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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.64.2023.tde-31102023-100202
Document
Auteur
Nom complet
Isabela Camargo Gonçalves
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2023
Directeur
Jury
Rocha, Fabio Rodrigo Piovezani (Président)
Naozuka, Juliana
Rocha, Diogo Librandi da
Titre en portugais
Desenvolvimento de estratégias analíticas limpas para a determinação de proteína e ureia em alimentos
Mots-clés en portugais
Compostos nitrogenados
Fraude em alimentos
Leite
Química analítica limpa
Segurança de alimentos
Resumé en portugais
A análise de alimentos é essencial para a caracterização e monitoramento dos padrões de qualidade dos produtos, pela avaliação das características físico-químicas e organolépticas. Neste contexto, observa-se a necessidade de desenvolvimento de procedimentos analíticos rápidos, práticos, menos impactantes ao meio ambiente e que gerem resultados confiáveis. Diante disso, esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento de estratégias analíticas limpas empregando a fotometria por imagens digitais para a determinação de proteína em alimentos e de ureia em leite. A determinação de proteína foi baseada na microdestilação da amônia a partir de digeridos Kjeldahl, detectada pela alteração de cor do indicador ácido-base vermelho de fenol (solução aceptora), usando a câmera de um telefone celular. Resposta linear foi obtida de 5,050,0 mg/L de amônio (0,0030,03% de proteína), r = 0,996. O coeficiente de variação (n = 10) e o limite de detecção (nível de confiança de 99,7%) foram estimados em 2,3% e 2 mg kg1 de proteína, respectivamente. Uma frequência analítica de 12 ensaios h-1 foi obtida com o processamento simultâneo de amostras. As quantidades de proteína determinadas em alimentos de origem animal (leite) e vegetal (feijão e lentilha) foram concordantes com o procedimento de referência micro-Kjeldahl ao nível de confiança de 95%. No procedimento para a determinação de ureia em leite foi monitorado o aumento do pH do meio devido à formação de amônia a partir da hidrólise enzimática da ureia usando urease. Esse procedimento foi explorado para a detecção de adulterações em leite, que é um dos principais alvos de fraude alimentar em todo o mundo. O procedimento apresentou resposta linear de 2,0-15,0 mg L-1 de ureia (r = 0,998), com coeficiente de variação (n=10) e limite de detecção (95% de confiança) estimados em 1,6% e 0,5 mg L-1, respectivamente. Recuperações de 95 a 112% foram estimadas a partir de amostras de leite UHT e pasteurizado enriquecidas com ureia e os resultados para amostras de leite comercial obtidas pelo método de adição de padrão concordaram com os valores de referência (espectroscopia no infravermelho médio) a nível de confiança de 95%. O procedimento foi aplicado a leites integrais, semidesnatados e desnatados, processados por pasteurização ou sob tratamento UHT. Os métodos analíticos propostos superaram limitações dos procedimentos convencionais, como dificuldades no preparo de amostras, alto custo e tempo de análise. As alternativas analíticas propostas contribuem para a avaliação da qualidade e segurança dos alimentos, sendo mais acessíveis, consumindo baixas quantidades de reagentes e solventes e minimizando as quantidades de resíduos gerados
Titre en anglais
Development of green analytical strategies for the determination of protein and urea in foods
Mots-clés en anglais
Food fraud
Food Safety
Green analytical chemistry
Milk
Nitrogen Compounds
Resumé en anglais
Food analysis is essential for product characterization and quality control, by evaluating physicochemical and organoleptic characteristics. In this context, development of fast, more practical, reliable, and environmental friendly analytical procedures is demanded. This MSc dissertation aimed to develop green analytical methods exploiting digital-image photometry for the protein determination in foods and urea in milk. Protein determination was based on ammonia distillation from Kjeldahl digests, detected by the color change of the phenol red acid-base indicator (acceptor solution), using a cell phone camera. A linear response was achieved within 5.050.0 mg L-1 ammonium, equivalent to 0.0030.03 % protein (r = 0.996). Coefficient of variation (n = 10) and limit of detection (99.7 % confidence level) were estimated at 2.3 % and 2 mg kg1 protein, respectively. A sample throughput of 12 h1 was achieved with simultaneous sample processing. Protein amounts determined in foods of animal (milk) and vegetal (beans and lentils) origin agreed with the results of the micro-Kjeldahl reference procedure at the 95 % confidence level. The procedure for the determination of urea in milk exploited the increase of the pH of the medium due to the formation of ammonia in the enzymatic hydrolysis of urea, using a urease solution. The procedure was applied to detection of milk adulterations, which is one of the main targets of food fraud worldwide. The proposed procedure showed a linear response within 2.0-15.0 mg L-1 urea (r = 0.998), with a coefficient of variation (n = 10) and limit of detection (95% confidence level) estimated at 1.6% and 0.5 mg L-1, respectively. Recoveries from 95 and 112% were estimated from samples spiked with urea and results for commercial milk samples achieved by the standard additions method agreed with the reference values (determined by mid-infrared spectroscopy) at the 95% confidence level. The procedure is applicable to whole, semi-skim, and skim milk either pasteurized or processed under ultra-heat treatment (UHT). The proposed analytical methods overcame limitations of conventional procedures, such as difficulties in sample preparation, high cost and analysis time. The proposed analytical alternatives contribute to the evaluation of food quality and safety, being more accessible, consuming low amounts of reagents and solvents and minimizing the amounts of waste generated
 
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Date de Publication
2023-11-21
 
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