Nome do Projeto
Desenvolvimento de Métodos Analíticos para Avaliação Elementar de Carnes Vegetarianas e Embutidos por MIP OES
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
15/05/2023 - 14/05/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Resumo
O objetivo do presente projeto de pesquisa é dar continuidades nas atividades desenvolvidas pelo proponente, as quais se baseiam no desenvolvimento e validação de métodos analíticos para a determinação da concentração total e da fração bioacessível de elementos essenciais e/ou potencialmente tóxicos em alimentos. Para este novo período, os estudos serão voltados para as proteínas processadas de carnes vegetarianas de origem vegetal e embutidos de carnes de origem animal (almôndegas, hambúrguer, salsicha, carne moída etc.) As determinações serão realizadas por técnicas de espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES) e espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GF AAS). Serão avaliados e otimizados todos os parâmetros relacionados a etapa de preparo das amostras e as condições instrumentais dos equipamentos. Desta forma, busca-se melhorar os limites de detecção dos analitos a serem investigados, avaliando a melhor forma de introdução de amostra no plasma, assim como do método de calibração, entre outros parâmetros que forem necessários, buscando o desenvolvimento de métodos simples e que permitam a determinação simultânea de macro e microconstituintes nas diferentes fontes de proteínas destinadas ao consumo humano. Para a determinação da concentração total dos analitos, serão realizados estudos de métodos de preparo das amostras usando um bloco digestor com acoplamento de um sistema de refluxo aos tubos reacionais. Para avaliação da exatidão, serão empregados materiais de referência certificados (quando disponíveis) ou testes de adição do analito. A determinação da fração bioacessível será realizada aplicando o método de simulação do processo de digestão humana in vitro. Com relação a exatidão, serão realizados estudos através do balanço de massas entre a fração bioacessível e não bioacessível versus a concentração total. Todos os resultados de concentração obtidos dos analitos em cada tipo de amostra analisada serão comparados com aqueles mencionados nas legislações vigentes quando disponíveis e com os limites de ingestão diários recomendados. Por fim, pretende-se divulgar os resultados através de publicações para que haja mais informações sobre a segurança e qualidade desses alimentos. Palavras-chave: proteína animal, proteína vegetal, elementos essenciais, elementos potencialmente tóxicos, bioacessibilidade, MIP OES.

Objetivo Geral

O presente projeto de pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de métodos analíticos para o monitoramento da concentração total e da fração bioacessível de elementos essenciais (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni e Zn) e potencialmente tóxicos (Al, As, Ba, Cd, Cr, Pb e Sn) em carnes vegetarianas de origem vegetal e embutidos de carnes de origem animal pelas técnicas de MIP OES e GF AAS.
Neste contexto, as principais metas a serem atingidas são:
- Desenvolver métodos de preparo de amostra para carnes e embutidos por decomposição ácida com uso do sistema de refluxo, utilizando planejamento multivariado para determinação das concentrações totais;
- Avaliar as diferentes possibilidades para introdução de amostra no plasma, tal como o uso da nebulização convencional e do acoplamento do sistema de introdução de amostra multimodo (MSIS), com possibilidade do uso da nebulização ultrassônica com sistema de dessolvatação (USN).
- Aplicar o método em diferentes amostras de carnes vegetarianas (almôndegas, hambúrguer, carne moída etc.) e embutidos (apresuntado, salsicha, mortadela etc.) para determinação da concentração de Al, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Sn e Zn por MIP OES e As, Cd e Pb por GF AAS;
- Realizar estudos para determinar a fração bioacessível dos elementos nas amostras a serem estudadas;
- Comparar os valores de concentração obtidos com os limites de ingestão diária estabelecidos por órgãos de fiscalização e limites de referência da legislação brasileira;
- Propiciar a participação de alunos de Iniciação Científica e de Pós-Graduação através da execução das atividades experimentais pertinentes a este projeto, contribuindo desta forma com a formação de recursos humanos qualificados;
- Divulgar os resultados obtidos através de publicações de artigos científicos em revistas de alto fator de impacto e através da participação em eventos científicos nacionais e internacionais sempre que possível.

Justificativa

A justificativa desse estudo está pautada no consumo crescente pela população brasileira de carnes processadas de origem vegetal e origem animal nos últimos anos, o que está diretamente relacionado com parte da população que tem adotada uma dieta vegana e pela Pandemia da Covid-19, que afetou de forma significativa a situação financeira das famílias, aliado ao aumento do preço das carnes vermelhas.
De acordo com a OMS e estudos relacionados à área da saúde, os embutidos apresentam um perfil nutricional danoso aos consumidores, sendo que o consumo excessivo pode ser associado ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares, bem como ao risco potencial para a incidência de vários tipos de câncer.
Desta forma, o presente projeto de pesquisa irá contribuir com informações a respeito da composição elementar em proteínas processadas, tal como nas amostras de carnes vegetarianas e embutidos de origem animal, bem como da fração bioacessível dos elementos essenciais e potencialmente tóxicos. Assim, será possível avaliar a qualidade nutricional, verificando se as concentrações encontradas estão de acordo com as legislações e com os valores de ingestão diária recomendados e avaliar como os diferentes tipos e processamento das proteínas podem afetar diretamente nessas concentrações. Visando o fortalecimento da Política Nacional de Segurança Alimentar, pretende-se divulgar os resultados obtidos para que haja mais informações disponibilizadas aos produtores e consumidores sobre a segurança dos alimentos.

Metodologia

A metodologia a ser empregada para o desenvolvimento do projeto de pesquisa é apresentada a seguir:

a) Amostras
Para o desenvolvimento deste projeto, as amostras comerciais de carnes vegetarias de origem vegetal e embutidos de carnes de origem animal serão adquiridas no comércio local da cidade de Pelotas.
Ao chegarem ao laboratório, serão primeiramente trituradas com o auxílio de um mixer de alimentos de uso doméstico até a sua completa homogeneização. Após, serão identificadas e armazenadas a -16°C em um refrigerador até o momento das análises. A estocagem em temperatura baixa se faz necessária para neutralizar o máximo possível a proliferação de microrganismos, evitando a degradação das amostras durante a realização dos estudos.

b) Estudos de preparo de amostras
- Desenvolver um procedimento de preparo das amostras por decomposição ácida em sistema aberto com o acoplamento do sistema de refluxo para determinação da concentração total dos analitos por MIP OES e GF AAS;
- Verificar a influência de cada parâmetro referente à etapa de preparo das amostras através de um planejamento estatístico, o que irá proporcionar a otimização das condições de trabalho, buscando uma condição compromisso para as variáveis em estudo como: volume de ácidos minerais, efeito da temperatura de aquecimento do bloco digestor, influência da massa de amostra e do tempo de decomposição;
- Avaliar o teor de carbono residual, acidez e teor de sólidos dissolvidos nas soluções finais, geradas após a etapa de decomposição. Estes parâmetros são importantes para uma minimização das interferências inerentes a técnica de MIP OES e preservação da integridade dos componentes do espectrômetro e seguindo as recomendações do fabricante, assim como preservar a vida útil do forno de grafite para a técnica de GF AAS;
- Realizar o procedimento de simulação do processo de digestão humano in vitro e otimizar as condições experimentais e instrumentais para eliminar os problemas causados por soluções com elevados teores de sais, comumente obtidas neste estudo de bioacessibilidade.

c) Instrumentação
- A técnica de MIP OES será empregada para as análises multielementares. Serão avaliados os parâmetros operacionais do espectrômetro (linhas de emissão para cada analito, estudos de interferências espectrais e não espectrais e suas correções, necessidade ou não do uso de tampão para estabilização do plasma e/ou agentes mascarantes etc.);
- Diferentes sistemas de introdução de amostra serão avaliados, tais como a nebulização convencional e o sistema multimode que alia a nebulização e geração química de vapor numa única etapa de introdução da amostra no equipamento;
- Caso consigamos adquirir o USN através do INCTAA, pretende-se avaliar o uso desse sistema, pois a maior eficiência de introdução da amostra no plasma, aliada ao sistema de dessolvatação, certamente resultará na obtenção de métodos com maior sensibilidade e possivelmente permitirá a determinação de elementos traço pela técnica de MIP OES;
- Quando necessário, outras técnicas de espectrometria de absorção atômica poderão ser utilizadas para análises complementares, tal como para as determinações de As, Cd e Pb por GF AAS.

d) Validação
- A validação dos métodos desenvolvidos no decorrer do presente projeto de pesquisa será realizada através da avaliação de parâmetros de mérito, tais como linearidade, precisão, limite de detecção e quantificação, robustez e exatidão, seguindo as recomendações dos guias do INMETRO e/ou ANVISA;
- Para a determinação da concentração total, a exatidão será verificada através da análise de materiais de referência certificado e/ou testes de adição de analito, bem como a comparação de resultados com outras técnicas de espectrometria atômica;
- Para determinação da fração bioacessível, a exatidão será avaliada através do estudo de balanço de massas, que será realizado pelo somatório dos resultados das concentrações da fração bioacessível e não bioacessível e que deverá resultar no valor encontrado da concentração total para cada analito;
- Os resultados serão avaliados através da utilização de ferramentas estatísticas, as quais irão facilitar na tomada de decisões, já que permitem tirar conclusões com uma grande probabilidade de estarem corretas, bem como rejeitar resultados que sejam improváveis.

d) Análise das amostras
- Aplicar os métodos desenvolvidos para as determinações de concentração total dos elementos essenciais e potencialmente tóxicos nas amostras de carnes vegetarianas e embutidos de carnes de origem animal;
- Relacionar os valores da fração bioacessível obtidos com as concentrações totais encontradas para cada analito;
- Comparar os resultados obtidos com os valores de limites diários de ingestão permitidos ou com dados da legislação vigente.

Indicadores, Metas e Resultados

Sempre que possível, os resultados obtidos serão apresentados em eventos científicos especializados e publicados em revistas científicas indexadas da área e com alto fator de impacto, de modo a divulgar os resultados obtidos para toda a comunidade científica.
O grupo LabMeQui foi um dos primeiros Grupo de Pesquisa a ter instalado o equipamento de MIP OES destinado exclusivamente à Pesquisa e Ensino, sendo que ainda são poucos deste equipamento com esta finalidade no Brasil. Desta forma, pretende-se também formar profissionais qualificados na área de Química Analítica aptos a usarem esta técnica entre outras, tais como o F AAS e GF AAS, através da orientação de alunos de Iniciação Científica e de Pós-Graduação, que irão desenvolver atividades experimentais de suas dissertações e teses vinculadas a este projeto. Vale ressaltar, que devido ao baixo custo de aquisição e operação do MIP OES, frente a outras técnicas de característica multielementar, essa técnica tem ganhado espaço rapidamente no mercado e se credencia como a preferida para diversas aplicações e uma das melhores alternativas para realizar análises de rotina nos mais variados setores da área de análises químicas.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADRIANE MEDEIROS NUNES2
ADRYO NOBRE TAVARES
ANDERSON SCHWINGEL RIBEIRO4
DAISA HAKBART BONEMANN
JÉSSICA DA ROSA PORTO
MARIANA ANTUNES VIEIRA2
NICOLLE LIMA BANDEIRA
WILIAM BOSCHETTI2

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
CNPq / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoR$ 39.600,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339020 - Auxílio Financeiro a PesquisadorR$ 39.600,00

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