DETERMINAÇÃO DE ºBRIX, ÍNDICE

DE REFRAÇÃO E DENSIDADE

JULIETE PEDREIRA NOGUEIRA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE

PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E

TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

SÃO CRISTOVÃO, JUNHO DE 2013

SUMÁRIO

REFRATOMETRIA

DETERMINAÇÃO DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO

DETERMINAÇÃO DE SÓLIDOS SOLÚVEIS (ºBRIX)

DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE

A velocidade da luz depende do meio no qual esta se propaga;

REFRATOMETRIA

Refração é a mudança de direção do raio de luz ao penetrar em um

meio líquido. Essa alteração na direção do feixe de luz é medida em

graus para a determinação do ângulo de refração.

O índice de refração (n) de uma substância ou solução

é uma grandeza adimensional determinada pela

relação entre a velocidade da luz no vácuo e sua

velocidade na substância.

onde c = 3 x 108 m/s é a velocidade da luz no vácuo e v é a velocidade

da luz num certo meio. A normal é uma reta perpendicular à

superfície no ponto de incidência, θi é

denominado ângulo de incidência entre

o raio e a normal e θ2, ângulo de

refração entre o raio e a normal.

REFRATOMETRIA

O índice de refração (nD) é específico para cada substância (1,3000

a 1,7000);

Sofre alterações de acordo com o comprimento de onda da luz e a

temperatura;

É necessário especificar as condições de temperatura e

comprimento de onda utilizados;

Lei de Snell-Descartes:

Os senos dos ângulos de incidência e refração são diretamente

proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios.

o expoente indica a temperatura em graus

Celsius, e o subscrito indica o

comprimento de onda da luz (o D indica a

linha D de sódio a 589 nm)

ÍNDICE DE REFRAÇÃO

Aplicações:

Avaliação da qualidade de óleos, gorduras e óleos

essenciais;

Determinação da concentração de sólidos solúveis

em soluções aquosas (Por exemplo, ºBrix).

O índice de refração da água a 20°C é 1,333.

O índice de refração de uma substância pura é uma constante,

mantidas as condições de temperatura e pressão e, como tal, pode

ser usado como meio de identificação da mesma.

ÍNDICE DE REFRAÇÃO

O índice de refração de uma substância pura é uma constante,

mantidas as condições de temperatura e pressão e, como tal, pode

ser usado como meio de identificação da mesma.

ESCALA BRIX

ºBrix (ºBr)

Escala numérica que mede a quantidade de sólidos

solúveis em uma solução de sacarose;

Adolf F. Brix (1798-1870): recalculou a Escala de Balling

(Tref = 15,5ºC);

Sólidos solúveis: substâncias dissolvidas

em solução aquosa;

Açúcares, sais, proteínas, ácidos,

entre outros.

17ºBrix = 17 g de sólidos solúveis/ 100 g da solução

ESCALA BRIX

Aplicações:

Indústrias de açúcar;

Indústrias de frutas (sucos, geleias);

Indústrias de leite (leite condensado)

Indústria de tomate;

Indústrias de bebidas fermentadas (vinho, cerveja)

Parâmetro como indicador da qualidade dos frutos;

Elevados teores de sólidos solúveis na matéria-prima implicam:

menor adição de açucares;

menor tempo de evaporação da água;

menor gasto de energia e maior rendimento do produto, resultando em maior economia no

processamento.

Base para os preços dos produtos alimentares é o seu conteúdo natural de sólidos solúveis

REFRATÔMETRO

Índice de Refração;

ºBrix;

O refratômetro é o instrumento utilizado para realizar a medição da

concentração das soluções aquosas. O princípio de funcionamento

desse equipamento é através da refratometria.

(b) (c) (a)

(a) Refratômetro portátil; Refratômetro de bancada tipo Abbe; (c) Refratômetro de processo

REFRATÔMETRO

Tipos de Refratômetros portáteis. Os dois da esquerda são digitais e os dois da

direita são analógicos.

REFRATÔMETRO

(a) Esquema do Refratômetro de Abbe; (b) Princípio de funcionamento do

refratômetro de Abbe, onde está representado o prisma principal e os raios de luz

provenientes da fonte.

PROCEDIMENTO

Limpeza dos prismas Calibração com água

(nD20 = 1,3330)

PROCEDIMENTO

PROCEDIMENTO

PROCEDIMENTO

TABELA 1 – Variação do índice de refração da água com a temperatura

(IAL, 2008).

PROCEDIMENTO

TABELA 2 –Correção para obter o valor real do grau Brix em relação à

temperatura (IAL, 2008).

PROCEDIMENTO

TABELA 3 –Correção do valor dos graus Brix em relação ao ácido cítrico

contido na amostra (IAL, 2008).

Se feito corretamente e não haver presença de

sólidos cristalinos na amostra, o procedimento

utilizando o refratômetro é rápido e exato.

Possíveis erros:

Utilização, calibração e manutenção inadequada do

refratômetro;

Limpeza ineficiente;

Calibração.

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

Densidade absoluta (ou simplesmente densidade, d ), ou massa específica

(ρ) de um corpo homogêneo é uma propriedade intensiva expressa pela

razão entre sua massa m e seu volume V . Ela pode ser expressa em

quilograma por metro cúbico (kg/m3) ou grama por centímetro cúbico (g/cm3).

ρ = m

V

Densidade aparente é a massa média de um sólido por volume, na sua

apresentação habitual ou específica para determinado lote, amostra ou

ainda processo. É também chamada massa específica aparente.

Densidade relativa é a relação entre a densidade de um corpo (ρ) e a de

outro definido como padrão (ρpad ). Trata-se de uma grandeza adimensional

Padrão de referência:

Água destilada à temperatura de

4ºC, cuja densidade é 1 g/cm3.

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

Para se obter a densidade de um corpo sólido ou líquido é

necessário:

a) determinar a massa m em gramas do corpo cuja densidade se deseja, por

meio de uma balança;

b) estabelecer uma medida precisa do volume ocupado por essa massa.

Alimentos que se apresentam no estado líquido:

Pode ser medida por vários aparelhos, sendo os

seguintes os mais usados: picnômetros e densímetros

convencionais e digitais.

Alimentos que se apresentam no estado sólido

(grãos):

Densidade aparente: Método do deslocamento da massa

ocupada e Método de acomodação natural.

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO

Aplicações:

Bebidas alcoólicas;

Leite;

Óleos e gorduras.

Picnômetros:

Resultados precisos;

Construídos e graduados de modo a permitir a pesagem de

volumes exatamente iguais de líquidos, a uma dada tem-

peratura;

Da relação destes pesos e volumes resulta a densidade dos

mesmos à temperatura da determinação. A

B = densidade relativa a (20/20)ºC

A = massa do conjunto picnômetro e amostra menos a tara do picnômetro

B = massa do conjunto picnômetro e água menos a tara do picnômetro

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO

Densímetros (aerômetro ou hidrômetro):

Baseiam-se no Princípio de Arquimedes;

Forma cilíndrica com um bulbo central terminando em haste fina e

graduada;

São construídos de modo que o ponto de afloramento indique,

sobre a escala, a densidade do líquido no qual está imerso o

aparelho.

A leitura deve ser feita sempre abaixo do menisco.

Um corpo flutua quando ele se encontra em equilíbrio sob a ação

conjunta apenas das forças de gravidade (força peso) e de empuxo.

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO

Densímetros (aerômetro ou hidrômetro):

Existem vários tipos, com valores diversos, em

função da sensibilidade exigida para sua aplicação.

Alcoolômetros;

Lactodensímetros;

Sacarímetro.

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO

As diferentes escalas usadas pelos densímetros podem dar a leitura direta da densidade ou graus de uma escala arbitrária como: Brix (sacarômetros);

Gay-Lussac (alcoômetros);

Baumé;

Quevenne (lactodensímetros).

Os graus Brix referem-se à porcentagem em peso de sacarose em solução a 20°C.

Os graus Gay-Lussac referem-se à porcentagem em volume de álcool em água.

Os graus Baumé foram obtidos de modo empírico

Os lactodensímetros são, especialmente, calibrados de modo a abranger as variações de densidade de 1,025 a 1,035, mas apenas os 2 últimos algarismos são marcados na escala e, portanto, as leituras são de (25 a 35)°Quevenne.

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

ALIMENTOS NO ESTADO SÓLIDO

Aplicações

Grãos;

Dimensionamento de armazenamento e transporte.

Método de deslocamento da massa ocupada:

A densidade é determinada pela relação massa e volume;

O volume do grão é determinado pelo deslocamento de

volume de água provocado por uma determinada massa.

Método de acomodação natural

Recipiente de volume conhecido com superfície nivelada;

Determina-se a massa.

ρ = m

V

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS.; LATIMER, George

W (Ed.). Official methods of analysis of AOAC international.19th ed.

Maryland, Estados Unidos: AOAC International, 2012.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de

alimentos. 4. ed. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 2008.

LANARO, N. D.; BAJAY, L.G.; QUEIROZ, V. M. P. de; PINTO, R. C. S.;

LEITÃO, I. G. A.; LESSIO, B. C.; AUGUSTO, P. E. D. Determinação de

propriedades físicas do feijão fradinho. Revista Brasileira de Produtos

Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.1, p.27-35, 2011.

NIELSEN, S. Suzanne (Ed.). Análisis de los alimentos. Zaragoza,

Espanha: Acribia, 2003. xiv, 657 p.

OLIVEIRA, B. M.; MELO FILHO, J. M.; AFONSO, J. C. A densidade e a

evolução do densímetro. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 35, n.

1, 1601 (2013)

VIEIRA, C.R.; CABRAL, L.C. & PAULA, A.C.O. dE. Caracterização Física e

Tecnológica de Seis Cultivares de Soja Plantadas no Brasil. Ciênc. Tecnol.

Aliment. v.17, n.3, Campinas, Set./Dez. 1997.

Obrigada!