas análises químicas de rotina para sua calibração, o erros analíticos recaem sobre a determinação realizada pelo aparelho. A redução do tempo de calibração dos equipamentos, poderá ser obtida através do intercâmbio de informações entre laboratórios de nutrição e institutos de pesquisa. 8.4) Calorimetria - Uso da bomba calorimétrica Em nutrição animal, utilizamos a calorimetria quando desejamos determinar a energia bruta de um alimento. A energia bruta é a quantificação de toda a energia química molecular potencial, sendo necessária para a determinação do conteúdo de energia digestível, metabolizável ou líquida de um alimento, após a realização de um experimento de digestibilidade. Todo composto orgânico apresenta energia bruta. A energia bruta MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR corresponde toda a energia contida entre as ligações químicas das moléculas orgânicas (amido, fibra, lipídeos, aminoácidos, etc) do alimento. Como princípio, haverá a quantificação do calor liberado de determinada amostra completamente oxidada (combustão completa) em ambiente rico em oxigênio (25 a 30 atm de oxigênio). Para isso, se utiliza um equipamento comumente denominado de bomba calorimétrica que é o calorímetro adiabático de Parr. Ao se realizar a queima da amostra por combustão, a energia liberada pela amostra é analisada pela bomba de forma indireta. A amostra é queimada, liberando quantidade de energia que aquece uma determinada quantidade de água. O aparelho irá medir o aumento da temperatura da água, sendo este aumento proporcional à quantidade de energia liberada. Um esquema da bomba calorimétrica pode ser verificado na figura 18. Figura 18 - Bomba calorimétrica (calorímetro adiabático de Parr) MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) Enumere os possíveis compostos analisados pelos métodos de cromatografia, absorção atômica, NIRS e bomba calorimétrica. Faça uma tabela. 2)Seu laboratório tem a marca de ser “ecologicamente correto” e assim, não são realizadas análises químicas de rotina e a geração de resíduos é mínima. O laboratório dispõe somente de métodos instrumentais. Como poderão ser determinados os teores das seguintes substâncias? a) acido butírico; b)lisina; c) ferro; d) energia digestível (predição); e) energia bruta; f) proteína bruta; g) FDN; h) vitamina E. 3) O que é fase móvel e fase estacionária na análise de cromatografia? Explique o princípio dessa análise. 4) Consultando a figura 14, explique como são interpretados os resultados qualitativos e quantitativos no gráfico após a análise de cromatografia. 5) Qual o princípio da análise de absorção atômica? Em que essa análise se assemelha à análise de fósforo? 6) Discuta as vantagens e desvantagens do NIRS. 7) Se as rações animais não são formuladas com base em energia bruta, para que realizamos essa análise nos alimentos? Explique. 8) Explique o princípio de funcionamento da bomba calorimétrica. Sugestão de leitura MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Sugerimos a leitura do artigo: Borges F. M. O.; Ferreira W. M.; Saliba E. O. S. Espectroscopia de reflectância no infravermelho próximo – princípios e aplicações na nutrição e alimentação animal. Revista CFMV – Brasília/DF, 2001. 9) Outros testes para determinação da qualidade de alimentos Em nutrição animal, existem várias outras análises importantes para controle de qualidade nas fábricas de ração, bem como para as pesquisas realizadas nos laboratórios. A seguir, serão descritos outros testes comumente utilizados. 9.1) Atividade ureática A análise de atividade ureática é parte integrante do controle de qualidade do grão de soja e seus subprodutos. Para entender a importância desta análise, devemos lembrar que o grão de soja apresenta fatores antinutricionais, tais como inibidores de tripsina, saponinas, lectinas, dentre outros. Esses fatores são extremamente prejudiciais ao crescimento animal. Muitos desses fatores tem natureza protéica e serão desnaturados pela elevação da temperatura (processo de tostamento), havendo perda de sua eficiência biológica. Assim o processamento é necessário para melhorar do valor nutricional e redução da sua capacidade antinutritiva. Dessa forma, para que subprodutos da soja sejam de boa qualidade, não deve haver indícios de subprocessamento ou superprocessamento. A análise de atividade ureática avalia o processamento do grão de soja, avaliando a atividade da enzima urease, naturalmente presente no grão de soja. Como enzima, a urease é termoestável e sua quantidade remanescente é proporcional à intensidade MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR de processamento do grão. Níveis de urease acima do normal indicam que a soja foi subprocessada. Já níveis muito baixos sugerem superprocessamento. Mas como avaliar o nível de uréase? Para isso se mede a variação de pH proporcionada pela amônia liberada a partir da ação da enzima uréase. No método oficial, descrito no Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal, se utiliza solução tampão de pH 7,00 e a atividade ureática será fornecida pela diferença numérica no pH após 30 minutos. A atividade ureática ideal deve estar entre 0,01 a 0,15. Para maior detalhamento da metodologia analítica, sugerimos consulta à literatura citada anteriormente. Experimento realizado pela empresa POLINUTRI, a partir de 1700 amostras revelou que grande parte do farelo de soja comercializado no Brasil é de boa qualidade, pois mais de 96% das amostras analisadas apresentaram atividade ureática satisfatória. Figura 19 - Atividade ureática do farelo de soja brasileiro - Fonte: Polinutri Quando a atividade ureática da amostra for zero, haverá indícios de superprocessamento, havendo a necessidade da verificação da qualidade da proteína bruta. A análise de proteína solúvel em KOH é utilizada para esse fim. 9.2) Solubilidade em KOH Conforme descrito, este teste é utilizado quando o valor de atividade ureática for igual a zero, o que significa que toda enzima uréase foi desnaturada, sugerindo assim superprocessamento do grão de soja. A digestibilidade da proteína é um item muito importante a se considerar no controle de qualidade. A solubilidade em KOH mede a digestibilidade da proteína da soja, apresentando relação inversa com o processamento, ou seja quando há superprocessamento MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR haverá diminuição no valor de digestibilidade, o que poderá prejudicar o desempenho animal. Para a análise da solubilidade em KOH, deve-se solubilizar a amostra em solução de KOH 0,2%. Deverá ser feita centrifugação para separar o sobrenadante, realizando a análise da proteína após esse procedimento. O valor de solibilidade em KOH será fornecido pelo quociente entre a proteína determinada no sobrenadante e a proteína bruta da amostra, multiplicando-se este valor por 100. Para ser considerado adequado, o valor de solubilidade em KOH deverá ser superior a 80%. Para maior detalhamento da metodologia analítica, sugerimos consulta ao Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal. Testes realizados pela empresa POLINUTRI, a partir de 1700 amostras coletadas no Brasil, revelaram que 93,5% do farelo de soja apresentou valor de solubilidade em KOH superior a 80%, o que revela que o farelo de soja comercializado no Brasil é de boa qualidade. Abaixo, tabela informativa sobre os valores de solubilidade em KOH 0,2%. Tabela 02 – Valores adequados para solubilidade em KOH. Classificação Porcentagem de solubilidade em KOH 0,2% Excelente >85% Bom >80% Razoável >75% Ruim <75% 9.3) Digestibilidade em pepsina Muitas vezes a qualidade das farinhas obtidas a partir do processamento animal é questionável. O mercado apresenta grande quantidade de alimentos de péssima qualidade, o que refletirá no desempenho dos animais. Pela análise de proteína bruta, é impossível avaliar a qualidade da proteína, o que favorece a adulteração. Além disso, quando processado em excesso, a digestibilidade protéica dos concentrados de origem animal será inferior. O teste de digestibilidade em pepsina é realizado nas indústrias de rações, sendo importante ferramenta para controle de qualidade de concentrados protéicos de origem animal. A pepsina é uma enzima que desdobra proteínas, sendo secretada no estômago dos animais. Para a nutrição animal, é importante que a digestibilidade desse nutriente seja alta. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR O compendio brasileiro de alimentação animal propõe as concentrações de pepsina apresentadas na tabela 03. Tabela 03 - Concentrações de pepsina utilizadas para a análise de digestibilidade em pepsina Ingrediente Concentração da pepsina (%) Farinha de penas 0,02 Farinha de penas e vísceras 0,02 Farinha de vísceras 0,02 Farinha de carne 0,002 Farinha de carne e ossos 0,002 Farinha de sangue 0,002 Para análise de digestibilidade em pepsina, se deve utilizar dois diferentes tubos. Ao primeiro adicionar amostra juntamente com 75 ml de solução HCl 0,075N mais pepsina 0,02%. Ao outro tubo, adicionar somente a amostra e solução ácida. Incubar por 16 hs a 45°C, com agitação constante. Filtrar e procede-se a proteína. Para maior detalhamento, sugere-se consulta ao Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal. Bellaver et al. (1998), na EMBRAPA, avaliaram diferentes concentrações de pepsina parase determinar a melhor concentração para execução deste teste em farinha de carne e ossos (FCO) com alta e baixa qualidade da proteína bruta. Foram utilizadas diferentes concentrações de pepsina. Conforme pode ser observado na tabela XX, altas concentrações de pepsina não proporcionam diferenças entre a digestibilidade das duas farinhas. Quando se utiliza baixa concentração de pepsina, o teste é realizado com maior sensibilidade, o que é evidenciado pela maior diferença (44,91) entre as duas farinhas. As concentrações de 0,002 e 0,0002% foram eficientes. Tabela 04 - Efeitos da concentração de pepsina sobre o percentual de proteína solúvel em farinha de carne e ossos % pepsina FCO com PB de baixa solubilidade FCO com PB de alta solubilidade Diferença em PB solúvel 0,0002 33,76 78,68 44,92 0,002 65,29 87,05 21,76 0,02 90,95 91,97 1,02 0,2 90,96 91,97 1,01 Fonte: Adaptado a partir de Bellaver et. al. (1998) MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) Quando soja crua for utilizada para animais não ruminantes, o que pode acontecer? 2) Quais são os principais fatores antinutricionais. Faça um pequeno parágrafo sobre cada um. Consulte uma fonte alternativa a essa apostila. 3) Discorra sobre o princípio da análise de atividade ureática. 4) Quais os testes realizados no farelo e soja e qual a importância dos mesmos? 5) O que a enzima urease tem haver com os demais fatores antinutricionais? Explique em detalhes. 6) Como é a relação existente entre a digestibilidade da proteína e a solubilidade em KOH? Explique. 7) Qual a principal vantagem de se realizar a digestibilidade da pepsina em soluções mais diluídas que 0,2%? Explique. Sugestão de leitura Sugerimos o artigo Bellaver C; Zanotto D. L.; Guidoni A. L.; Klein C. H. Ajuste no teste de solubilidade do nitrogênio em pepsina para farinhas de carne e ossos destinadas à fabricação de rações. Comunicado Técnico, EMBRAPA, 1998. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 10) Ensaios de digestibilidade in vitro para avaliação de forrageiras Os testes de digestibilidade in vitro são metodologias que estimam a digestibilidade real dos nutrientes, simulando as condições internas do animal. Os valores de digestibilidade real são obtidos a partir da digestibilidade in vivo. Porem, os ensaios in vivo utilizam animais vivos sendo muito dispendiosos (ração, animais etc), demandam longo tempo, além de serem trabalhosos. Os testes in vitro são rápidos, fácil execução, possibilitam a avaliação de um número muito grande de alimentos e são mais rápidos. Estes testes são uma ferramenta valiosa em programas de melhoramento ou avaliação de diferentes cultivares da mesma planta, pois selecionam material mais promissores. Os valores determinados in vitro devem apresentar alta correlação com os valores determinados in vivo. Deve haver uma equação que prediz, com alta confiabilidade, os valores in vivo a partir dos in vitro. Essa equação deve apresentar alto coeficiente de determinação (R 2 ) para ser utilizado. Quanto mais próximo a 1, maior será a aplicação da equação ao fenômeno biológico. A seguir, exemplo de equação utilizada para determinação da digestibilidade in vivo, a partir da digestibilidade in vitro. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR y = 0,6259x + 20,384 (R 2 = 0,96) Onde: y = Digestibilidade in vivo x = Digestibilidade in vitro Dentre os materiais mais estudados pelos métodos de digestibilidade in vitro, se destacam as forrageiras. O método mais utilizado é o proposto inicialmente por Tiley e Terry (1963), comumente denominado de método das duas etapas. Neste teste, o material é submetido a um primeiro estágio com digestão fermentativa, durante 48h e um segundo estágio com digestão ácida, durante 24h. Como é um método gravimétrico, se baseia na perda de peso da amostra após o procedimento. A relação percentual entre essa perda de peso e o peso da amostra inicial será a digestibilidade. Poderá ser utilizada a fórmula abaixo para cálculo. DivMS(%) = [(MSI - (MSF-MSB)] x 100 MSI Onde: DivMS = Digestibilidade in vitro da MS, MSI = quantidade de matéria seca inicial, MSF = quantidade de matéria seca final e MSB = quantidade de matéria seca do branco. A figura 20 representa o esquema da metodologia proposta por Tiley e Terry. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 20 – Método das duas etapas (Tiley e Terry, 1963) para determinação da digestibilidade in vitro em forragens. Para simulação das condições internas do animal, os seguintes itens devem ser atendidos: Temperatura: usa-se a estufa ou sala climatizada calibradas para permanecerem em 39,5°C. Nessas condições, a temperatura deve ser constantemente monitorada com auxílio de um termômetro. Inóculo: Denomina-se inóculo ao líquido ruminal, retirado da câmara fermentativa do animal, o qual vai ser misturado a um meio de cultura específico. Esse inóculo irá conter os microorganismos que irão realizar o processo de fermentação e degradar a matéria orgânica. Preferencialmente, o líquido ruminal deve ser coletado no período matutino antes da dieta, devendo ser mantido em garrafa térmica e depois de filtrado e diluído com meio de cultura específico para posterior utilização. Anaerobiose: Para se garantir a anaerobiose, deve-se se saturar o meio com CO2. Para isso, deve-se utilizar mangueira acoplada a um cilindro de CO2, sendo esse gás liberado na mistura ou na parte superior do frasco. Poder tampão: A saliva de animais ruminantes apresenta poder tamponante. Dessa forma, deve haver um artifício que garanta essa característica ao sistema in vitro, além do fornecimento de nutrientes importantes. Para isso, pode ser utilizada solução de saliva MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR artificial, também chamada de meio de cultura, tampão ou buffer. As mais comuns são as soluções propostas por MacDougall e Theodorou et al, dentre outras. Esse material é mistura ao líquido ruminal para formação do inoculo ruminal. Outros métodos in vitro que vêm ganhando destaque nos últimos anos são os que avaliam a produção de gases. Esses métodos consistem em basicamente medir o volume ou a pressão total do CH4 e CO2 e N2, principais gases liberados no processo de fermentação microbiana. O volume de gás produzido correlacioa-se á digestibilidade do alimento. A grande vantagem dos métodos de produção de gases está no fato que possibilitam a descrição da da cinética de fermentação, pois as medidas são realizadas a cada intervalo de tempo, o que possibilita a construção de curvas de fermentação, sendo extremamente importantes na avaliação de diferentes alimentos ou cultivares em programas de seleção. Para estudo da cinética de fermentação, um modelo matemático deve ser utilizado. Um método extremamente eficiente foi proposto por Maurício et al. (1999), sendo denominado de técnica in vitro semi-automática de produção de gases. Este método avalia a pressão gerada pelos gases, produzidos a partir da fermentação, sendo essa pressão convertida em volume, a partir de equações matemáticas dependentes da altitude de cada laboratorio. Para estudo da cinética de fermentação, o modelo matemáticode France et al. (1993) é utilizado. As figuras 21 e 22 apresentam respectivamente a produção acumulativa de gáses, obtida pela soma da produção de gases em diferentes intervalos, e a taxa de produção de gáses, medida em no T/2 ou seja metade da assíntoda . T/2 MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 21 - produção acumulativa de gás de 4 híbridos de sorgo. Nota-se que a produção de gás é intensa nas primeiras horas, mas se estabiliza (Maurício et al., 2003). Figura 22 - Taxa de produção de gáses de 4 híbridos de sorgo. Nota-se que a produção de gases é intensa nas primeiras horas, a partir de materiais facilmente fermentáveis, como amido. Após as 16 h, a curva apresenta ligeira inclinação, devido a fermentação de substancias como a celulose. Retirado de Maurício et al. (2003). MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 10 – Determinação da digestibilidade in vitro pelo método de Tiley e Terry (1963). Objetivo: Determinar a digestibilidade in vitro de forrageiras. Cada grupo de alunos utilizará uma amostra de silagem, previamente preparada e com teor de matéria seca definido. Previamente, o grupo de alunos, junto ao professor, deverá se dirigir ao setor de bovinocultura para coleta de líquido ruminal, que será misturado ao meio de cultura, na proporção de 2 partes de líquido ruminal para 3 de solução tampão. O líquido ruminal deverá ser previamente filtrado com gaze. A solução tampão (saliva artificial) poderá ser preparada com NaHCO3 9,80 g/l, KCl 0,57 g/l, CaCl2 0,04 g/l, Na2HPO4.12H2O 9,30g/l, NaCl 0,47 g/l e MgSO4.7H2O. Esta solução deverá ter seu pH ajustado para 6,9. Durante o preparo, é essencial a utilização de CO2, que deverá ser lançado continuamente na solução, com auxílio de uma mangueira. Como fonte de nitrogênio, deve-se adicionar 1 ml de SO4(NH4)2 1mol/l, para cada 50 ml de inoculo preparado. A seguinte marcha analítica simplificada poderá ser utilizada: 1) Pesar 0,50 g de amostra, sendo transferida para tubo de ensaio de tamanho grande, de 50 ml. 2) Preparar também um tubo em branco, sem amostra e que receberá todos os reagentes 3) Adicionar 25 ml de inóculo ruminal ao tubo, tendo o cuidado de lançar CO2 sobre a superfície do líquido. Tampar com válvula ou tampão. 4) Deixar encubar na estufa, durante 48 h, a 39°C. Pode-se destampar o tubo a cada 12 horas, a fim de se favorecer a saída do excesso de gás. 5) Após as 48 h, adicionar primeiramente 1,5 ml de solução de HCl 1:5 e depois mais 2,5 ml desta mesma solução. Este procedimento é necessário para evitar a formação de espuma. 6) Adicionar 5 ml de solução de pepsina 4% e continuar o processo de incubação, a 39°C, por mais 24 horas, deixando os tubos abertos. 7) Filtrar o material em cadinhos de borossilicato, previamente pesados. Para esse procedimento, poderá ser utilizado também papel de filtro, previamente MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR preparado e pesado. 8) Levar a estufa, deixando permanecer durante 24 h, a 105 h. 9) Retirar, esfriar e pesar. 10) Pode-se utilizar a seguinte fórmula para cálculo: DivMS(%) = [(MSI - (MSF-MSB)] x 100 MSI Onde: DivMS = Digestibilidade in vitro da MS, MSI = quantidade de matéria seca inicial, MSF = quantidade de matéria seca final e MSB = quantidade de matéria seca do branco. Obs: Como ao final do processo, o material é colocado na estufa a 105°C, as pesagens já são feitas em matéria seca. Caso se proceda a análise avaliando alimentos ricos em amido, deve-se ter cuidado na interpretação dos resultados, pois a rápida fermentação e por conseguinte, a queda brusca no pH podem eliminar alguns microorganismos. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) No Método de digestibilidade in vitro proposto por Tiley e Terry, como são simuladas as condições internas dos animais ruminantes? Em um parágrafo curto, resuma a seqüência analítica desse método. 2) Faça um quadro comparativo apresentando os métodos in vitro e in vitro. Apresente vantagens e desvantagens dos mesmos. 3) O que são métodos de produção de gases? Quais as vantagens obtidas quando se trabalham com esses métodos? 4) Qual é o princípio do teste de digestibilidade in vitro de forragens para ruminantes? 5) Como o de digestibilidade in vitro, proposto por Tiley e Terry (1963) é realizado, ou seja, elabore uma seqüência de procedimentos a serem feitos para essa determinação. 6) A partir do Excel, ou outra planilha, elabore um gráfico com linha de tendência (linear) e valor de R 2 . Para a construção dos gráficos, pode-se utilizar os seguintes dados: a) Alunos de A a F: In vivo In vitro 60,2 50,8 65,9 52,1 66,2 53,0 61,1 51,7 70,3 55,0 b) Alunos de G a N: In vivo In vitro 71,6 42,6 72,0 42,9 80,0 45,0 69,1 41,3 66,0 39,7 c) Alunos de O a Z: In vivo In vitro 60,2 50,8 65,9 52,1 66,2 53,0 MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 61,1 51,7 70,3 55,0 Para resolução, poderá ser utilizada a seguinte seqüência: 1) Inserir gráfico; 2) Escolher dispersão; 3) Clicar com botão direito sobre um ponto e adicionar linha de tendência linear; 4) Clicar em exibir equação e valor de R 2 . 11) Testes físicos, granulometria e análise microscópica de rações Dentro da moderna indústria de rações, bem como nos laboratórios de nutrição animal, as verificações das características físicas e sensoriais são de extrema importância. Nessas análises, podem ser avaliadas a forma física, cor, granulometria, presença de impurezas, densidade além de características organolépticas como odor e paladar. Estes testes não destrutivos são de extrema importância para controle de qualidade na recepção dos ingredientes, bem como de produtos acabados. Os testes físicos são aplicados a todas as mercadorias que irão ser recebidas pelas fábricas de ração. Toda carga de milho deve receber avaliação, onde são verificados, além de características organolépticas, o nível de grãos fora do padrão, chamados de avariados. A análise de granulometria consiste de ferramenta valiosa para melhor compreensão do tamanho da partícula da ração e assim favorecer o processo nutritivo ou reduzir custos. Já a microscopia de ração é uma metodologia simples que proporciona a identificação de possíveis contaminantes na ração. A seguir, estes testes serão mais detalhados. 11.1) Granulometria A análise de granulometria se refere à verificação e caracterização do tamanho das partículas da ração ou ingredientes. O tamanho das partículas tem influencia direta sobre a digestibilidade dos nutrientes no trato gastrintestinal dos animais. Quanto maior o tamanho, menor tende a ser a digestibilidade. Por outro lado, partículas muito finas também não são desejadas, pois podem favorecer o excesso de pó na fábrica além da rápida fermentação, o que poderá provocar desequilíbrio no pH da câmara fermentativa. Além disso, as partículas finas demandam muita energia elétrica do equipamento de moagem para a sua formação. A correta realização da amostragem é muito importante para que o material a ser analisado seja realmente representativo. É aconselhável que se retire varias sub- amostrasde vários pontos diferentes, até que complete 1,0 quilo. Considerando um MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR laboratório onde são realizadas varias analises por dia de diferentes alimentos, ou até mesmo varias analises do mesmo alimento vindo de fontes diferentes, é imprescindível que as amostras sejam bem embaladas e identificadas, ao serem enviadas para os laboratórios. Um método eficiente foi proposto por Zanotto e Bellaver (1996). Este método utiliza um conjunto de peneiras de diferentes tamanhos, acopladas a um equipamento vibrador. Após o peneiramento, é medida a quantidade retida em cada peneira. O procedimento no laboratório para determinação da granulometria pode ser verificado a seguir:  Após amostragem, retira-se 500 g de amostra.  Leva-se à estufa 105°C por 24 horas, a fim de evitar agregação de partículas finas nos crivos de menores diâmetros, para que assim não haja interferência nos resultados.  Pesar 200 g de amostra seca e colocar no conjunto de peneiras  Deixar em aparelho específico sob vibração, por 10 minutos. Para isso, deve- se usar conjunto de peneiras U.S.B.S. de números 5, 10, 16, 30, 50, 100 e fundo. As peneiras devem ser sobrepostas em ordem crescente de abertura de malhas  Separar e pesar a quantidade retida em cada peneira. Para verificar a porcentagem de cada parcela retida, basta dividir o conteúdo retido pelo peso inicial da amostra, multiplicando-se o quociente por 100. A partir dos resultados obtidos, é possível o cálculo de parâmetros importantes, descritos a seguir: a) índice de uniformidade (IU): O IU indica a proporção relativa entre partículas grossas (maior que 2 mm), médias (entre 0,6 e 2 mm) e finas (menor que 0,6 mm). Para cálculo do IU, basta somar a porcentagem das frações retidas em três grupos de peneiras: peneiras tamanho 5 e 10 (fração grossa); peneiras 16 e 30 (fração média) e peneiras 50, 100 e fundo (fração fina). b) módulo de finura (MF): O MF assume valores numéricos entre 0 e 6. Quanto mais próximo de zero, menor o tamanho das partículas e quanto mais elevado o valor, maior a proporção de partículas grossas. O cálculo de MF consiste MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR inicialmente em multiplicar a porcentagem retida em cada peneira por um fator k1, que varia de 0 a 6, conforme a peneira, dividindo-se o produto final por 100. c) Diâmetro geométrico médio (DGM): O DGM se refere ao diâmetro geométrico médio das partículas. As partículas não deve apresentar valor muito baixo bem como valor muito elevado, pois está correlacionado com a digestibilidade do ingrediente. Para cada espécie animal deve haver um valor de DGM ideal, o qual deverá ser perseguido pelas fábricas de ração para melhoria de seus produtos. Para cálculo do DGM, se utiliza a equação de Handerson e Perry (1955), descrita abaixo: DGM(μm) = 104,14x(2)MF Onde MF é o módulo de finura. No exemplo abaixo serão calculados os três índices acima citados: Após amostragem, foram coletadas 500 g de ração para frangos de corte. Essa amostra foi colocada em estufa a 105°C, permanecendo por 24h. Após esse período, foi retirada nova amostra de 200g que foi colocada em equipamento vibrador com conjunto de peneiras, para verificação da granulometria. Após 10 minutos de vibração, as peneiras foram separadas e a fração de cada peneira foi pesada, fornecendo os seguintes valores (em gramas): peneira 5: 4,0g; peneira 10: 28,0g; peneira 16: 29,0g; peneira 30; 92,0g; peneira 50: 55,0g; peneira 100: 2,0g. Calcule o IU, MF e DGM. Para facilitar a resolução deste exercício pode-se propor uma tabela: Tabela 05 – Modelo para determinação da granulometria em ingredientes e rações. Peneira Peso retido (g) % retida Fator k1 Produto k1 x % retida Grossas 5 4 2,0 6 12,0 10 28 14,0 5 70,0 Médias 16 29 14,5 4 58,0 30 82 41,0 3 123,0 Finas 50 55 27,5 2 55,0 100 2 1,0 1 1,0 fundo 0 0 0 0 Total 200 100 - 319,0 MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Para cálculo do IU basta somar a porcentagem das peneiras grossas, médias e finas. Como resultado, tem-se a proporção entre as partículas nos três grupos: Grossas: 2 + 14 = 16% Médias: 14,5 + 41,0 = 55,5% Finas: 27,5 + 1,0 = 28,5% Para cálculo do MF, multiplica-se a porcentagem retida pelo fator k1, conforme realizado na tabela. O MF será o somatório deste produto dividido por 100. Então: 319,0/100 = 3,19 Para cálculo do DGM, deve-se utilizar a equação de Handerson e Perry (1955): DGM(μm) = 104,14x(2)MF DGM(μm) = 104,14x(2)3,19 DGM (μm) = 950,38 μm 11.2) Testes físicos Os testes físicos são testes que avaliam a forma física, cor, presença de impurezas e densidade. A todos os ingredientes podem ser realizados estes testes. São utilizadas diversas metodologias aplicadas aos mais variados ingredientes utilizados em uma fábrica. Por se tratar do ingrediente mais utilizado na alimentação animal, destacaremos o milho. Na avaliação da qualidade deste ingrediente, são verificados os grãos avariados que são aqueles fora do padrão de qualidade. O documento que define as diferentes categorias de grãos avariados e seus respectivos limites que podem ser encontrados é a portaria 845 de 08/11/1976 do Ministério da Agricultura. Inicialmente o milho a ser analisado deverá ter ser provindo de processo de amostragem. Esse material sofrerá análise visual a fim de se identificar os grãos avariados. Antes de serem separados, o material deverá ser peneirado com peneira, de crivo circular com 5 mm de diâmetro. Os grãos que passam pela peneira são considerados quebrados. Os demais são classificados nas seguintes categorias: Grãos ardidos: são grãos ou pedaços que perderam a coloração em ¼ ou mais da área total, sendo também chamados de grãos fermentados. Grãos queimados também são considerados como ardidos. Os grãos queimados são oriundos de um dessecamento muito severo, feito geralmente pelas fabricas de ração no intuito de controlar a umidade do grão. O grão queimado assim como o ardido, não é desejável MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR visto que contribuirão negativamente para a palatabilidade do produto final. Devemos lembrar também que a alta temperatura, em excesso, favorece a reação de complexação entre carboidratos e aminoácidos, comumente denominada de reação de Mailard. Figura 23 – grãos de milho ardidos Grãos mofados: são grãos que apresentam fungos visíveis (mofo) a olho nu. Estes podem levar alto risco de contaminação para os animais que consumirem ração composta por estes grãos, principalmente devido as aflatoxinas que são metabólitos secundários produzidos pelos fungos. Figura 24 – Grãos de milho mofados Grãos brotados: são grãos ou pedaços que apresentam germinação visível. Em muitas fábricas de ração, a presença de grãos brotados é uma não conformidade grave, podendo proceder a recusa da carga, sendo indicativo de alta umidade em algum momento do processamento dos grãos. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Grãos chochos: são grãos desprovidos de massa interna, que não se desenvolveram quando na espiga, são enrugados. Deve-se ter o cuidado de não confundir esses grãos com grãos “ponta de espiga” os quais são de pequeno tamanho. Figura 25 – Grãos de milho chochos Grãos quebrados: são aqueles que não são retidos em peneiras de 5 mm de diâmetro. As lesões nos grãos são porta de entrada para os esporos dos fungos, os quais se beneficiam de condições diversas parase reproduzirem. Assim, como na maioria das grandes fabricas de rações, o milho certamente será armazenado, o que exige grãos íntegros para suportarem ao máximo as intempéries dentro de um silo. Outro fator importante, em se controlar a presença de grãos quebrados é garantir a maximização do sistema de produção, visto que um grão quebrado quando passado pelo processo de laminação, não terá mesmo desempenho quando comparado a um grão inteiro. Essa analogia pode também aplicada ao processo de gelatinização. Figura 26 – Grãos de milho quebrados Grãos carunchados: são grãos ou pedaços de grãos perfurados por insetos, geralmente por Sitophilus zeamais, o conhecido caruncho. Este inseto se alimenta de parte dos nutrientes do grão, além de favorecer a contaminação interna do grão. Os grãos de milho para serem, considerados bons deverão apresentar coloração amarelo ouro e apresentar odor característicos. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 27 – Grãos de milho bons Deve-se separar também as impurezas e fragmentos além de materiais estranhos que podem vir a atravessar o crivo da peneira. Quando se observar a presença de insetos vivos, o material deve receber beneficiamento e expurgo para ser liberado. O procedimento para aquisição do milho é proposto a partir da aula prática 11. Os valores encontrados após a classificação e contagem de avariados podem ser comparados com uma tabela padrão, a qual pode variar entre as empresas. Abaixo, uma proposta do conteúdo de avariados para recepção do milho em uma fábrica de ração. Tabela 06 - Valores desejáveis para recepção do milho Parâmetro Nível máximo para aceitação Nível máximo para aceitações com restrições 1 Umidade (%) 13,0 14,0 2 Impurezas (%) 2,0 3,0 Ardidos (%) 2,0 3,0 Quebrados (%) 9,0 10,0 Mofados e brotados Não deve haver Não deve haver Chocos + carunchados (%) 1,0 1,0 Avariados total (%) 12,0 15,0 Total grãos bons (%) 86,0 82,0 1 Deve-se verificar a necessidade momentânea da fábrica, além do período de estocagem, que deverá ser o menor possível. 2 Acima de 13% de umidade, o milho não deverá ser armazenado por mais de 30 dias. Adaptado a partir da portaria 845 de 08/11/1976 do MAPA Deve-se chamar atenção que grãos avariados apresentam valor nutricional inferior, pois parte dos nutrientes pode ser consumida por insetos. Chamamos atenção ao fato de que um grão avariado é porta de entrada para instalação de fungos produtores de micotoxinas, pois muitos grãos perdem a MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR película protetora. Também grãos ardidos que foram queimados de forma excessiva, apresenta parte de seus carboidratos complexados com aminoácidos, fato comumente denominado de reação de Maylard. 11.3) Microscopia de rações A microscopia de rações e ingredientes é uma metodologia onde, através de um microscópio estereoscópio (lupa) o ingrediente ou ração são ampliados e analisados visualmente, a fim de se identificar possíveis contaminações, utilizando noções de forma, cor, tamanho de partícula, dureza, textura, brilho, etc. É extremamente eficiente para controle de qualidade de alguns ingredientes e produtos acabados. O método consiste em se comparar visualmente os ingredientes ou contaminantes a partir dos padrões conhecidos. Para montagem do processo deve-se adquirir um microscópio estereoscópio, facilmente encontrado no mercado. É de extrema importância que a fábrica de ração tenha uma ampla coleção de ingredientes e contaminantes. Para isso, a mesma poderá fazer a coleta no mercado, consultar outros microscopistas ou outras fábricas de ração ou de ingredientes, além de laboratórios de sementes. Grande atenção deve ser dada ao treinamento de um microscopista. Para que o mesmo tenha confiança ao realizar o procedimento, poderão ser necessários alguns meses. A técnica da microscopia de rações possibilita até o exame de diferentes rações produzidas no mercado, onde o objetivo poderá ser descobrir quais ingredientes são utilizados por uma determinada fábrica, embora o principal intuito seja a identificação de contaminações, como uréia, pelos, parede celular vegetal (em farinha de carne e ossos, casco moído, etc. A seguir, alguns exemplos de alimentos vistos pelo processo de microscopia. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 28 - Farinha de carne e ossos. Notar o pelo de coloração escura ao centro da figura. Aumento de 20x. Figura 29 – Farelo de soja. Aumento de 40 x Figura 30 – milho moído. Aumento de 40 x MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Aula prática 11 – Contagem de grãos avariados e microscopia de rações. Objetivo: Identificar grãos avariados em cargas de milho bem como apresentar ao aluno a técnica de microscopia de rações. Os alunos deverão ser divididos no laboratório, onde cada aluno individualmente, ou ainda em dupla, fará uso de um microscópio lupa. Para determinação dos grãos avariados, o professor pesará 200 g de milho e dividirá entre os alunos, que deverão identificar os grãos bons, ardidos, brotados, quebrados, mofados e chochos, bem como impurezas. Ao final, deverá ser calculada a porcentagem de cada categoria de avariados e verificar a conformidade da amostra de milho. Cálculos: Para microscopia de rações, cada aluno deverá receber uma amostra de um determinado ingrediente, utilizando os quadros abaixo para desenho. Para observação da farinha de carne e ossos, os alunos deverão tentar encontrar possíveis contaminantes, tais como parede celular vegetal (provinda do rumem), pelos, casco moído, chifre moído, etc. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Ao final, o professor poderá apresentar uma mistura de diferentes ingredientes e assim propor para que os alunos identifiquem os constituintes. Milho F. soja F. trigo F. carne ossos Uréia Calcário Sal Lisina Para entrega do relatório de aula, sugere-se que os alunos entreguem também os desenhos feitos. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) Quais são as principais categorias de grãos avariados? Faça uma tabela explicativa, descrevendo cada uma. 2) Porque os grãos avariados não são desejáveis dentro de uma fábrica de ração? Explique 3) Na determinação dos grãos avariados, foi pesada amostra de 200 g de milho em grãos, procedendo-se após, a separação dos avariados. Após separação, foram identificados as seguintes quantidades: Ardidos: 4,23g; carunchados: 0,15g, chochos: 0,23g; quebrados: 18,54 g. Com base na tabela 06, de seu parecer a respeito desse milho. Seria possível aceita-lo numa fábrica de rações? 4) Você é o responsável pelo controle de qualidade de uma jovem fábrica de ração. Uma das suas idéias será a implantação da técnica de microscopia de rações. Explique então como você poderá implantar essa técnica. Seja o mais completo possível. Sugestão de leitura Sugerimos a leitura do artigo de revisão: Machado L. C.; Costa D. M. Qualidade do milho para utilização na alimentação animal. III Semana de Ciência e Tecnologia do IFMG campus Bambuí, 2010. Anais...,CD Rom, 2010. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Capítulo 12 - Armazenamento de ingredientes e rações Alguns ingredientes importantes (milho e farelo de soja) têm seus preços regulados pela demanda de mercado. Em épocas de safra, o preço desses ingredientes encontra-se mais baixo, sendo economicamente interessante a aquisição de grande quantidade pela fábrica. Também, a partir de compra de quantidade elevada, os ingredientes por ser adquiridos a um custo mais baixo. Dessa forma, grande quantidade dos ingredientes poderá ser armazenada por longos períodos, de até três meses. 12.1 - Armazenamento O armazenamento de rações é um item de extrema importância numa fábrica de rações. Um armazenamento realizado de forma inadequada poderá proporcionar redução na qualidade das rações. O ideal é armazenar o menor tempo possível, o que necessitaria de maior controle logístico da empresa. Os ingredientes são armazenados em silos ou nas próprias sacarias. Milho, e sorgo são armazenados em silos. Ingredientes líquidos como melaço, óleos podem dispor de tambores para armazenamento. Ingredientes como farelo de soja, farelo de trigo, farinha de carne e ossos, dentre outros, podem ser armazenados nas próprias sacarias, sendo essas empilhadas sobre estrado de madeira (palet) e mantidas a pelo menos 10 cm da parede e do chão. Não só o armazenamento mas também o controle de qualidade se inicia no momento da compra das matérias primas, isto é, o comprador precisa adquirir produtos que irão permitir a elaboração de uma ração de alta qualidade, seja ela física sanitária ou nutricional. Os compradores devem criar um sistema de seleção e qualificação de fornecedores, que também deverá estar previsto no manual da qualidade. Para recepção desses ingredientes, a equipe do controle de qualidade deve estar atenta aos níveis de umidade. O milho preferencialmente deve ser recebido com até 13% de umidade, pois a mesma favorece o desenvolvimento de fungos, e por MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR conseguinte produção de micotoxinas. Produtos úmidos oferecem a deteriorização a partir de fungos. Na grande maioria dos casos a deterioração ocorre devido ao fato de o produto ter sido armazenado com excesso de umidade ou por ter sido simplesmente mal acondicionado no armazém de estocagem. Além disso, o excesso de umidade traz como conseqüência a diluição do total de nutrientes das rações, reduzindo proporcionalmente seu valor nutritivo, pondo em risco a qualidade e dificultando o manuseio e transporte. Os níveis máximos de umidade podem ser exemplificados como 13% para os cereais e 11% para sementes oleaginosas. Quando o milho estiver com alta umidade, poderá sofrer processo de secagem ou ser consumido de maneira rápida. A procedência com um lote de milho, fora dos padrões, vai depender do contrato previamente estabelecido entre a fábrica e seu fornecedor. Muitas vezes, a fábrica de rações, caso disponha de um secador, poderá secar e descontar no valor final pago. É importante também que o milho esteja limpo para seu armazenamento bem como conter nível de avariados adequado, pois estes grãos favorecem o desenvolvimento de fungos. A tabela abaixo apresenta os níveis máximos desejados para recepção de ingredientes. Tabela 07 - Níveis máximos desejados de umidade para recepção e armazenagem de alguns ingredientes utilizados para alimentação animal. Ingrediente Umidade máxima desejada Farelo de girassol 36% 12,0 % Farelo de raspa da mandioca 12,0% Farelo de soja 45% 12,5% Glútem de milho 21% 12,0% Glútem de milho 60% 12,0% Milheto em grão 13,0% Milho em grão 13,0% Sorgo em grão 13,0% Fonte: Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal (2005) 12.2 – Micotoxinas MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR O termo micotoxina é originado de uma palavra grega “mykes” (fungo) e de uma palavra do latin “toxicum” (tóxica). A expressão Greco-latina “mykes toxicum” significa toxina fúngica, ou como dizemos, micotoxinas. É usado para designar um grupo de compostos, altamente tóxicos, produzidos por certos fungos, que causam doenças ou a morte, quando ingeridos pelo homem ou pelos animais domésticos. As doenças causadas por micotoxinas são denominadas micotoxicoses. O relato de problemas iniciais remonta as décadas de 50 e 60 onde vários animais (perus) foram contaminados com ingredientes de origem brasileira, sendo então sacrificados. As micotoxicoses podem resultar da ingestão de toxinas produzida por 3 tipos de fungos: - Macroscópicos: mais conhecidos como cogumelos. Existem varias espécies que são tóxicas para o homem e para os animais. - Parasitas: infestam e causam doenças nas plantas durante o seu desenvolvimento no campo. - De armazenamento: infestam e crescem em grãos e sementes durante o amadurecimento no campo, colheita, secagem, armazenamento e transporte. Crescem em grãos e sementes com teores de umidade relativamente baixos e em condições favoráveis podem produzir micotoxinas. Sabe-se hoje que existe um grande numero de fungos capazes de produzir micotoxinas. Na literatura são descritas mais de 400 tipos. Embora a ocorrência e micotoxinas nos alimentos destinados para alimentação animal sejam comuns, sabe-se muito pouco sobre a real prevalência desses compostos, e as formas de como evitá-las. As micotoxinas mais comuns são as Aflatoxinas, a Zearelonona, o Deoxinevalenol (DON), a Fumonisina, a Ocratoxina e a Toxina T2. A principal micotoxina é a aflatoxina, uma substância produzida pelo fungo Aspergilus flavus. A aflatoxina ocorre sob diferentes formas, sendo 4 as principais: B1, B2, G1, G2, M1 e M2. Os fungos produtores de aflatoxinas podem desenvolver em vários ingredientes, ganhando destaque o milho e amendoim. A empresa deverá ter um excelente controle de qualidade para recepção do milho, a fim de garantir material de boa qualidade estocado. Conforme o controle de qualidade da empresa, uma análise qualitativa ou quantitativa de micotoxinas poderá ser realizada. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 31 – Estruturas das principais aflatoxinas Muito critério deve ser considerado para interpretação dos efeitos das aflatoxinas, pois essas condições são verificadas comumente em animais experimentais, os quais recebem altas doses dessas substâncias. Muitas vezes os sinais são subclínicos, não havendo percepção por parte do responsável pelos animais. A aflatoxina é um dos mais potentes agentes cancerígenos podendo lesionar as vísceras do trato gastrointestinal e principalmente o fígado do animal. A absorção é rápida e o depósito acontecerá a nível hepático, o que contribui para a destruição desse órgão. Como principais efeitos, haverá aumento no tamanho de órgãos como fígado, rins e baço, ma absorção de nutrientes, lesão hepática e hemorragias, falta de apetite (anorexia) o que poderá proporcionar queda no desempenho animal, perda de peso, queda na produção e na qualidade dos ovos além da redução na imunidade dos animais. As micotoxinas presentes nos animais podem ser consumidas por humanos a partir da ingestão da carne contaminada. O fígado é o maior depósito de aflatoxinas, que pode contaminar humanos, sendo um forte agente cancerígeno. Outras toxinas também podem ser citadas. A toxina T2 (deoxynivalenol) é uma substância produzida por fungos do gênero Fusarium que pode causar redução no consumo de ração, atrofia do oviduto e do ovário e dificuldades parao animal se alimentar. As ocratoxinas são metabólitos tóxicos produzidas por fungos Penicillium MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR viridicum e Aspergillus ochraceus que podem causar lesão no fígado, aumento nos tamanhos do pâncreas e rins proporcionando diminuição no ganho de peso e diminuição na produção e qualidade dos ovos. Embora pouco pesquisadas, existem outras micotoxinas como zearalenona, fumonisinas, citrininas, dentre outras. O desenvolvimento dos fungos toxigênicos e a produção de micotoxinas são dependentes ou influenciados por uma série de fatores, entre eles destacam-se a umidade, a temperatura, o nível de oxigênio e a ocorrência de competição entre os componentes da microbiota normal. A seguir, são apresentados na Tabela 08, os principais tipos de fungos e as respectivas micotoxinas que eles produzem em rações armazenadas, e os efeitos que causam no organismo animal. Uma única espécie de fungo pode produzir inúmeros tipos de micotoxinas. Assim, uma mesma amostra de ingredientes ou rações pode conter mais de um tipo de micotoxinas e seus efeitos podem ser desastrosos. Tabela 08 - Micotoxinas comumente encontradas em rações e seu impacto sobre produção animal. Gênero de fungo Micotoxinas Grãos Afetados Efeitos Éspécies afetadas Aspergillus Aflatoxinas Milho, Hepatotoxicidade Todas as Amendoim, Sistema Imune, Espécies. Caroço de Depressão Algodão e Hemorragia Sorgo Intestinal, Carcinogênese. Aspergillus e Ocratoxima Milho, Cereais e Degeneração Renal Principalmente Penicillium Arroz Suínos e aves. Aspergillus e Ácido Cereais, Milho e Toxina Renal Aves e Penicillium Ciclopaziônico Amendoim Suínos. Fusarium Zearalenona Milho, Grãos e Problemas Suínos e Resíduos Reprodutivos Ovinos Fusarium Fumonisina Milho e Grãos Problemas Eqüinos, Neurológicos Suínos e Aves FONTE: Alltech, 2001b. 12.2.1 - Prevenções da ocorrência de micotoxinas O Brasil é um país de clima tropical, apresentando condições ótimas para desenvolvimento fúngico e produção de micotoxinas, na maior parte do ano. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Geralmente, a contaminação por micotoxinas se associa ao manejo inadequado das plantações e/ou ao estoque em condições inapropriadas dos produtos. Os principais fatores intervenientes são as condições de umidade e temperatura relacionados à armazenagem. A melhor forma de prevenção, portanto, é a secagem rápida e adequada do produto, que pode ser realizada através da exposição ao sol ou em secadores apropriados. O combate às pragas (que contaminam as sementes e promovem condições favoráveis ao crescimento dos fungos) também é indispensável . Para desenvolvimento das micotoxinas são necessárias temperatura de 25 - 30°C, e umidade dos grãos maior que 13%. Além disso, um elevado período de armazenamento, bem como más condições físicas dos grãos favorecem o desenvolvimento fúngico e aparecimento de micotoxinas. Uma umidade elevada (acima de 14,5%) favorece o desenvolvimento de fungos produtores de micotoxinas. Além disso, a fábrica de ração estará pagando por água, havendo também diluição dos nutrientes. Além disso, os fungos consomem parte dos nutrientes disponíveis no alimento, reduzindo o valor nutricional. Já a temperatura é um fator crucial para ocorrência das reações do metabolismo fúngico. A temperatura ótima para desenvolvimento é de 30°C, sendo essa de fácil ocorrência num país tropical como o Brasil. Para armazenamento, a faixa de temperatura ótima está compreendida entre 15 e 20 °C, sendo muito difícil sua manutenção. A inibição do oxigênio é impossível de ser realizada nos locais de armazenamento. A aeração do silo é de extrema importância para distribuição homogênea do calor interno. Caso não haja aeração, haverá migração de umidade das paredes, que recebem insolação direta, para o centro do silo, proporcionando desenvolvimento fúngico e produção de micotoxinas, pois o centro apresentará alto teor de umidade. Assim, o aerador deve ser ligado periodicamente, principalmente nas horas mais quentes do dia. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 32 – Migração da umidade de um silo a partir de correntes convectivas A sujeira que favorece o acúmulo de matéria orgânica, bem como outros microorganismos também favorece o desenvolvimento fúngico. Para armazenamento, o milho deverá sofrer uma pré-limpeza mecânica para ser armazenado. Para a prevenção do aparecimento de micotoxinas, os seguintes cuidados devem ser tomados: - Controle de qualidade na recepção: receber milho com preferencialmente até 13% de umidade. Rejeitar material com mais de 14,5% de umidade. A umidade máxima para cada ingrediente deve ser respeitada. A contagem de avariados deve ser realizada em todos os lotes de milho. - Trabalhar com qualificação eficiente dos fornecedores, desqualificando aqueles de pior qualidade. - Manter o silo de armazenamento em boas condições de limpeza, realizando periodicamente o esvaziamento e limpeza. Não armazenar milho em silo que não contenha aerador mecânico. Ligar o aerador periodicamente. - Fazer controle de insetos e roedores. Essa prática hoje é implementada em todas as fábricas, sendo normalmente executada por empresa prestadora de serviço. - O armazenamento de sacarias deve ser realizado com distancia mínima de 10 cm das paredes e do solo. Não armazenar em áreas com alta umidade, próximas a goteiras. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Caso queira realizar o tratamento de materiais contaminados por micotoxinas, deverá ser utilizado aditivo adsorvente. Para isso, poderão ser utilizadas substâncias como bentonita, zeolita bem como outros aluminossilicatos. Substancias que atacam os fungos também podem ser utilizadas. Para isso podem ser utilizados Sulfato de Cobre, Violeta de Gerciana e ácido propiônico. Outras substâncias comerciais, para prevenção de micotoxicoses existem no mercado. 12.3 - Rancidez oxidativa Denominamos de rancidez oxidativa ao ataque do oxigênio livre aos ácidos graxos poli-insaturados, produzindo compostos potencialmente tóxicos como aldeídos, cetonas, álcoois e hidrocarbonetos Os ácidos graxos poli-insaturados contêm duplas ligações, normalmente nos carbonos 3, 6 e 9. O índice de iodo é um parâmetro analítico que reflete diretamente o grau de insaturação dos ácidos graxos. Quanto maior o índice de iodo, maior será a susceptibilidade para ocorrência da rancidez oxidativa. A degradação de lipídeos pode ser ocasionada por oxidação, hidrólise, pirólise e absorção de sabores e odores estranhos. Dentre estes fatores, a oxidação é a principal causa de deterioração, alterando diversas propriedades, como a qualidade sensorial (sabor, aroma, textura e cor); valor nutricional (perda de vitaminas, carotenóides, proteínas e ácidos graxos essenciais); depreciação do produto e toxicidade (grande formação de radicais livres). Para ocorrência deste processo é necessário tempo de armazenamento elevado, presença de ar (oxigênio), luz, umidade e calor (o tratamento térmico aumenta a velocidade de oxidação). O oxigênio livre atacará às duplas ligações do lipídeo, havendo ruptura da cadeia carbônica do ácido graxo. Assim, haverá formação de produtos potencialmente tóxicos como aldeídos, cetonas, álcoois, hidrocarbonetos, etc. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 33 - Mecanismo de ação da rancidezoxidativa Haverá liberação de substâncias de odor desagradável, sendo esse cheiro comumente denominado de “cheiro de ranço”, bem como redução da palatabilidade. O valor nutricional será reduzido devido à perda de moléculas de ácidos graxos. Deverá ser dada maior atenção às rações com alto conteúdo de extrato etéreo, bem como rações que sejam armazenadas por períodos próximos há três meses. Esse armazenamento deverá ocorrer em local apropriado, pois as altas temperaturas favorecem a reação. O ambiente para armazenamento deve ser fresco e ventilado. Vitaminas lipossolúveis também são sujeitas a rancidez. As pré-misturas vitamínicas devem conter quantidades suficientes de antioxidantes. A tabela 09 apresenta os fatores que afetam positivamente (acelerando) ou negativamente (inibindo) o processo: MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Tabela 09 – Condições que aceleram ou inibem a ocorrência de rancidez oxidativa. Aceleram Inibem Maior proporção de ácidos graxos polinsaturados Maior proporção de ácidos graxos saturados Altas temperaturas Baixas temperaturas Presença de metais Quelatados Presença de água Ausência de água Presença de microorganismos Ausência de microorganismos Ausênsia de oxidantes Presença de Oxidantes Segundo o compendio brasileiro de alimentação animal (2005), os antioxidantes são substâncias que visam evitar a auto-oxidação dos alimentos conservando suas qualidades. Essas substâncias atuam neutralizando e estabilizando os radicais livres do oxigênio. São divididos em naturais (encontrados principalmente no reino vegetal) e sintéticos. Os antioxidantes naturais mais utilizados são a vitamina E, vitamina C e beta caroteno, porem seu uso é limitado devido ao alto custo. São exemplos de antioxidantes sintéticos utilizados no mercado o BHA (Butil-hidroxi-anisol), BHT (Butil-hidróxi- tolueno), Etoxiquim, dentre outros. A adição deverá ser indicada pelo fornecedor, sendo muito comum a inclusão de 100 g/ton. Poderão ser utilizadas também misturas de antioxidantes. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1- Porque o armazenamento de rações é um item de extrema importância numa fábrica de rações? 2- As micotoxicoses podem resultar da ingestão de toxinas produzida por 3 tipos de fungos, quais são eles? 3- Cite as micotoxinas mais comuns e explique a mais importante? 4- Para a prevenção do aparecimento de micotoxinas, quais os cuidados devem ser tomados? Caso queira realizar o tratamento de materiais contaminados por micotoxinas, o que deverá ser utilizado cite? 5- Faça um pequeno texto sobre Rancidez oxidativa. 6- Cite os tipos de antioxidantes? Por que utilizamos? MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Capítulo 13 – Gestão da qualidade Quando se fala em qualidade se deve ter idéia do que se espera de tal objeto. A qualidade pode variar e está relacionada com a expectativa dos clientes. Sua garantia deve ser alcançada através de programas de gestão da qualidade. Os programas de gestão da qualidade são recentes, foram desenvolvidos nas últimas décadas e são fruto do elevado grau de exigência imposto pela sociedade atual. Hoje as indústrias são pressionadas a oferecer produtos de qualidade assegurada. As fábricas de ração devem implantar, no mínimo, o sistema de boas práticas de fabricação (BPF), exigido pelo Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA), a fim de assegurar a qualidade da ração a ser fornecida aos animais. Um dos principais motivos que levaram a essa situação foram às notícias negativas do setor agrícola, tais como a contaminação dos animais através de substâncias como micotoxinas, dioxina, contaminação por salmonela ou como em casos recentes, contaminação de animais pela BSG (vaca louca ou, Encefalopatia Espongiforme Bovina). Assim, o setor de alimentação animal foi culpado e pressionado para que a qualidade dos produtos destinados aos animais fosse assegurada, garantindo que os alimentos não causem danos ao consumidor, quando preparados e ou consumidos de acordo com o uso a que se destinam. Como grande parte das fábricas de ração desconhecia esses sistemas, produzir com qualidade a preços competitivos tornou-se um grande desafio. Grande parte das fábricas teve a necessidade de se adaptar às exigências de BPF. Outros sistemas para garantia da qualidade podem ser utilizados, tais como 5S, série ISO 9000:2000, HACCP (Análise de Perigo e Pontos Críticos de Controle), dentre outros. Nesta apostila, daremos mais ênfase ao sistema de BPF, que será discutido no capítulo 14. A partir do momento que a empresa atende a uma serie de normas proposta por um sistema de qualidade, poderá haver uma certificação. Essa certificação formalizará a existência de um sistema em utilização. Uma empresa certificadora poderá emitir um certificado a favor da empresa auditada. Algumas normas possuem um selo de certificação, como a série ISO e HACCP, e que poderá ser utilizado pela empresa a fim MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR se inspirar confiança em seus clientes. Para o marketing da empresa, os programas de qualidade são essenciais. 13.1) Sistemas de Garantia da Qualidade Conforme citado, existem vários sistemas que verificam a qualidade das fábricas de ração. Antes a citação de algumas técnicas e sistema, faremos algumas considerações sobre itens essenciais em sistemas de garantia da qualidade. A identificação é um item primordial. Todos os itens de produção devem ser identificados, não devendo haver material sem identificação em qualquer fase do processo. A motivação e o bem estar do pessoal são também itens importantes. Cabe aos gestores enfatizarem a importância que cada colaborador tem para que o processo tenha êxito. Os gestores também devem proporcionar medidas que visem a garantia da saúde dos funcionários, através de exames periódicos, planos de saúde, etc. O treinamento tem também papel destacado num sistema de qualidade. Todos os colaboradores devem ser constantemente treinados para execução das funções. Para isso, podem ser utilizadas reuniões, palestras, cursos, etc. Os instrutores podem ser os gestores, outros colaboradores bem como profissionais contratados pela fábrica. É importante que tudo seja registrado. Por ser obrigatório e de extrema importância, o sistema de BPF será discutido em capítulo à parte. Os outros conceitos/técnicas/sistemas serão sucintamente apresentados a seguir: Rastreabilidade - É um conceito de extrema importância para qualquer sistema de garantia da qualidade, apresentando relação direta com a segurança alimentar. Consiste basicamente em se saber de onde vieram os insumos e para onde vai o produto final acabado, possibilitando a criação de um histórico. Os ingredientes utilizados devem ser conhecidos, bem como as fábricas fornecedoras, e controlados. Deve haver registros referentes à recepção dos materiais. Todos os clientes deveram ser cadastrados e esse cadastro é mantido a fim de se identificar o transito do material pós-fábrica, pois o destino dessa mercadoria deve ser identificável. Através da rastreabilidade, uma não conformidade e sua origem podem ser facilmente identificadas. Técnica 5s - Esta técnica auxilia no processo de garantia da qualidade. Nasceu no Japão na década de 1960 e sua denominação foi proposta a partir de cinco palavrasjaponesas MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR iniciadas com a letra S: Seiri (Utilização), Seiton (Arrumação), Seiso (Limpeza), Seiketsu (Saúde) e Shitsuke (Autodisciplina), que são conhecidas como os 5 sensos. A palavra senso significa faculdade de apreciar, de julgar, entendimento. Espera-se a aplicação dos cinco sensos no local físico de trabalho, tornando-o ordenado, limpo e, mais importante, gerando reflexos positivos nos hábitos de asseio, saúde, segurança e disciplina dos funcionários, para manter padrões mais elevados de qualidade. No quadro, estão apresentadas, de forma resumida, as características dos 5 S. Tabela 10 – Quadro Resumo dos cinco sensos que compõem a técnica 5s. S Sensos Prática 1° Senso de utilização Separar coisas úteis das coisas inúteis. Ver o que pode ser reciclado ou negociado. 2° Senso de ordenação Arrumar, identificar, padronizar. Todos devem saber localizar os itens de estoque ou de uso cotidiano. 3° Senso de limpeza Local limpo, roupa limpa, corpo limpo. O objetivo de é proporcionar um ambiente ideal de trabalho. 4° Senso de saúde Física e mental: alimentação adequada, eliminar fontes de acidentes, poluição. Praticar esportes. Cuidar do bom relacionamento. 5° Senso de autodisciplina Ser responsável. Seguir os procedimentos da empresa, princípios éticos e morais. Buscar o auto-desenvolvimento. Note que essa técnica, assim como outros sistemas dão grande ênfase ao bem estar e conscientização dos funcionários, que devem estar satisfeitos e conscientes de seus atos para que toda empresa tenha êxito. Série ISO 9000: A ISO (International Organization for Standardization) é uma organização internacional de normalização fundada em 1946 e sediada em Genebra, na Suíça. Seu propósito é desenvolver e promover normas que possam ser utilizadas por todos os países do mundo. Atualmente são bastante utilizadas as normas da ISO 9000:2000, que são aplicáveis a qualquer instituição pública ou privada. É uma série de normas para que a qualidade da empresa seja assegurada, detalhando o modo de como estas empresas podem estabelecer um sistema de qualidade eficiente. Constituem também base para a obtenção de um certificado do sistema de qualidade emitido por um organismo independente aprovado (organismo certificador). Esse certificado poderá ser utilizado pela empresa para inspiração de confiança em seus clientes. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Uma empresa certificadora, credenciada, realiza auditoria para se verificar a conformidade do processamento, competência dos executores, controle de registros, etc. A empresa poderá simular o processo de auditoria, através de seus colaboradores. Assim como em todos os sistemas para garantia da qualidade, é fundamental que toda a equipe de colaboradores da fábrica esteja motivada e empenhada para que todo o processo ocorra em conformidade, conforme previsto no manual da qualidade a ser elaborado pela empresa. HACCP – O sistema HACCP (Hazard Analysis and CriticalControl Points) ou APPCC é a sigla para análise de perigos e pontos críticos de controle e foi uma ferramenta desenvolvida originalmente pelo setor privado para garantir a segurança do produto. É um sistema preventivo de controle da segurança alimentar, identificando os perigos específicos e as medidas preventivas em todas as etapas de produção. Baseia-se numa abordagem sistemática, documentada e verificável onde cada risco deverá ser identificado, sendo causa potencial de comprometimento da qualidade. Para que a fábrica de ração implante este sistema, uma empresa deve desenhar o sistema e a outra empresa deve certificar. Existem empresas especializadas nesse ramo de atividade. Deve ser atribuído um valor para cada risco, sendo esse determinado a partir da severidade e probabilidade de ocorrência. Esse valor irá variar de 1 a 4, sendo o primeiro valor atribuído a riscos de severidade pequena e de ocorrência pouco provável e o mais alto valor para alta severidade e de grande probabilidade de ocorrência (tabela 11). A partir da determinação do grau de risco, medidas de controle deverão ser tomadas. Os riscos de número 4 são considerados pontos críticos de controle (PCC) e irão demandar uma medida específica de controle. Os riscos de valor 3 são chamados de ponto de atenção, havendo também necessidade de medida preventiva. Um exemplo prático de um PCC é a contaminação por micotoxinas. Como atividades de controle, poderão ser realizadas medidas como controle sensorial na recepção dos ingredientes, além de análises de micotoxinas dos lotes recebidos. Como medidas de controle para esse caso específico, deverão ser bem definidas as responsabilidades contratuais junto ao fornecedor, valores mínimos de qualidade, além de estabelecer corretamente as condições de armazenamento. As tabelas a seguir podem auxiliar no processo de implantação do HACCP. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Tabela 11. Classes de risco para um perigo ou fator de risco Severidade Probabilidade de ocorrência do perigo na matéria prima, ingrediente ou ração Grande 3 4 4 Médio 2 3 4 Pequeno 1 2 3 - Pequeno Médio Grande Tabela 12 - Classes de risco e medidas de controle adotadas no sistema HACCP Classes de risco Medidas de controle 1 Não é necessária nenhuma medida de controle 2 São necessárias medidas periódicas para cobrir as atividades de uma só vez 3 São necessárias medidas de controle geral, tais como: higiene das instalações, higiene pessoal, desinfecção, controle de parasitas, manutenção e calibração, especificação de compra de ingredientes, procedimentos de devolução (recall), etc. Esses controles são em geral chamados de Pontos de Atenção (PA). 4 Uma medida específica de controle deve ser desenvolvida e usada para controle de risco. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Exercícios propostos 1) O que são sistemas para garantia da qualidade? Explique. 2) Hoje a pressão da sociedade para que as fábricas de alimentos produzam alimentos seguros é muito grande. Quais foram os principais acontecimentos que evidenciaram a grande necessidade das fábricas de ração adotarem métodos de garantia da qualidade? 3) Como são determinados os graus de risco dentro do sistema de HACCP? Explique. 4) A partir da identificação dos riscos, quais medidas poderão ser tomadas dentro do sistema HACCP? MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 14. As boas práticas na produção de rações As normas das Boas Práticas na Produção de rações são comumente denominadas de “BPF” e foram descritas a partir da publicação da Instrução Normativa 04/2007 do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Este documento foi publicado e as normas estabelecidas para que a legislação brasileira estivesse compatível com os padrões exigidos internacionalmente. Grande parte das informações utilizadas para elaboração foram obtidas a partir de normas internacionais. Como o documento foi publicado em 01/03/2007, e apresentou prazo de 545 dias para adequação, ao final de 2008, todas as fábricas de ração já deveriam estar adequadas a essa nova legislação. O mercado atual é extremamente exigente. Sabemos que algumas substâncias fornecidas aos animais, viaalimentação, podem estar presentes nos alimentos para humanos. Vários foram os acontecimentos que pressionaram a indústria de alimentação animal para que oferecesse produtos com qualidade assegurada, conforme discutido no capítulo 13. Assim, todas as fábricas de ração que comercializam sua produção devem se adequar às normas propostas pela normativa. Todos os estabelecimentos estarão sujeitos à inspeção pelo fiscal agropecuário do MAPA. A adequação da fábrica a essas normas possibilitará o atendimento à legislação pertinente e às inspeções dos órgãos federais ligados ao setor. Nessa apostila, serão descritos alguns itens importantes para o BPF. Para maiores informações os anexos da normativa 04 deverão ser consultados, sendo o anexo I referente ao regulamento técnico relacionado ao BPF e o anexo II relacionado ao MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR roteiro de inspeção utilizado pelo MAPA no ato da fiscalização. Os principais pontos da normativa serão sumariamente descritos a seguir. Manual da qualidade - Todas as fábricas deverão apresentar um documento identificado como manual da qualidade. Este documento será feito a partir de normas, definição do estabelecimento, ingredientes e produtos, definição dos processos, procedimentos operacionais, etc. Poderá ser encadernado ou na forma de pasta. Matérias primas - São consideradas matérias primas (MP) os ingredientes legalmente utilizados na formulação das rações, tais como milho, farelo de soja, farelo de trigo, uréia (ruminantes), etc. As MP não devem vir de área de risco de contaminação assim como a água utilizada no processo. Todas as MP devem constar em uma lista com informações sobre cada uma. Os métodos de colheita das MP, produção e rotina de trabalho devem ser higiênicos a fim de não proporcionar contaminação. Os equipamentos e recipientes não devem oferecer riscos. Deve-se utilizar somente MP permitidas na legislação e a formulação deve ser documentada e mantida. As MP devem ser armazenadas em condições que garantam a proteção contra a contaminação e reduzam ao mínimo as perdas da qualidade nutricional ou deteriorações. O transporte deve ser feito em veículos registrados, apropriados, limpos e livres de contaminação. No ato do recebimento, devem ser registradas as condições de limpeza, origem do produto, peso, data e horário da entrega. Os registros das operações de carregamento e descarregamento devem estar disponíveis com todas as informações que forem julgadas como importantes. Os parâmetros analíticos com especificações das MP e suas tolerâncias, planos de amostragem e controle de qualidade, registros de amostras, laudos, registros de análises e gráficos de controle, cadastro de fornecedores e seu acompanhamento e auditorias nas instalações dos fornecedores, são documentos que devem fazer parte do sistema de gestão da qualidade e segurança dos produtos para alimentação animal da empresa e devem ser criticamente analisados. Os resultados analíticos obtidos a partir da recepção das matérias primas devem estar em local de fácil acesso. Edificações e instalações - Esses quesitos devem estar de acordo com as diversas normas apresentadas no manual. Muitas empresas que projetam as instalações para fábricas de ração já atendem bem a esse requisito. Muitas fábricas tiveram que modificar parte de sua estrutura para atendimento aos requisitos propostos, o que gerou grande quantidade de gastos. Á água de bebida deve ser potável. As instalações devem MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR contemplar um sistema de evacuação de efluentes eficiente. Todos os estabelecimentos devem dispor de vestiários, sanitários e banheiros adequados, devendo haver vestiários separados por sexo. Instalações que proporcionam completa higiene devem ser colocadas e os procedimentos de higiene devem ser adotados. Nos locais de higienização devem haver instruções de fácil visualização. Os ambientes de trabalho da fábrica devem possuir iluminação e ventilação adequadas. As instalações devem conter uma área para armazenamento de produtos a serem devolvidos ou reprocessados. Essa área pode ser delimitada com faixas e identificada. Os projetos, plantas e similares podem ser apresentadas para constatação. Equipamentos e utensílios - Os utensílios utilizados no processo não devem ser tóxicos, absorventes, devem ter superfície lisa e material adequado. O aço inoxidável é um material interessante para utilização em fábricas de ração. Os equipamentos de mistura devem ser verificados periodicamente. A freqüência de verificação deverá estar descrita nos procedimentos operacionais, devendo-se após, realizar o registro em formulário próprio. Um plano de manutenção preventiva e corretiva deve ser implementado. Manuais de operação, do fabricante e da empresa, instruções de trabalho, rotinas de manutenção, procedimentos, planos e registros de validação, programas de calibração periódicos e identificação visível dos equipamentos são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos exigidos. Esses documentos devem estar arquivados em local de fácil acesso. Higiene das instalações - Os ambientes devem ser mantidos em condições de conservação e funcionamento. A limpeza é essencial para bem estar da equipe de trabalho. Deverá haver um programa de limpeza elaborado e documentado, devendo haver limpeza em freqüência e seqüência definidas, podendo haver registros. É importante que imediatamente após o término da jornada de trabalho, ou quantas vezes seja necessário, o chão, as estruturas de apoio e as paredes das áreas de manipulação de produtos deverão ser rigorosamente limpos. É proibida a presença de animais em qualquer parte do estabelecimento. Animais como pombos, ratos, gatos, etc, são muito comuns em fábricas de ração, sendo muitas vezes de difícil controle. Um procedimento para controle desses animais deve ser elaborado. Os manuais de limpeza e conservação, instruções e rotinas de verificação, análise de pontos críticos, resultados de análises de campanhas periódicas, contratos com empresas especializadas, instruções de fabricantes são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos.. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Higiene pessoal - A empresa deverá verificar a saúde do empregado na contratação. Poderão ser necessários exames médicos e fonoaudiológicos, sendo a empresa responsável pela contratação desses exames. Pessoas doentes ou feridas não poderão trabalhar na elaboração dos produtos. Um funcionário gripado, por exemplo, não poderá trabalhar no dia, devendo ser afastado. O colaborador deve lavar as mãos sempre que necessário. Hábitos vulgares (não sanitários) não devem ser permitidos na fábrica. Na área de manipulação de produtos as pessoas devem se manter sempre uniformizados, protegidos, calçados adequadamente e com os cabelos cobertos (bonés ou toucas). O uniforme deve estar limpo. No interior da fábrica é proibido comer ou fumar. O uso do EPI (equipamento de proteção individual) é obrigatório. Organogramas funcionais, descrições de cargos e funções, registros de treinamentos realizados, planos de treinamento, programas de motivação, são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos. Processo de fabricação - O estabelecimento só deverá receber matérias primas em conformidade de fornecedores cadastrados. O sistema “Primeiro que entra é o primeiro que sai” deve ser adotado, o que contribuirá para redução do tempo de estocagem das matérias primas, facilitando a logística da fábrica. Os fluxogramasdo processo devem ser definidos, documentados e estarem disponíveis. Manuais operacionais devem ser preparados e estarem em locais de fácil acesso aos operadores. Os equipamentos e instrumentos devem estar em boas condições e calibrados. A calibragem dos equipamentos deve ser um procedimento periódico. A contaminação cruzada deve ser prevenida, sendo a mesma definida como uma contaminação causada pelo resíduo deixado por outra batida, acontecendo principalmente no misturador. O estabelecimento deverá disponibilizar um programa de avaliação de risco bem como aplicar medidas preventivas. Quanto a água, há maior rigor na água adicionada às rações, devendo essa ser potável, ausente de patógenos ou contaminantes. A fabricação/elaboração deverá ser realizada por equipes capacitadas e supervisionada por pessoal tecnicamente competente. A fábrica deve dispor de documentos que comprovem a capacidade técnica de seus colaboradores. Deve-se evitar a contaminação e deteriorização no interior da fábrica devendo os colaboradores zelar principalmente pelo seu local de trabalho. O material de embalagem deve ser adequado ao produto não oferecendo perigo de contaminação, sendo proibida a reutilização de embalagens. O responsável técnico da qualidade deverá garantir a implementação e controle de todas as medidas sendo ele MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR fundamental para estímulo e condução dos colaboradores e do processo. Em função do risco inerente ao produto destinado à alimentação animal, deverão ser mantidos registros apropriados da elaboração, produção e distribuição, conservando-os por um período não inferior ao da validade do produto. Esses registros devem ser escritos de forma legível e organizada e estarem disponíveis em local de fácil acesso. Manuais de operação, instruções de trabalho, registros de operação, seqüências de operação, rotinas de limpeza, especificação técnica dos produtos, resultado de análises, registros de entrada e saída de material, registros de peso, inventários, manuais de rastreabilidade, registro de treinamentos são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos. Identificação, armazenamento e transporte de matérias-primas e produtos acabados - A qualidade do ingrediente deve ser mantida desde o momento de fabricação até a chegada aos revendedores. Todo o material deve ser identificado sendo a identificação um quesito fundamental para todo o processo de garantia da qualidade. O prazo de validade deve ser indicado na menor unidade de venda do produto. A maior parte das rações têm um prazo de validade de três meses. A carga e descarga dos materiais deve ser realizada em local separado das áreas de elaboração dos produtos. Essa área deve ser obrigatoriamente coberta. Os veículos transportadores devem estar em boas condições não devendo haver perigo de contaminação. A ordem “primeiro que entra, primeiro que sai” deve ser respeitada. O piso bem como o local de expedição deve ser demarcado. Plantas e disposição dos produtos nos armazéns, identificação dos locais de armazenamento, manuais de limpeza e conservação, instruções de trabalho, registros de treinamentos, registro das operações de limpeza, identificação dos locais de quarentena e de locais para produtos interditados, são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos. Controle e combate às pragas - Todas as fábricas de ração deverão dispor de um programa de controle e combate às pragas. Este programa, poderá ser planejado e realizado por empresa terceirizada. Deverá ser aplicado um programa eficaz, contínuo e documentado. Pássaros e roedores devem ser controlados, bem como insetos. Aplicar medidas de controle e em último caso praguicidas. Contrato com empresas especializadas, identificação dos locais para armazenamento, instruções de trabalho, instruções de operação e de segurança, registro de intervenções efetuadas são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Gestão da qualidade e segurança dos alimentos - O estabelecimento deve estruturar, documentar e manter um sistema de gestão específico para sua organização, incluindo as políticas, requisitos e processos que reflitam seu comprometimento com a qualidade e segurança do alimento. Deve haver uma equipe própria da qualidade, composta pelo responsável direto e auxiliares, embora todos os colaboradores da fábrica devem estar conscientizados da sua importância. Deve haver uma política da qualidade, que inspire confiança, bem como um manual da qualidade, sendo que estes e outros documentos devem estar disponíveis aos colaboradores da fábrica. Treinamento é um quesito fundamental para todo sistema de qualidade. O pessoal deve ser treinado regularmente e registrado. A equipe de qualidade poderá dar treinamento, bem como os encarregados. Pessoas externas poderão ser convidadas a dar treinamento. Análise de pontos críticos, registros de acompanhamento e controle dos pontos críticos, sistema de documentação e atualização, planos de controle de qualidade, gráficos de controle, controle de matérias- primas e produtos por lote, rastreabilidade por lotes, cadastro de fornecedores, registros de produção, guias de remessas, planos de auditorias, registros de auditorias internas, registros de reclamações e de não conformidade e de ações corretivas, são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos. Rastreabilidade - A rastreabilidade é identificação do trâmite dos produtos ou matérias primas ou seja, de onde vieram? para onde foram? como foram? Etc. Deve haver documentos e registros que possibilitem a identificação da destinação dos produtos. Registro de acompanhamento e controle de lotes de produção, identificação do número do lote nas embalagens de produto acabado, registro do número de lote em todos os materiais e matérias-primas armazenados, registro dos números de lote nas notas fiscais de compra e de venda, cadastro de fornecedores, cadastro de clientes são alguns dos documentos utilizados para comprovação de atendimento aos requisitos. Procedimentos Operacionais Padrões (POPs) Segundo a normativa 04/2007, o POP é a descrição pormenorizada e objetiva de instruções, técnicas e operações rotineiras a serem utilizadas pelos fabricantes de produtos destinados a alimentação animal, visando a proteção, a garantia de preservação da qualidade e da inocuidade das matérias primas e produto final e a segurança dos manipuladores. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR O manual de BPF de uma fábrica de ração deverá conter no mínimo os seguintes POPs: - Qualificação de fornecedores e controle de matérias primas e embalagens - Limpeza/higienização das instalações, equipamentos e utensílios - Higiene e saúde do pessoal - Potabilidade da água e higienização do reservatório - Prevenção de contaminação cruzada - Manutenção e calibração de equipamentos e instrumentos - Controle integrado de pragas - Controle de resíduos e efluentes - Programa de rastreabilidade e recolhimento de produtos (Reccall). Os POPs devem descrever de maneira clara e objetiva, os materiais e equipamentos necessários para a realização das operações, descrevendo tambéma metodologia, freqüência, monitoramento, verificação, ações corretivas e registros, além dos responsáveis pela execução. Todos os POPs devem ser aprovados, datados e assinados pela direção da empresa e pelo responsável pelo controle de qualidade. Devem ser revisados pelo menos uma vez por ano.Esses procedimentos devem ser apresentados como anexos ao manual de procedimentos de boas práticas de fabricação da fábrica. Todos os procedimentos devem estar em local acessível aos responsáveis pela execução bem como às autoridades competentes. É importante também que todos os registros de produção estejam em local acessível. A normativa 4/2007 apresenta também descrição sucinta de cada POP, devendo ser consultada quando necessário. Um exemplo de POP é apresentado na fifura abaixo. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Figura 34 – Modelo de um procedimento operacional padrão (POP) MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Sugestão de Trabalho de BPF Para este trabalho, os estudantes deverão preencher o roteiro de inspeção (anexo II da normativa 4/2007), devendo ser preenchidos o cabeçalho e itens solicitados, verificando a sugestão para divisão dos grupos. Este roteiro deverá ser entregue preenchido a lápis ou caneta. Cada grupo, de 2 a 4 alunos, deverá elaborar um POP (procedimento operacional) conforme o item indicado. Para cada não conformidade observada no momento da inspeção, deverá ser proposta uma ação corretiva em tabela separada, conforme a sugestão abaixo. Não Conformidade Medida Corretiva Conforme o tema, os alunos poderão entregar fluxograma, cartazes, esquemas, etc. Todos os grupos deverão elaborar uma tabela de registros referente ao POP criado pelo grupo. Para fazer o POP, os estudantes deverão consultar a normativa 04/2007, verificando os itens necessários para cada POP. Poderá ser usado também, o modelo do POP. Assim, deverão ser entregues quatro itens sendo roteiro de inspeção, procedimento operacional (POP), ações corretivas e tabela de registros. Alguns grupos, poderão entregar um quinto item, adicionando um fluxograma, cartazes, etc. Perceba que são dois os itens avaliados no roteiro de inspeção, sendo um relativo ao POP e outro aleatório. Sugestões de temas para os grupos Grupo N° pessoas Nome do POP Itens no Roteiro de inspeção Documentos extras a entregar 1 2 a 4 Qualificação de fornecedores e controle de matérias primas e de embalagens - Item 1: 1.1 Área externa - C (Avaliação de POP): 1 Qualificação de fornecedores e controle de matérias primas, ingredientes e embalagens Parâmetros de qualidade das principais matérias primas 2 2 a 4 Limpeza/Higienização de instalações, equipamentos e utensílios - Item 1: 1.2 Área interna (piso, tetos paredes e portas) - C (Avaliação de POP): 2 Limpeza/Higienização de instalações, equipamentos e utensílios Programa periódico de limpeza dos itens da fábrica 3 2 a 4 Higiene e saúde do pessoal - Item 1: 1.2 Área interna (iluminação, janelas, ventilação) Cartazes ensinando como lavar as mãos MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR - C (Avaliação de POP): 3 Higiene e saúde do pessoal corretamente 4 2 a 3 Potabilidade da água e higienização do reservatório - Item 1: 1.3 Instalações sanitárias e vestiários para os funcionários - C (Avaliação de POP): 4 Potabilidade da água e higienização do reservatório Padrão de potabilidade da água 5 2 a 4 Prevenção da contaminação cruzada - Item 1: 1.4 Lavatórios para a área de produção - C (Avaliação de POP): 5 Prevenção da contaminação cruzada Fluxograma de preparo das rações 6 2 a 4 Manutenção e calibração de equipamentos e instrumentos - Item 1: 1.5 Instalações - C (Avaliação de POP): 6 Manutenção e calibração de equipamentos e instrumentos Certificado de calibração de um equipamento 7 2 a 4 Controle integrado de pragas - Item 1: 1.6 Equipamentos e utensílios - C (Avaliação de POP): 7 Controle integrado de pragas Mapa da fábrica com a localização das iscas. 8 2 a 3 Controle de resíduos e efluentes - Item 2: Programa de treinamento de funcionários - C (Avaliação de POP): 8 Controle de resíduos e efluentes Programa de treinamento para os funcionários 9 2 a 4 Programa de rastreabilidade e recolhimento de produtos (Recall). - Item 3: Controle do processo de produção, armazenamento e expedição. - C (Avaliação de POP): 9 Programa de rastreabilidade e recolhimento de produtos (Recall). Fluxograma de rastreabilidade dos produtos da fábrica. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 15. Legislação na produção de rações 15.1 - Introdução O setor de alimentação animal é extremamente dinâmico e sua legislação aplicada está em constante aprimoramento. A legislação foi elaborada principalmente para proporcionar garantia da segurança alimentar da população. A seguir são descritas, de forma simplificada algumas leis e decretos importantes relacionados à alimentação animal. Chamamos atenção ao fato de que as leis que são válidas na atualizada podem ser modificadas. Para maior detalhamento e atualização, as leis originais deverão ser consultadas. Destacamos que na atualidade, o principal documento para as fábricas de ração é a normativa 04/2007, que será tratada a parte no capítulo 14. A seguir serão sumariamente discutidas alguns pontos principais das principais leis de importância para o setor. A lei 6198/74 dispõe sobre a inspeção e fiscalização obrigatórias dos produtos destinados a alimentação animal. O artigo 2 dessa lei cita que a inspeção e fiscalização terá em vista os aspectos industriais, bromatológicos e sanitários e acontecerá nos seguintes locais:  Estabelecimentos que fornecem matérias primas  Estabelecimentos industriais  Armazéns, cooperativas, atacadistas e varejistas  Portos e postos de fronteira quando importação ou exportação O decreto 76.986 de 06/01 de 1976, regulamenta a lei 6.198/74. Os capítulos e artigos mais importantes são descritos posteriormente. 15.2 - Principais pontos da lei 6198/74 Capítulo I - órgãos de fiscalização A fiscalização será realizada pelo Ministério da Agricultura, através da DNAGRO (Divisão de Nutrição Animal e Agrostologia) do DNPA (Departamento MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Nacional de Produção Animal). Poderá celebrar convênios com as unidades da federação. Capítulo II - dos produtos e estabelecimentos Artigo 04 - Define alimento, ingrediente, ração animal, concentrado, suplemento, sal mineralizado, aditivo, aditivo incidental, ração medicamentosa e componente grosseiro. Artigo 05 - Qualquer alimento que contenha antibióticos só será registrado se estes estiverem registrados na DDSA (Divisão de Saúde Animal). Artigo 06 - É proibida a adição de hormônios nas rações animais. Artigo 08 - Os estabelecimentos que estarão sujeitos a registro no DNAGRO são os seguintes: Fábrica de ingredientes; Fábrica de rações, concentrados, suplemento e sal mineralizado; Remisturador; Remanipulador; Importador: (vitaminas, aminoácidos, etc) e Distribuidor, atacadista ou varejista Capítulo III - do registro dos estabelecimentos Artigo 09 - O pedido deverá ser feito ao DNAGRO com os seguintes documentos:  Ata do contrato social da firma, registrada em junta comercial  Três vias da planta baixa das instalações  Três vias da planta do terreno  Memorial descritivo dos futuros produtos (exceto remisturador)  Memorial descritivo dos estabelecimentos  Declaração do responsável técnico (Zootecnista,Medico Veterinário ou Engenheiro Agrônomo devidamente registrados no conselho de classe). Obs: Para importadores, é necessário somente o primeiro ítem. Artigo 10 - Discorre sobre as condições físicas dos locais em que se instalem as fábricas de alimento. Artigo 11 - Discorre sobre a compra ou arrendamento do estabelecimento. Capítulo IV - Do registro dos rótulos ou etiquetas Artigo 12 – Todos os produtos deverão estar com rótulos ou etiquetas aprovados pelo ministério. (Atualmente essa exigência não é mais feita). Não é preciso registrar os produtos. Artigo 13 – Rótulos ou etiquetas deverão indicar:  Marca comercial  Nome da firma responsável MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR  Carimbo oficial da inspeção  Data da fabricação  Finalidade e espécie a que se destina (exceto ingredientes)  Peso líquido em kg  A frase “rótulo registrado no DNAGRO son n°..”  Localização do fabricante  Nome dos ingredientes e substitutos. Aquele ingrediente que tiver a inclusão de mais de 50%, deve vir o nível (menos ingredientes)  Níveis de garantia por kg do produto  Condições de conservação  Número do CNPJ e inscrições fiscais Obs: Existe um padrão para o carimbo o qual é apresentado abaixo: Figura 35 – Carimbo oficial da inspeção Capítulo V - Das garantias dos produtos Artigo 20 - Os níveis de garantia por kg do produto devem ser especificados:  Rações e concentrados: Umidade................... máximo Proteína bruta .......... mínimo Extrato etéreo .......... mínimo Matéria fibrosa ......... máximo Matéria mineral ........ máximo Cálcio ........................mínimo e máximo Fósforo ......................mínimo Microminerais, vitaminas e aminoácidos ……valores mínimos MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR  Rações e concentrados para equinos, coelhos e ruminantes Alem das informações necessárias para rações e concentrados, deverá apresentar também o nível máximo de FDA Observações Rações e concentrados para suínos, aves e eqüinos devem conter também os teores mínimos de metionina e lisina. Suplementos devem indicar a quantidade mínima de sua composição por kg do produto. Suplementos minerais devem indicar também a quantidade máxima de flúor. O farelo de soja deve indicar se provem de soja tostada ou não, bem como o valor de atividade ureática. Capitulo VI - Das embalagens Artigo 32 - Embalagens devem ser aprovadas previamente pelo DNAGRO. Atualmente, essa exigência não é mais feita. Artigo 35 - Em produtos a granel, deve-se colocar a etiqueta junto à nota fiscal. Capítulo VII - Da inspeção e fiscalização Artigo 36 - A inspeção e fiscalização será feita em todos os locais já descritos anteriormente que trabalham com rações. Artigo 37 - A inspeção industrial, bromatológica e higiênico sanitária nas fábricas, remisturador e remanipulador será realizada abrangendo a higiene geral, exame do produto acabado, exames dos demais ingredientes, verificação das fases de recebimento, conservação, manipulação e preparação, embalagem e rotulagem e classificação do produto segundo espécie e finalidade. É necessário enfatizar que a normativa 04/2007 aborda vários desses fatores sendo mais abrangente e rigorosa em vários aspectos. Capítulo VIII - Da análise fiscal e pericial Artigos 39 ao 42 - Citam como deve ser a amostragem e coleta para análise no DNAGRO ou órgãos credenciados. Obs: A partir da análise realizada pelo ministério, a amostra poderá ser considerada fora do padrão em diferentes graus (10, 15 e 20% de diferença). Frentes às penalidades, o interessado poderá recorrer. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 15.3 - Portarias e instruções normativas e outros documentos vigentes (Em Maio/2011). Quando não citada a fonte, as instruções normativas são provindas do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa 4 (2011) - Altera o inciso I do subitem 3.1 do item 3, do Anexo I da Instrução Normativa nº 65, de 21 de novembro de 2006. Instrução normativa 42 (2010) - Estabelece os critérios e os procedimentos para a fabricação, fracionamento, importação e comercialização dos produtos isentos de registro. Instrução Normativa 29 (2010) – Estabelece os procedimentos para a importação de produtos destinados à alimentação animal e a uso veterinário, visando garantir a segurança e a rastreabilidade na sua comercialização no Brasil. Decreto 7045 (2009) - Altera, acresce e revoga dispositivos do Decreto nº 6.296, de 11 de dezembro de 2007. Instrução Normativa 66 (2009) – Altera algumas informações sobre a embalagem, rotulagem e propaganda de produtos destinados à alimentação animal, dentre outros, alterando os arts. 4 e 31 da IN 22 de 2009. Instrução Normativa 30 (2009) – Propõe critérios e procedimentos para o registro de produtos, para a rotulagem e a propaganda e para a isenção de registro de produtos destinados à alimentação de animais de companhia. Instrução Normativa 26 (2009) - Aprovar o regulamento técnico para a fabricação, o controle de qualidade, a comercialização e o emprego de produtos antimicronianos de uso veterinário, na forma dos Anexos a presente Instrução Normativa. Instrução Normativa 22 (2009) - Regulamento técnico acerca da embalagem, rotulagem e propaganda de produtos destinados à alimentação animal. Instrução Normativa 15 (2009) - Regulamento técnico que dispõe acerca dos procedimentos para registro de estabelecimentos e dos produtos destinados à alimentação animal. Decreto 6296 (2007) - Aprova o Regulamento da Lei nº 6.198, de 26 de dezembro de 1974, que dispõe sobre a inspeção e a fiscalização obrigatórias dos MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR produtos destinados à alimentação animal, dá nova redação aos arts. 25 e 56 do Anexo ao Decreto nº 5.053, de 22 de abril de 2004, e dá outras providências. Instrução Normativa 4 (2007) - Aprova o Regulamento Técnico sobre as Condições Higiênico-Sanitárias e de boas práticas de fabricação para estabelecimentos fabricantes de produtos destinados à Alimentação Animal e o Roteiro de Inspeções. Por ser de extrema importância, o capítulo 14 deste livro trata apenas desta normativa. Instrução Normativa 65 (2006) - Aprova o Regulamento Técnico sobre os Procedimentos para a Fabricação e o Emprego de Rações, Suplementos, Premixes, Núcleos ou Concentrados com Medicamento para os Animais de Produção. Instrução Normativa 12 (2004) - Regulamento Técnico sobre fixação de parâmetros e das características mínimas dos suplementos destinados a bovinos. Instrução normativa 08 (2004) - Proíbe a comercialização e utilização de produtos destinados a ruminantes que contenham proteína e gordura animal, de qualquer origem. Instrução Normativa 13 (2004) - Aprova o Regulamento Técnico sobre Aditivos para Produtos Destinados à Alimentação Animal, segundo as boas práticas de fabricação, contendo os procedimentos sobre avaliação da segurança de uso, registro e comercialização, constante dos anexos desta instrução normativa. Instrução Normativa 11 (2004) - Proibe a fabricação, a importação, a comercialização e o uso da substância química denominada Olaquindox, como aditivo promotor de crescimento em animais produtores de alimentos. Instrução Normativa 17 (2004) - Proibe a administração, por qualquer meio, na alimentação e produção de aves, de substâncias com efeitos tireostáticos, androgênicos, estrogênicos ou gestagênicos, bem como de substâncias ß- agonistas, coma finalidade de estimular o crescimento e a eficiência alimentar. Instrução Normativa 16 (2004) - Estabelece os procedimentos a serem adotados, até que se concluam os trabalhos de regulamentação da Lei nº 10.831, de 23 de dezembro de 2003, para registro e renovação de registro de matérias- primas e produtos de origem animal e vegetal, orgânicos, junto ao MAPA. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Ofício 9 (2004) - Padroniza os procedimentos de registro de produtos acabados (rações, concentrados e suplementos) contendo aditivos em suas formulações. (MAPA) Ofício 6 (2003) - Padroniza os procedimentos de fiscalização, referentes às substâncias medicamentosas - penicilinas, tetraciclinas, sulfonamidas sistêmicas, arsenicais (ácido 3-nitro e ácido arsanílico) e antimoniais proibidas para uso na alimentação animal como promotores de crescimento. (MAPA) Instrução normativa 69 (2003) - Aprova a metodologia de microscopia na detecção de subprodutos de origem animal para ruminantes Instrução Normativa 9 (2003) - Proibe a fabricação, a manipulação, o fracionamento, a comercialização, a importação e o uso dos princípios ativos cloranfenicol e nitrofuranos e os produtos que contenham estes princípios ativos. Decreto 4680 (2003) - Regulamenta o direito à informação, assegurado pela Lei n o 8.078, de 11 de setembro de 1990, quanto aos alimentos e ingredientes alimentares destinados ao consumo humano ou animal que contenham ou sejam produzidos a partir de organismos geneticamente modificados, sem prejuízo do cumprimento das demais normas aplicáveis. Postaria SARC 31 (2002) - Determina o cancelamento dos registros, na área de alimentos para animais, de todos produtos formulados com princípios ativos à base de arsenicais e antimoniais. Instrução Normativa 09 (2001) - Institui o programa de monitoramento da incidência de dioxinas/furanos no farelo de polpa cítrica de uso na alimentação animal. Instrução Normativa 10 (2001) - Dispõe sobre a proibição de importação, produção, comercialização e uso de substâncias naturais ou artificiais, com atividade anabolizante, ou mesmo outras dotadas dessa atividade, mas desprovidas de caráter hormonal, para fins de crescimento e ganho de peso em bovino de abate e revoga a Portaria nº. 51, de 24 de maio de 1991. Instrução normativa 01 (2000) - Critérios para registro de rótulos ou etiquetas de superfosfato triplo, fosfato de rocha e de produtos formulados com estas matérias-primas para utilização na alimentação animal. Portaria SARC 6 (2000) - Altera o art. 5º da Portaria SDR nº 20, de 06 de janeiro de 1997, que passa a vigorar com a seguinte redação. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Portaria SDR 39 (1999) - Estabelece os critérios necessários para o credenciamento de Instituições Supervisoras para execução da coleta de amostras de farelo de polpa cítrica, cal, rocha calcária e outras matérias primas utilizadas na produção do farelo de polpa cítrica e da cal de uso na alimentação animal. Instrução Normativa SDR 8 (1999) - Determina que todos os estabelecimentos fabricantes de farelo de polpa cítrica destinado à alimentação animal estejam devidamente registrados no MAPA. Portaria 290 (1997) - Proíbe, em todo o Território Nacional, o uso de qualquer fonte de proteína de ruminantes na alimentação de ruminantes. Portaria SDR 20 (1997) - Estabelecer limites mínimos ou máximos de macro e microelementos para formulações de misturas minerais destinadas a aves, suínos e bovinos. Portaria 3 (1996) - Regula o processo administrativo para a habilitação e registro de Entidades Supervisoras que efetuam a classificação de produtos de origem vegetal, seus subprodutos e resíduos de valor econômico, destinados à exportação. Portaria 7 (1993) – Cita que o registro de produtos para alimentação animal poderá ser utilizado pelas filiais das empresas que os elaborem, mediante cadastramento a ser realizado junto à DFA onde será produzido. Instrução Divisão de Fiscalização de Alimentos para Animais (DIFISA) (1990) - Proíbe a utilização de prefixos com sentido de superioridade, tais como: extra, super, hiper etc, na identificação do nome de produtos destinados à Alimentação Animal. Instrução DIFISA 2 (1987) - Regulamentação para distribuidores exclusivos. Portaria 1 (1985) - Estabelece que para novos registros de indústria produtora de farinha de ostras serão exigidos os seguintes equipamentos. 15.4 – Portarias e instruções normativas e outros documentos revogados (Em Maio/2011). Instrução Normativa 29 (2007) - Aprova os Procedimentos para a Importação de Produtos Destinados à Alimentação Animal MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Instrução Normativa 7 (2004) – Proíbe a importação de ruminantes, seus produtos e subprodutos, assim como a importação de produtos e ingredientes de origem animal destinados à alimentação de animais, quando originários ou procedentes de países que registraram casos autóctones de EEB, e de outros países considerados de risco pela Secretaria de Defesa Agropecuária. Instrução Normativa 15 (2003) - Aprova o regulamento técnico sobre as condições higiênico-sanitárias e de boas práticas de fabricação para estabelecimentos que processam resíduos de animais destinados à alimentação animal. Instrução Normativa 5 (2003) - Aprova as diretrizes técnicas para registro de estabelecimentos processadores de cal e de farelo de polpa cítrica destinados à alimentação animal. Instrução Normativa 1 (1998) - Aprova as normas para importação de material destinado à pesquisa científica. Portaria 193 (1998) - Aprova o Regulamento Técnico para o licenciamento e a renovação de licença de antimicrobianos de uso veterinário, anexo, elaborado pela Secretaria de Defesa Agropecuária. Portaria 18 (1996) - Cria a classificação de estabelecimento fracionador que será dividida em duas categorias: Fracionador e Fracionador Limitado. Instrução de serviço 1 (1996) - Define procedimentos relativos a identificação de produtos importados para uso na alimentação animal. Instrução de serviço 2 (1994) - Define procedimentos relativos ao registro de vitaminas A, D e E. Portaria 2 (1994) - Dispõe sobre a prestação de serviços para produção, envasamento e embalagem de produtos destinados à alimentação animal. Instrução de serviço 1 (1991) - Dispõe sobre milho destinado para consumo animal atendido as características da Portaria 07 de 09.11.88, item 27.1. obtido através de moagem do grão. Lei 8.078 (1990) - Dispõe sobre a proteção do consumidor e dá outras providências. Portaria 7 (1988) - Estabelece os padrões mínimos de matéria prima destinada à alimentação animal. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR Instrução DIFISA 1 (1988) – Discorre sobre o registro e renovação de registro de produtos para estabelecimentos “filiais”. Portaria 99 (1988) - Define como suplemento mineral, para efeito do registro de produto junto a Divisão de Fiscalização de Alimentos para Animais - DIFISA, da Secretaria de Fiscalização Agropecuária - SEFIS, como sendo uma mistura mineral destinada à alimentação animal e que contenha em sua formulação até 50% (cinqüenta por cento) de cloreto de sódio. Instrução DIFISA 3 (1987) – Discorre sobre o registro de rótulos e aprovação de produtos para alimentação animal. Instrução DIFISA 1 (1987) – Discorre sobre o registro de estabelecimentos importadores e produtos importados. Portaria 4 (1986) - Determina que o preparo de fórmulas de suplementos vitamínicos e minerais, e sal mineralizado, fabricados sobencomenda, só pode ser realizado por estabelecimentos, devidamente registrados na Divisão de Fiscalização de Alimentos para Animais (DIFISA), que tenha pelo menos 1 (uma) fórmula comercial anteriormente registrada, e quando oriunda de receituário expedido por Engenheiro Agrônomo, Médico Veterinário ou Zootecnista. Instrução DIFISA 1 (1985) - Estabelece teor máximo de areia para farinha de ostras. Instruçao DIFISA 1 (1984) – Estabelece o teor máximo de toxina em farelos susceptíveis ao ataque de microrganismos toxinogênicos. Instrução DNAGRO 3 (1977) - Credenciamento de técnico para assinatura de certificado sanitário-ingrediente de origem vegetal. Instrução DIFISA 1 (1976) - Os moinhos de trigo produtores de farelos utilizados na alimentação animal, ficam dispensados, para efeito de registro na Divisão de Fiscalização de Alimentos para Animais. Lei 6.198 (1974) – Dispõe sobre a inspeção e a fiscalização obrigatórias dos produtos destinados à alimentação animal e dá outras providências. Instrução DNAGRO 3 (1974) - Os certificados sanitários destinados ao trânsito interestadual do produto destinado à alimentação animal serão assinados pelo técnico responsável ou credenciado pelo estabelecimento produtor. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR 8) Referências bibliográficas Compendio Brasileiro de Alimentação Animal. Publicação realizada pelo SINDIRAÇÕES, com apoio da ANFAR, CBNA e Ministério da Agricultura. Publicado em 2005. SILVA D. J.; QUEIROZ A. C. Análise de alimentos: métodos químicos e biológicos. 3 ed. Viçosa: UFV, 2002. 235p. VAN SOEST P. J. Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. II. A rapid method for the determination of fiber and lignin. Journal Association Official Analysis, v. 46, p. 829, 1963. VAN SOEST P. J.; ROBERTSON J. B.; LEWIS B. A. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. In: Symposium: carbohydrate methodology, metabolism, and nutritional implications in dairy cattle. Journal of Dairy Science, v. MATERIAL EM ELABORAÇÃO – SUGESTÕES: LUIZ.MACHADO@IFMG.EDU.BR SANTIN E. Implementação dos conceitos do HACCP na fábrica de rações. Universidade federal do Paraná; 2006. ALVES A N. Utilização da ferramenta boas práticas de fabricação (BPF) na produção de alimentos para cães e gatos. Universidade estadual de Campinas; Agosto 2003. KLEIN A A. Pontos críticos do controle de qualidade em fábricas de ração - uma abordagem prática. I Simpósio Internacional ACAV—Embrapa sobre Nutrição de Aves 17 e 18 de novembro de 1999 – Concórdia, SC. FIGUEIREDO F V; NETO C O PL. Implantação do HACCP na indústria de alimentos. Gestão de produção; v.8, n.1, p. 100-111, abr 2001.