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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
JUAHIL MARTINS DE OLIVEIRA JÚNIOR
DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DE MEDIDA LINEARIZADA DA CAPACIDADE
TAMPONANTE DA FIBRA DE ALIMENTOS
CURITIBA
2009
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JUAHIL MARTINS DE OLIVEIRA JÚNIOR
DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DE MEDIDA LINEARIZADA DA CAPACIDADE
TAMPONANTE DA FIBRA DE ALIMENTOS
Dissertação apresentada como requisito
parcial à obtenção do grau de Mestre em
Ciências Veterinárias, Curso de Pós-
Graduação em Ciências Veterinárias, Setor
de Ciências Agrárias, Universidade Federal
do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Marson Bruck
Warpechowski
CURITIBA
2009
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Dedico este trabalho àqueles que sempre estiveram presentes e
deram apoio durante toda a minha caminhada, Juahil Martins de
Oliveira e Rose Mary Buffara de Camargo Vianna
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização
deste trabalho.
Ao meu orientador Marson Bruck Warpechowski, pela oportunidade, apoio e
cobranças, que tiveram indiscutível influência ao teor desta humilde obra, e que
transmitiu conhecimentos que indubitavelmente serão úteis para toda a minha carreira
profissional.
Aos professores e colegas do Curso de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias
da Universidade Federal do Paraná, que também contribuíram para o desenvolvimento
deste trabalho.
À equipe do Laboratório de Nutrição Animal da Universidade Federal do
Paraná, sem os quais não seria possível a conclusão do trabalho.
Agradeço também, à minha noiva Daniele de Campos Richter, fundamental e
importante em todos os momentos de meus estudos, pela sua permanente presença e
incentivo.
"É melhor tentar e falhar, que preocupar-se e ver a vida passar; é melhor tentar, ainda
que em vão, que sentar-se fazendo nada até o final. Eu prefiro na chuva caminhar, que
em dias tristes em casa me esconder. Prefiro ser feliz, embora louco, que em
conformidade viver."
(Martin Luther King)
RESUMO
O método de linearização das curvas de titulação foi avaliado na determinação da
capacidade tamponante (CT) da fibra em detergente neutro (FDN) de alimentos
(Capítulo 2). No Capítulo 3 foi avaliado a repetibilidade e a aditividade do método
proposto no Capítulo 2 e de diferentes medidas da capacidade tamponante da fibra de
alimentos. No Capítulo 2 foram utilizados 13 materiais, utilizando dados individuais não
publicados de dois experimentos. No Experimento 1 utilizou-se a fibra de amostras de
aveia branca, aveia preta, azevém, trevo branco e trevo vermelho e no Experimento 2
milho, farelo de soja, palha de trigo e cinco misturas destes alimentos. No Capítulo 3
foram utilizados como materiais experimentais fibra do farelo de soja (FS), milho duro
(M), casca de soja (CS) e farelo de trigo (FT), e a mistura composta com 65% M + 35%
FS, e esta mistura diluída em 10 e 20% CS, 10 e 20% FT, além de uma mistura com
mesma proporção de FS, M, FT e CS. As titulações foram realizadas partindo-se do pH
inicial da solução até pH 2,0. A nova medida proposta, taxa linear de tamponamento
(TLT) foi determinada a partir das titulações, sendo obtida como inverso da inclinação
da regressão linear entre a medida linearizada do pH, calculada como EXP (1/pH), e a
adição acumulada de HCl em cada intervalo. No Capítulo 2 a acidez titulável (AT) foi
medida como a quantidade de HCl necessária (mEq H
+
/g de FDN) para redução do pH
inicial da solução até o pH 4,0, 3,0 e 2,0. No Capítulo 3 a AT foi obtida conforme o
Capítulo 2, como também partindo-se do pH padronizado em 8,0 (ATP). A medida CT
foi calculada pela razão entre a ATP e o intervalo de pH. No capítulo 3 as análises
foram repetidas no tempo separadas em Experimentos 1 e 2. Para avaliação no
Capítulo 3 da repetibilidade do método foi utilizada a amplitude entre replicatas dos
dados obtidos. A aditividade dos métodos foi avaliada pela diferença entre os valores
medidos e calculados expressos em percentagem dos valores medidos, como também
pelas comparação das diferenças brutas encontradas em relação à zero. No Capítulo 2
a transformação resultou em ajuste satisfatório à regressão linear para todos os
materiais estudados, com r
2
maior que 0,85 e erro padrão residual menor que 0,059.
Também houve correlação alta e positiva entre a AT e a TLT medidas nas diferentes
faixas de pH. No capítulo 3 a amplitude entre replicatas foi elevada e variou entre 18,53
para a medida TLT no Experimento 1 e 12,39 para CT no Experimento 2, o que indica a
necessidade de maior número de replicatas para a obtenção de valores mais precisos.
A Média da diferença bruta obtida dos diferentes métodos e dos intervalo de confiança
(95%) e teste de t foram -0,0273 +/-0,1123 para AT (p>0,56), -0,0400 +/-0,1370 para
ATP (p>0,49), -0,0083 +/-0,0194 para CT (p>0,32) e -0,0502 +/-0,2425 para TLT
(p>0,62). Os resultados obtidos do teste de aditividade para todos os métodos
apresentaram exatidão e precisão aceitáveis, com o método proposto TLT obtendo
maior probabilidade em relação aos demais, demostrando melhor exatidão quanto à
aditividade.
ABSTRACT
A method for linearization of titration curves and its application to determining the
buffering capacity (BC) of neutral detergent fiber (NDF) from 13 feed and its mixtures
was evaluated. (Chapter 2). In Chapter 3 was assessed the additivity and repeatability
of the method proposed in Chapter 2 and different measures of buffering capacity of
fiber feeds. In Chapter 2 were used 13 materials, Individual unpublished data from 2
experiments, including samples of white oats, oat, ryegrass, red clover and white clover
(Experiment 1), and samples of corn, soybean meal, wheat straw and mixtures of these
five feeds (Experiment 2). In Chapter 3 were used as experimental material fiber of
soybean meal (S), corn wheat (C), soybean hulls (SH) and wheat bran (W) and the
mixture with 65% C + 35% S, and this mixture diluted with 10 and 20% SH, 10 and 20%
W, and the other mixture with the same proportion of S, C, W and SH. Titration was
performed just to the pH 2,0. The new measure proposed as the rate linear buffer (LB)
was determined from the titrations and is obtained as the inverse slope of the linear
regression between the linearized measurement of pH, calculated as EXP (1/pH) and
cumulative addition of HCl in each range. In Chapter 2 the titratable acidity (TA) was
measured as the amount of HCl needed (mEq/g NDF) to reduce the solution initial pH
until the pH 4.0, 3.0 and 2.0. In Chapter 3 TA was obtained as Chapter 2, but based on
the standard in pH 8.0 (TAS). The BC measure was calculated by the ratio between TAS
and the range of pH. In Chapter 3 the tests were repeated in time and separate
experiments 1 and 2. For evaluation in Chapter 3, the repeatability of the method was
used to scale the data obtained between replicates. The additivity of the methods was
assessed by the difference between the calculated and measured values expressed as
a percentage of the measured values, but also by comparing the differences found
compared to zero. In Chapter 2 the transformation presented satisfactory fitting to linear
regression for all materials evaluated, with r
2
higher than 0,85 and standard error
residual lower than 0,059. Positive correlation between TA and LB evaluated in the
different ranges of pH were obtained. In Chapter 3 the range between replicates was
high and ranged from 18.53 to LB measured in Experiment 1 and 11.39 for BC in
Experiment 2, indicating the need for greater numbers of replicates to obtain more
accurate values. The mean difference obtained in different methods and the confidence
interval (95%) and the t test was -0.0273 +/-0.1123 to TA (p>0.56), -0.0400 +/-0.1370 to
TAS (p>0.49), -0.0083 +/-0.0194 to BC (p>0.32) and, -0.0502 +/-0.2425 to LB (p>0.62).
The results of the test of additivity for all methods had acceptable accuracy and
precision, the method proposed TLT getting more likely than the other, showing better
accuracy on the additivity.
Key words: buffering capacity, titratable acidity, linear measure, pH, physico-chemical
property
LISTA DE TABELAS
TABELA 2.1. VALORES MÉDIOS E DESVIOS PADRÃO DAS MEDIDAS DE pH
INICIAL, ACIDEZ TITULÁVEL, TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO E
DO COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO E DO ERRO
PADRÃO RESIDUAL DAS REGRESSÕES LINEARES AJUSTADAS ÀS
CURVAS DE TITULAÇÃO DA FDN NO INTERVALO ATÉ O PH 4,0...18
TABELA 2.2. VALORES MÉDIOS E DESVIOS PADRÃO DAS MEDIDAS DE ACIDEZ
TITULÁVEL, TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO E DO
COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO E DO ERRO
PADRÃO RESIDUAL DAS REGRESSÕES LINEARES AJUSTADAS ÀS
CURVAS DE TITULAÇÃO DA FDN NO INTERVALO ATÉ O PH 3,0...19
TABELA 2.3. VALORES MÉDIOS E DESVIOS PADRÃO DAS MEDIDAS DE ACIDEZ
TITULÁVEL, TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO E DO
COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO E DO ERRO
PADRÃO RESIDUAL DAS REGRESSÕES LINEARES AJUSTADAS ÀS
CURVAS DE TITULAÇÃO DA FDN NO INTERVALO ATÉ O pH 2,0...20
TABELA 2.4. COEFICIENTES DE CORRELAÇÃO ENTRE AS VARIÁVEIS pH INICIAL,
ACIDEZ TITULÁVEL E TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO NOS
INTERVALOS ATÉ O pH 4,0, 3,0 e 2,0 ................................................23
TABELA 3.1. COMPOSIÇÃO QUÍMICA (VALORES ANALISADOS) DOS
INGREDIENTES E MISTURAS ............................................................32
TABELA 3.2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA FDN SEPARADA DOS MATERIAIS
EXPERIMENTAIS.................................................................................33
TABELA 3.3. AMPLITUDE DAS MEDIDAS pH INICIAL, ACIDEZ TITULÁVEL,
CAPACIDADE TAMPONANTE E PELA TAXA LINEAR DE
TAMPONAMENTO ...............................................................................34
TABELA 3.4. VALORES MÉDIOS DAS MEDIDAS pH INICIAL, ACIDEZ TITULÁVEL,
CAPACIDADE TAMPONANTE E TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO
..............................................................................................................35
TABELA 3.5. DIFERENÇA ENTRE VALORES DAS MEDIDAS ACIDEZ TITULÁVEL E
ACIDEZ TITULÁVEL PADRONIZADA MEDIDOS E CALCULADOS NA
FIBRA DE MISTURAS DE ALIMENTOS (EM PERCENTAGEM DA
MÉDIA E DIFERENÇA BRUTA), DESVIO PADRÃO DA DIFERENÇA,
COEFICIENTE DE REGRESSÃO E COEFICIENTE DE
DETERMINAÇÃO .................................................................................39
TABELA 3.6. DIFERENÇA ENTRE VALORES DAS MEDIDAS CAPACIDADE
TAMPONANTE E TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO MEDIDOS E
CALCULADOS NA FIBRA DE MISTURAS DE ALIMENTOS (EM
PERCENTAGEM DA MÉDIA E DIFERENÇA BRUTA), DESVIO
PADRÃO DA DIFERENÇA, COEFICIENTE DE REGRESSÃO E
COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO ..................................................39
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
AT – acidez titulável
ATP – acidez titulável padronizada
CT – capacidade tamponante
CS – casca de soja
TLT – taxa linear de tamponamento
FB – fibra bruta
FDA – fibra em detergente ácido
FDN – fibra em detergente neutro
FS – farelo de soja
FT – farelo de trigo
LIG – lignina
M – milho
MS – matéria seca
PB – proteína bruta
RM – resíduo mineral
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................11
1.1 OBJETIVO GERAL.............................................................................................12
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS..............................................................................12
2. LINEARIZAÇÃO DE CURVAS DE TITULAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DA
CAPACIDADE TAMPONANTE DA FIBRA DE ALIMENTOS EM FAIXAS AMPLAS DE
PH.............................................................................................................................13
2.2. Introdução..........................................................................................................15
2.3. Materiais e Métodos...........................................................................................16
2.4. Resultados e Discussão.....................................................................................18
2.5. Conclusão..........................................................................................................25
2.6. Referências........................................................................................................25
3. COMPARAÇÃO DE MEDIDAS DA CAPACIDADE TAMPONANTE DA FIBRA DE
ALIMENTOS .............................................................................................................27
3.2. Introdução..........................................................................................................29
3.3. Material e Métodos.............................................................................................30
3.4. Resultados e Discussão.....................................................................................32
3.5. Conclusão..........................................................................................................40
3.6. Referências........................................................................................................41
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS..................................................................................43
11
1. INTRODUÇÃO GERAL
As frações fibrosas dos alimentos de origem vegetal apresentam
propriedades físico-químicas importantes que afetam os processos digestivos em
ruminantes e monogástricos. Dentre as propriedades físico-químicas importantes, a
capacidade tamponante (CT) dos alimentos se destaca por afetar a oscilação do pH
da digesta.
A CT tem sido avaliada em alimentos integrais e na fibra dos alimentos de
origem vegetal, utilizando para tanto as curvas de titulação. Entretanto, as curvas de
titulação apresentam comportamento não linear, especialmente em faixas de pH
abaixo de 4,0, o que pode resultar em não aditividade da medida, ou seja, não
permite estimar a CT de misturas a partir dos valores obtidos de seus componentes.
Desta maneira, é necessário uma avaliação adequada da CT de ingredientes,
misturas e dietas e de suas frações fibrosas, para a obtenção de medida mais
aditiva e o entendimento dos fatores que possuem influência sobre esta medida.
Existem diversas medidas utilizadas na nutrição animal para a determinação
da CT, dentre as principais podemos citar a acidez titulável (AT) e a CT. Entretanto,
neste trabalho é proposto nova medida (taxa linear de tamponamento, TLT), a qual
busca linearizar as curvas de titulação pela transformação dos dados de pH, e
avaliá-la utilizando parâmetros das curvas de titulação, em que a CT é calculada
como o inverso da inclinação da regressão linear obtida entre o pH (Y) e a
quantidade adicionada de ácido ou base (X). Com a avaliação medida conforme
proposto neste trabalho, sugere-se que a medida avaliada como TLT analisada na
fibra do alimento possa avaliar melhor o efeito em todo trato digestório e em
diferentes momentos da digestão, e permite a obtenção de uma taxa linear única
que explica a CT em ampla faixa de pH, de maneira que atenda aos interesses de
formulação para diferentes espécies e momentos da digestão e fermentação no trato
gastrintestinal.
A dissertação foi divida em capítulos, o capítulo 2 busca avaliar o método
proposto de linearização de curvas de titulação para determinação da CT da fibra de
alimentos em ampla faixa de pH, e o capítulo 3 avalia a repetibilidade e a aditividade
do método e de diferentes medidas da CT. No capítulo 4 estão as considerações
finais pertinentes ao assunto.
12
1.1. OBJETIVO GERAL
O objetivo geral do presente trabalho é avaliar a capacidade tamponante em
frações fibrosas de alimentos utilizando diferentes metodologias de determinação e
expressão.
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os objetivos específicos do trabalho foram avaliar um novo método de
linearização de curvas de titulação para determinação da capacidade tamponante da
fibra de diferentes alimentos em faixas de pH do 8,0 ao 2,0.
Avaliar a repetibilidade e a aditividade da nova medida proposta denominada
taxa linear de tamponamento e de diferentes medidas utilizadas na determinação da
capacidade tamponante da fibra de alimentos.
13
2. LINEARIZAÇÃO DE CURVAS DE TITULAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DA
CAPACIDADE TAMPONANTE DA FIBRA DE ALIMENTOS EM FAIXAS AMPLAS
DE PH
Autor: Juahil Martins de Oliveira Júnior
Orientador: Marson Bruck Warpechowski
RESUMO
O método de linearização de curvas de titulação foi avaliado na determinação da
capacidade tamponante (CT) da fibra em detergente neutro (FDN) de 13 materiais.
Foram utilizados dados individuais não publicados de dois experimentos, incluindo
amostras de aveia branca, aveia preta, azevém, trevo branco e trevo vermelho
(Experimento 1), além de amostras de milho, farelo de soja, palha de trigo e cinco
misturas destes alimentos (Experimento 2). As titulações foram realizadas do pH
inicial até o pH 2,0. A acidez titulável (AT) foi medida como a quantidade de HCl
necessária (mEq H
+
/g de FDN) para redução do pH inicial da solução até o pH 4,0,
3,0 e 2,0, e a medida taxa linear de tamponamento (TLT) foi obtida como inverso da
inclinação da regressão linear entre a medida linearizada do pH, calculada como
EXP (1/pH), e a adição acumulada de HCl em cada intervalo. A transformação
resultou em ajuste satisfatório à regressão linear para todos os materiais estudados,
com r
2
maior que 0,85 e erro padrão residual menor que 0,059. Houve correlação
alta e positiva entre a AT e a TLT medidas nas diferentes faixas de pH.
Diferentemente da AT, o método TLT permite obtenção da CT como uma taxa linear
única, válida em qualquer intervalo de pH do 8,0 ao pH 2,0.
Palavras-chave: capacidade tamponante, acidez titulável, regressão linear, fibra em
detergente neutro, propriedade físico-química.
14
2.1. LINEARIZATION OF THE TITRATION CURVES FOR DETERMINATION OF
THE FEED'S FIBER BUFFERING CAPACITY IN WIDE PH RANGES
ABSTRACT
A method for linearization of titration curves and its application to determining the
buffering capacity (BC) of neutral detergent fiber (NDF) from 13 feed and its mixtures
was evaluated. Individual unpublished data from 2 experiments, including samples of
white oats, oat, ryegrass, red clover and white clover (Experiment 1), and samples of
corn, soybean meal, wheat straw and mixtures of these five feeds (Experiment 2).
Titration was performed just to the pH 2.0. The titratable acidity was measured as the
amount of HCl needed (mEq/g NDF) to reduce the solution initial pH until the pH 4.0,
3.0 and 2.0, and the rate linear buffer (LB) measure were determined as the inverse
of the slope of the linear regression between the linearizaded pH, calculated as EXP
(1/pH), and the cumulated HCl in each interval. The transformation presented
satisfactory fitting to linear regression for all materials evaluated, with r
2
higher than
0.85 and standard error residual lower than 0.059. Positive correlation between TA
and LB evaluated in the different ranges of pH were obtained. Unlike TA, the method
allows to obtain the LB as a single linear ratio, valuable for every pH interval from 8.0
to 2.0.
Key words: buffering capacity, titratable acidity, linear measure, pH, physico-
chemical property
15
2.2. INTRODUÇÃO
A capacidade tamponante (CT), pode ser definida como a habilidade de um
alimento ou ingrediente em suspensão aquosa em resistir a alterações de pH após
adição de solução ácida ou básica (Giger-Reverdin et al., 2002). Em nutrição animal,
a CT dos alimentos tem sido usualmente determinada por titulação direta de amostra
em solução aquosa até um valor de pH estipulado (acidez ou alcalinidade titulável,
AT) (McBurney et al., 1983; Warpechowski, 1996; Warpechowski et al. 2005;
Warpechowski e Ciocca, 2006; Bockor et al., 2007), ou pela razão entre a AT e o
intervalo de pH utilizado (McBurney et al., 1983; Gabert et al., 1995; Lawlor et al.,
2005; Bockor et al., 2007), ou ainda utilizando parâmetros das curvas de titulação,
em que a CT é calculada como o inverso da inclinação da regressão linear obtida
entre o pH (Y) e a quantidade adicionada de ácido ou base (X) (Giger-Reverdin et
al., 2002).
A avaliação da CT a partir das curvas de titulação tem sido realizada em
amostras de alimento (Gabert et al., 1995; Giger Reverdin et al., 2002; Lawlor et al.,
2005; Bockor et al., 2007) ou de frações do mesmo, como na fibra detergente neutro
(FDN) (McBurney et al., 1983; Warpechowski, 1996; Warpechowski et al., 2005;
Warpechowski e Ciocca, 2006). Porém, nos dois casos, as curvas de titulação
apresentam comportamento não linear, especialmente em faixas de pH abaixo de
4,0 (McBurney et al., 1983; Van Soest et al. 1991; Gabert et al., 1995; Giger-
Reverdin et al., 2002; Warpechowski e Ciocca, 2005). Este comortamento não-linear
resulta em não aditividade da medida CT em faixas de pH abaixo de 4,0, ou seja,
não permite estimar a CT de misturas a partir dos valores de CT de seus
componentes.
A tentativa de utilização de medidas como proposta por Van Ooijen (2002),
utilizam a CT na parte linear da curva, ou seja, do pH incial até o pH 5, de forma a
serem medidas mais aditivas. Entretanto, o efeito não-linear é maior exatamente na
entrada da porção assimptótica inferior da curva, que ocorre a partir do pH em torno
de 4 e 3,5 (McBurney et al., 1983; Van Soest et al., 1991; Gabert et al., 1995;
Warpechowski e Ciocca, 2006).
Considerando a função logarítmica que dá origem à medida do pH (Van
Slyke, 1922), a utilização de transformação exponencial poderia ajustar regressões
lineares às curvas de titulação dentro da faixa ampla do pH fisiológico no trato
16
gastrintestinal (8,0 ao 2,0). Medidas da CT obtidas dessa forma poderiam ser
suficientemente aditivas para uso na formulação linear, além de resultar em uma
única medida que atenda os interesses de formulação para diferentes espécies e
momentos da digestão e fermentação no trato gastrintestinal.
A CT dos alimentos tem importante influência nos processos de fermentação
e tamponamento ruminal (Van Soest et al., 1991). Em animais não-ruminantes, a CT
dos alimentos pode interferir no pH da digesta no trato gastrintestinal (Penz, 1991).
Esta atividade pode ser especialmente importante para leitões recém-desmamados,
que apresentam baixa capacidade de secreção de HCl, o que resulta em pH gástrico
elevado, predispondo o desenvolvimento de microorganismos indesejáveis (Gabert
et al., 1995; Lawlor et al., 2005). A CT dos alimentos tem sido considerada
importante modulador do pH em suínos (Penz, 1991) e ruminantes (Van Soest et al.,
1991).
O objetivo deste trabalho foi avaliar um método de linearização de curvas de
titulação para determinação da CT da fibra de diferentes alimentos em faixas de pH
do 8,0 ao 2,0.
2.3 MATERIAL E MÉTODOS
Para o presente trabalho foram utilizados dados individuais não publicados
das curvas de titulação da FDN de diferentes alimentos, provenientes de dois
trabalhos distintos, a saber: Experimento 1: amostras de aveia branca, aveia preta,
azevém, trevo branco e trevo vermelho, obtidas em segundo corte de canteiros
experimentais do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Paraná
durante o inverno de 2007, em Curitiba, PR (Warpechowski et al., não publicado);
Experimento 2: amostras de milho, farelo de soja, palha de trigo e as misturas
compostas por 65% do milho + 35% do farelo de soja, e desta mistura diluída em
7,5%, 15%, 22,5% e 30 % com a palha de trigo, utilizados no trabalho publicado por
Warpechowski e Ciocca (2006).
A fibra dos alimentos utilizada para a determinação da CT no Experimento 1
foi obtida de acordo com a metodologia adotada por Warpechowski e Silva (2006), a
partir do resíduo da análise de FDN restante no cadinho de vidro sinterizado, após
secagem em estufa de ar forçado a 65°C por uma noite. O teor de MS da FDN
dessas amostras foi estimado pela análise de duplicatas, que foram secas em estufa
17
de ar forçado a 105°C por uma noite, de acordo com procedimento adotado por
Warpechowski e Silva (2006). Os resultados do Experimento 1 foram obtidos de
duas diferentes parcelas (blocos) colhidas no mesmo dia, enquanto que para o
material do Experimento 2 foram analisadas replicatas da mesma amostra.
A separação da FDN dos alimentos provenientes do Experimento 2 foi
realizada conforme técnica descrita por McBurney et al. (1983), com as modificações
descritas por Warpechowski e Ciocca (2006).
Para todos os materiais estudados, a determinação das curvas de titulação foi
realizada de acordo com a metodologia descrita por McBurney et al. (1983),
utilizando-se 0,4000 a 0,5000 g de amostra suspensa em 50 ml de água destilada e
deionizada, de acordo com modificações adotadas por Warpechowski e Ciocca
(2006). O pH inicial (pHi) foi determinado em todas as amostras e, para o
Experimento 1, foi utilizada solução de NaOH 0,050 N para elevar o pH da mistura
até 8,0. Em seguida a mistura foi titulada com HCl até o pH 2,0, sendo utilizado HCl
0,050 N no início da titulação e de 0,100 N até o pH final, enquanto no Experimento
2 foi utilizado apenas HCl com 0,100 N em toda a titulação. No Experimento 1, o pH
foi medido após 60 s de estabilização após cada adição de HCl, com volume
variável de forma a se obter intervalos de aproximadamente 0,2 pontos de pH. No
Experimento 2 foi utilizada adição de volumes fixos de 0,01 ml de HCl, e medição do
pH após 30 s de estabilização após cada adição. Os volumes de HCl adicionados
foram expressos em mEq/g MS de FDN.
A AT (mEq/g de FDN) nos diferentes intervalos foi obtida como a quantidade
de ácido necessária para redução do pH inicial (pHi) da solução até o pH 4,0 (AT
4
),
3,0 (AT
3
) e 2,0 (AT
2
). Em seguida os dados de pH foram transformados através da
função Y = EXP (1/pH), de forma a linearizar a sua relação da concentração de H
+
em solução, e a medida denominada taxa linear de tamponamento (TLT) foi
calculada como o inverso da inclinação da regressão linear entre a medida
transformada de pH, como variável dependente, e a quantidade de ácido adicionada,
como variável independente. Para a comparação da TLT em diferentes intervalos de
pH, a medida foi calculada utilizando as curvas até os pontos de pH 4,0 (TLT
4
), 3,0
(TLT
3
) e 2,0 (TLT
2
).
O coeficiente de determinação ajustado (r
2
) e erro padrão residual (EPR) das
regressões lineares foram utilizados para avaliar a adequação do método de
18
linearização das curvas de titulação dos diferentes materiais nos intervalos de pH
analisados.
Os resultados de AT e TLT foram submetidos à análise de variância
utilizando-se 2 repetições por tratamento, considerando os diferentes materiais, e
agrupados pelo teste de Duncan, com nível de significância de 5 %. Também foi
realizada análise de correlação linear entre as diferentes medidas realizadas.
2.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os valores obtidos das medidas pHi, AT e TLT na fibra dos materiais
estudados e o r
2
e EPR das regressões lineares ajustadas às curvas de titulação nos
diferentes intervalos de pH avaliados estão apresentados nas TABELAS 2.1, 2.2 e
2.3.
TABELA 2.1. VALORES MÉDIOS E DESVIOS PADRÃO (DP) DAS MEDIDAS DE pH INICIAL (pHI),
ACIDEZ TITULÁVEL (AT
4
), TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT
4
1
) E DO COEFICIENTE DE
DETERMINAÇÃO AJUSTADO (R
2
4
) E DO ERRO PADRÃO RESIDUAL (EPR
4
) DAS REGRESSÕES
LINEARES AJUSTADAS ÀS CURVAS DE TITULAÇÃO DA FDN NO INTERVALO ATÉ O pH 4,0
1
FDN dos Alimentos pHi ± DP
AT
4
2
± DP
(mEq H
+
/g FDN)
TLT
4
2
± DP
(mEq H
+
/g FDN)
r
2
4
EPR
4
Trevo branco 7,34 ± 0,161 0,379
a
± 0,04 2,978
a
± 0,38 0,941 0,010
Trevo vermelho 7,85 ± 0,170 0,299
bc
± 0,00 2,089
bc
± 0,29 0,940 0,011
Aveia preta 7,09 ± 0,004 0,382
a
± 0,08 2,937
a
± 0,69 0,857 0,017
Aveia branca 7,45 ± 0,167 0,353
ab
± 0,02 2,602
ab
± 0,16 0,939 0,011
Azevém 7,47 ± 0,173 0,253
c
± 0,01 1,808
c
± 0,30 0,954 0,011
Milho (M) 6,89 ± 0,318 0,091
d
± 0,00 0,724
d
± 0,02 0,992 0,004
Farelo de soja (FS) 7,62 ± 0,141 0,253
c
± 0,01 1,910
c
± 0,06 0,987 0,005
Palha de trigo (PT) 7,45 ± 0,120 0,094
d
± 0,01 0,806
d
± 0,02 0,989 0,004
M + FS 7,38 ± 0,078 0,138
d
± 0,01 1,092
d
± 0,03 0,994 0,003
MFS + 7,5% PT 7,39 ± 0,078 0,119
d
± 0,00 0,993
d
± 0,06 0,988 0,004
MFS + 15% PT 7,51 ± 0,049 0,127
d
± 0,01 0,911
d
± 0,02 0,987 0,005
MFS + 22,5% PT 7,42 ± 0,078 0,111
d
± 0,00 0,878
d
± 0,04 0,989 0,004
MFS + 30% PT 7,31 ± 0,049 0,100
d
± 0,01 0,789
d
± 0,05 0,986 0,004
CV% 13,37 16,07
1
TLT = 1/b, sendo b a inclinação da regressão linear entre o EXP(1/pH) e a adição de ácido.
2
Médias seguidas por letras distintas, minúsculas na coluna, diferem significativamente pelo teste de
Duncan em nível de 5% de significância.
O pHi da FDN dos alimentos variou no Experimento 1, de 7,85 para o trevo
vermelho à 7,09 para a aveia preta, e no Experimento 2, de 7,62 para farelo de soja
à 6,89 para o milho (TABELA 2.1). Os resultados obtidos de pHi apresentaram
valores elevados (todos acima de 7,0 com exceção do milho). O pHi médio da fração
de FDN do milho e do farelo de soja foram mais elevados que os registrados na
literatura para amostras integrais desses materiais (Giger-Reverdin et al., 2002;
19
Lawlor et al., 2005; Bockor et al., 2008). Possivelmente o pHi elevado para os
materiais analisados está atribuído à contaminação de solução detergente neutro
presente no resíduo de FDN avaliado. Conforme registrado por Bockor et al. (2008),
avaliando amostras integrais de diferentes alimentos, subprodutos e dietas, a fibra
do milho foi menor que da fibra dos demais materiais avaliados, semelhante ao
ocorrido no presente estudo.
TABELA 2.2. VALORES MÉDIOS E DESVIOS PADRÃO (DP) DAS MEDIDAS DE ACIDEZ
TITULÁVEL (AT
3
), TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT
3
1
) E DO COEFICIENTE DE
DETERMINAÇÃO AJUSTADO (R
2
3
) E DO ERRO PADRÃO RESIDUAL (EPR
3
) DAS REGRESSÕES
LINEARES AJUSTADAS ÀS CURVAS DE TITULAÇÃO DA FDN NO INTERVALO ATÉ O PH 3,0
1
FDN dos Alimentos
AT
3
2
± DP
(mEq H
+
/g FDN)
TLT
3
2
± DP
(mEq H
+
/g FDN)
r
2
3
EPR
3
Trevo branco 0,671ª ± 0,01 2,557ª ± 0,59 0,975 0,012
Trevo vermelho 0,659
a
± 0,16 2,649ª ± 0,00 0,948 0,017
Aveia preta 0,595
ab
± 0,03 2,563
a
± 0,64 0,941 0,019
Aveia branca 0,609
a
± 0,13 2,268ª
b
± 0,26 0,978 0,013
Azevém 0,540
ab
± 0,19 2,184
ab
± 0,66 0,955 0,018
Milho (M) 0,171
d
± 0,03 0,660
d
± 0,06 0,993 0,007
Farelo de soja (FS) 0,416
bc
± 0,01 1,567
bc
± 0,04 0,982 0,011
Palha de trigo (PT) 0,181
d
± 0,02 0,639
d
± 0,03 0,982 0,012
M + FS 0,256
cd
± 0,01 0,914
cd
± 0,02 0,989 0,009
MFS + 7,5% PT 0,219
d
± 0,01 0,835
d
± 0,02 0,989 0,009
MFS + 15% PT 0,212
d
± 0,01 0,809
d
± 0,02 0,991 0,008
MFS + 22,5% PT 0,205
d
± 0,01 0,762
d
± 0,01 0,992 0,008
MFS + 30% PT 0,185
d
± 0,02 0,695
d
± 0,04 0,988 0,008
CV% 21,14 21,21
1
TLT = 1/b, sendo b a inclinação da regressão linear entre o EXP(1/pH) e a adição de ácido.
2
Médias seguidas por letras distintas, minúsculas na coluna, diferem significativamente pelo teste de
Duncan em nível de 5% de significância.
A fibra dos materiais avaliados formou grupos similares quanto a AT, com a
fibra das forragens apresentando AT maior que a dos outros materiais nas diferentes
faixas de pH (p<0,05), com exceção do azevém e farelo de soja que apresentaram
valores de AT da fibra próximos e com valor intermediário entre os demais materiais
(TABELAS 2.1, 2.2 e 2.3).
Os dados demonstrados neste trabalho apresentaram concordância com os
obtidos por Warpechowski e Ciocca (2006) e Bockor et al. (2008), os quais
observaram que soja obteve valor de AT significativamente maior que de cereais e
subprodutos. Nos resultados apresentados de AT, a ordem numérica dos materiais
se altera entre as análises realizadas em diferentes intervalos, o que também ocorre
em trabalho utilizando dados de AT de alimentos integrais até o pH 4,0 e 3,0,
publicado por Lawlor et al. (2005), provavelmente devido a não linearidade das
20
curvas e/ou à presença de componentes com sítios ativos com constante de
dissociação iônica (pK) abaixo do pH 4,0.
TABELA 2.3. VALORES MÉDIOS E DESVIOS PADRÃO (DP) DAS MEDIDAS DE ACIDEZ
TITULÁVEL (AT
2
), TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT
2
1
) E DO COEFICIENTE DE
DETERMINAÇÃO AJUSTADO (r
2
2
) E DO ERRO PADRÃO RESIDUAL (EPR
2
) DAS REGRESSÕES
LINEARES AJUSTADAS ÀS CURVAS DE TITULAÇÃO DA FDN NO INTERVALO ATÉ O pH 2,0
1
FDN dos Alimentos
AT
2
2
± DP
(mEq H
+
/g FDN)
TLT
2
2
± DP
(mEq H
+
/g FDN)
r
2
2
EPR
2
Trevo branco 1,680ª ± 0,23 2,947
ab
± 0,49 0,973 0,025
Trevo vermelho 1,697ª ± 0,27 3,144ª ± 0,40 0,973 0,026
Aveia preta 1,500
ab
± 0,26 2,743
ab
± 0,77 0,929 0,041
Aveia branca 1,694ª ± 0,41 2,891
ab
± 0,76 0,961 0,032
Azevém 1,457
ab
± 0,23 2,453
abc
± 0,43 0,917 0,050
Milho (M) 0,741
cd
± 0,13 1,414
d
± 0,25 0,876 0,056
Farelo de soja (FS) 1,187
bc
± 0,09 2,096
bcd
± 0,07 0,954 0,033
Palha de trigo (PT) 0,669
d
± 0,10 1,181
d
± 0,13 0,895 0,052
M + FS 0,920
cd
± 0,10 1,741
cd
± 0,24 0,901 0,051
MFS + 7,5% PT 0,913
cd
± 0,09 1,613
cd
± 0,17 0,886 0,055
MFS + 15% PT 0,907
cd
± 0,11 1,643
cd
± 0,19 0,887 0,053
MFS + 22,5% PT 0,878
cd
± 0,03 1,682
cd
± 0,08 0,882 0,057
MFS + 30% PT 0,822
cd
± 0,03 1,478
d
± 0,036 0,868 0,057
CV% 16,22 18,34
1
TLT = 1/b, sendo b a inclinação da regressão linear entre o EXP(1/pH) e a adição de ácido.
2
Médias seguidas por letras distintas, minúsculas na coluna, diferem significativamente pelo teste de
Duncan em nível de 5% de significância.
A TLT da FDN foi avaliada neste trabalho de acordo com a inclinação da
regressão linear. Conforme (Van Slyke, 1922) o pH é definido como logaritmo da
concentração de hidrogênio livre em solução. Funções logarítmicas apresentam
comportamento curvilíneo, porém, sabe-se que a função exponencial é o inverso do
logaritmo neperiano (Steel e Torrie, 1960), dessa forma, com base na origem da
função utilizada no cálculo do pH, a transformação exponencial do inverso do pH
pôde ser utilizada como alternativa para a linearização. Algumas curvas de titulação
no seu formato padrão e as curvas linearizadas utilizadas para cálculo da TLT estão
apresentadas na Figura 2.1.
Para medida TLT assim como para a AT, a fibra das forragens apresentou
maior CT que as misturas, milho e palha de trigo (TABELAS 2.1, 2.2 e 2.3). Em
todos os intervalos avaliados a fibra do FS obteve resultados de TLT semelhantes
ao azevém, sendo que para TLT
4
o FS apresentou diferença significativa (p<0,05)
em relação aos demais materiais e misturas, para TLT
3
o FS apresentou diferença
significativa (p<0,05) em relação às misturas diluídas com PT, e para TLT
2
o FS
apresentou valor intermediário, porém só apresenta diferença significativa (p<0,05)
em relação ao trevo vermelho (TABELAS 2.1, 2.2 e 2.3).
21
FIGURA 2.1. CURVAS DE TITULAÇÃO AVALIADAS ATÉ pH 2,0 (a), CURVAS LINEARIZADAS
AVALIADAS ATÉ pH 4,0 (b), CURVAS LINEARIZADAS AVALIADAS ATÉ pH 3,0 (c), CURVAS
LINEARIZADAS AVALIADAS ATÉ pH 2,0 (d).
a)
b)
c)
1
1,05
1,1
1,15
1,2
1,25
1,3
1,35
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300
mEq H
+
/g FDN da amostra
EXP (1/pH)
1
1,05
1,1
1,15
1,2
1,25
1,3
1,35
1,4
1,45
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600
mEq H
+
/g FDN da amostra
EXP (1/pH
)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,000 0,200
0,400
0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600
mEq H
+
/g FDN da amostra
pH
Trevo vermelho
A
zevém
Milho
Farelo de soja
Palha de trigo
65% M + 35% FS
22
d)
O resíduo da FDN pode apresentar níveis variáveis de N e minerais
(Warpechowski e Silva 2006), o que pode afetar pH do material em solução aquosa,
e também sua CT. É presumível que a presença residual de N e minerais na fração
de fibra obtida como FDN dependa da composição inicial do alimento analisado
(Oliveira Jr et al., 2008).
De acordo com Annison e Choct (1994) e McBurney et al. (1983), o valor de
CT normalmente é alto nas pectinas e lignina, variável nas hemiceluloses e
proporcionalmente mais baixo na celulose. O que provavelmente pode estar
ocorrendo nos resultados apresentados no presente trabalho, onde os materiais
forrageiros que possuem teores de lignina mais elevados, apresentaram valores
maiores de TLT em relação aos demais materiais.
Normalmente, a fibra insolúvel de fontes leguminosas, como do feno de alfafa
e do farelo de soja, apresenta maior CT que de subprodutos e grãos de cereais
(McBurney et al., 1986; Warpechowski e Ciocca, 2006). Entretanto, a fibra das
leguminosas forrageiras presentes neste trabalho (trevos), não apresentou
diferenças significativas em relação à fibra das aveias nos intervalos avaliados.
Os resultados de r
2
ajustado das regressões lineares ajustadas às curvas de
titulação da FDN apresentado demonstraram excelente ajuste à regressão linear em
todos os intervalos de pH avaliados (TABELAS 2.1, 2.2 e 2.3).
Para os materiais forrageiros (Experimento 1), no intervalo até pH 4,0 o
azevém obteve valor médio mais alto para r
2
ajustado
(r
2
4
) de 0,95, com o valor mais
baixo para aveia preta 0,86, ainda suficientemente alto para explicar o
comportamento linear da regressão (TABELA 2.1). Para o intervalo avaliado até pH
3,0 o r
2
ajustado (r
2
3
) foi maior do que nos demais intervalos, com o maior valor
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600
mEq H
+
/g FDN da amostra
EXP (1/pH)
23
obtido para aveia preta (0,98) e menor para aveia branca (0,94) (TABELA 2.2). Para
o r
2
obtido no intervalo até pH 2,0 (r
2
2
), os maiores valores foram para os trevos
(0,97) e menor para azevém (0,92) (TABELA 2.3).
Os resultados médios de r
2
do Experimento 2 foram de 0,99 para r
2
4
em todos
os materiais avaliados (TABELA 2.1). Os menores valores obtidos de r
2
3
foi para
farelo de soja e palha de trigo de 0,98 (TABELA 2.2). Os dados obtidos de r
2
2
sofreram piora considerável, com o menor r
2
2
para a diluição com 30% de palha de
trigo de 0,87 e maior para farelo de soja com 0,95 (TABELA 2.3).
Os resultados obtidos de EPR das regressões lineares ajustadas às curvas
de titulação da FDN demonstram que o ajuste nos intervalos de pH até 4,0 e 3,0
apresentou menores valores do que o intervalo até 2,0, considerando-se que são
valores absolutos (TABELAS 2.1, 2.2 e 2.3). Os maiores resultados obtidos entre os
diferentes intervalos do EPR
4
foi de 0,017 para aveia preta (TABELA 2.1), de EPR
3
de 0,019 para aveia preta (TABELA 2.2), e EPR
2
de 0,057 para as diluições com
elevado nível de palha (TABELA 2.3).
Considerando-se o r
2
e EPR, os ajustes às regressões lineares foi
ligeiramente inferior para o intervalo até pH 2,0, sendo que os materiais com
menores valores de TLT, milho, palha de trigo e misturas (Experimento 2), foram os
que apresentaram piora mais evidente no r
2
entre os diferentes intervalos,
provavelmente ao comportamento curvilíneo das curvas desses materiais serem
mais acentuado abaixo do ponto de pH 3,0. Apesar disso, estes piores valores
obtidos de r
2
e EPR ainda foram considerados bastante elevados suficientemente
para explicar o comportamento linear da regressão.
Os coeficientes de correlação das medidas pHi, AT
4
, AT
3
, AT
2
, TLT
4
, TLT
3
,
TLT
2
estão apresentados na TABELA 2.4.
TABELA 2.4.
COEFICIENTES DE CORRELAÇÃO ENTRE AS VARIÁVEIS pH INICIAL (pHi), ACIDEZ
TITULÁVEL (AT) E TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT) NOS INTERVALOS ATÉ O pH 4,0
(AT
4
e TLT
4
) , 3,0 (AT
3
e TLT
3
) e 2,0 (AT
2
e TLT
2
).
pHi Prob. AT
4
Prob. AT
3
Prob. AT
2
Prob. TLT
4
Prob. TLT
3
Prob.
AT
4
0,15 0,453
AT
3
0,21 0,292 0,93 <0,001
AT
2
0,23 0,229 0,93 <0,001 0,96 <0,001
TLT
4
0,12 0,562 0,99 <0,001 0,89 <0,001 0,88 <0,001
TLT
3
0,19 0,363 0,94 <0,001 0,99 <0,001 0,96 <0,001 0,90 <0,001
TLT
2
0,21 0,292 0,89 <0,001 0,95 <0,001 0,99 <0,001 0,85 <0,001 0,94 <0,001
1
TLT = 1/b, sendo b a inclinação da regressão entre o EXP(1/pH) e a adição de ácido.
24
O pHi não apresentou correlação significativa com nenhuma das variáveis
estudadas (P<0,05), o que está de acordo com as informações de Bockor et al.
(2008), de que não existe correlação consistente entre o pH inicial e a CT dos
alimentos (TABELA 2.4).
As variáveis AT e TLT apresentaram correlação linear positiva (p<0,001) em
todos os intervalos avaliados, resultando em coeficientes de correlação acima de
0,85 (TABELA 2.4).
Os coeficientes de correlação entre diferentes intervalos de pH avaliado da
medida TLT entre TLT
4
e TLT
2
foi de
0,85, e entre TLT
3
e TLT
2
de 0,93. Para a
medida AT, o menor valor obtido entre AT
4
e AT
2
foi de 0,93, o mesmo valor entre
AT
4
e AT
3
, e maior entre AT
3
e AT
2
de 0,96.
Warpechowski e Ciocca (2006), trabalhando com a CT da fibra de cinco
ingredientes de dietas para monogástricos, observaram que medidas como AT
podem ser potencialmente aditivas, em comparação com outras medidas como a
capacidade de troca catiônica, ambas determinadas com metodologia descrita por
McBurney et al. (1983).
Os coeficientes de correlação entre as medidas pHi, AT e TLT demonstraram
baixa correlação das medidas AT e TLT com pHi, e alta correlação entre as medidas
AT
4
, AT
3
, AT
2
, TLT
4
, TLT
3
e TLT
2
.
Diferentemente do método proposto por McBurney et al. (1983), para a fibra
de alimentos, a medida AT normalmente é determinada partindo-se do pHi até pH
desejado (Giger-Reverdin et al., 2002; Bockor et al., 2008). Entretanto, essa forma
de medição acarreta em valores de AT dependentes de pHi do alimento analisado.
No presente trabalho o ponto inicial da análise das curvas do Experimento 1 foi
fixado para todos os materiais em pH 8,0, e no Experimento 2, os valores obtidos de
pHi da fibra foram todos próximos a 7,0, o que explica a alta correlação das medidas
AT e TLT. Materiais que possuam pHi variável terão conseqüentemente variação na
medida AT para qualquer ponto de pH determinado, e portanto, a alta correlação
observada entre as medidas AT e TLT no presente trabalho não deve ser esperada
com outros materiais. A medida AT é um valor fixo, por outro lado, a medida TLT,
quando avaliada pela inclinação de regressão linear, é uma taxa que permite a
estimativa desta propriedade em qualquer intervalo de pH dentro da faixa estudada
(8,0 ao 2,0). Entretanto, apesar dos altos coeficientes de determinação para o
método de linearização utilizado no presente trabalho, o comportamento sigmoidal
25
da maioria das curvas de titulação obtidas sugere que outros métodos de
linearização possam ser ainda mais adequados.
2.5. CONCLUSÃO
A linearização proposta resultou em ajuste satisfatório à regressão linear para
a fibra de todos os materiais estudados, permitindo a obtenção de uma taxa linear
única que explica a capacidade tamponante em qualquer faixa de valores entre o pH
8,0 e 2,0.
2.6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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em detergente neutro de alimentos isolados e misturados. Archives of Veterinary
Science, Curitiba, v.11, n.1, p.23-26. 2006.
WARPECHOWSKI, M.B.; SILVA, D.A. Modificação de técnica de determinação da
capacidade de troca catiônica da fibra em detergente neutro de alimentos. Archives
of Veterinary Science, Curitiba, v. 11, n. 2, p. 30-33, 2006.
27
3. COMPARAÇÃO DE MEDIDAS DA CAPACIDADE TAMPONANTE DA FIBRA DE
ALIMENTOS
Autor: Juahil Martins de Oliveira Júnior
Orientador: Marson Bruck Warpechowski
RESUMO
Foram avaliadas medidas da capacidade tamponante (CT) da fibra em detergente
neutro (FDN) de alimentos. Os materiais experimentais utilizados foi fibra do farelo
de soja (FS), milho duro (M), casca de soja (CS) e farelo de trigo (FT), e a mistura
composta com 65% M + 35% FS, e esta mistura diluída em 10 e 20% CS, 10 e 20%
FT, além de uma mistura com mesma proporção de FS, M, FT e CS. As titulações
foram realizadas do intervalo de pH 8,0 ao 2,0. A acidez titulável foi medida de duas
formas: como a quantidade de HCl necessária (mEq H
+
/g de FDN) para redução do
pH inicial (AT); e partindo-se do pH padronizado em 8,0 (ATP). A medida TLT foi
obtida como o inverso da inclinação da regressão linear entre a medida linearizada
do pH, e a adição acumulada de HCl em cada intervalo. Todas as análises foram
repetidas no tempo (Experimentos 1 e 2). Para avaliação da repetibilidade do
método foi utilizada a amplitude entre replicatas dos dados obtidos. Devido as
diferenças bromatológicas das preparações de fibra dos materiais entre os dois
experimentos, apenas os resultados do experimento 2, das variáveis pHi, AT, ATP,
CT e TLT foram submetidos ao teste de comparação de médias e a avaliação da
aditividade. A aditividade dos métodos foi avaliada pela diferença entre os valores
medidos e calculados expressos em percentagem dos valores medidos, como
também pela comparação das diferenças brutas encontradas em relação à zero. A
amplitude entre replicatas foi elevada e variou entre 18,53 para a medida TLT no
Experimento 1 e 11,39 para CT no Experimento 2, o que indica a necessidade de
maior número de replicatas para a obtenção de valores mais precisos. A Média da
diferença bruta obtida dos diferentes métodos e dos intervalo de confiança (95%) e
teste de t foram -0,0273 +/-0,1123 para AT (p>0,56), -0,0400 +/-0,1370 para ATP
(p>0,49), -0,0083 +/-0,0194 para CT (p>0,32) e -0,0502 +/-0,2425 para TLT
(p>0,62). Os resultados obtidos do teste de aditividade para todos os métodos
apresentaram exatidão e precisão aceitáveis, com o método proposto TLT obtendo
maior probabilidade em relação aos demais, demostrando melhor exatidão quanto à
aditividade.
Palavras-chave: capacidade tamponante, acidez titulável, taxa linear de
tamponamento, fibra em detergente neutro, propriedade físico-química.
28
3.1. COMPARISON OF BUFFERING CAPACITY MEASURES ON FEEDS FIBER
ABSTRACT
Were evaluated measures about buffering capacity (BC) of neutral detergent fiber
(NDF) of feed. Were used as experimental material NDF of soybean meal (S), corn
(C), soybean hulls (SH) and wheat (W) and the mixture with 65% C + 35% S, and
this mixture diluted with 10 and 20% S, 10 and 20% W, and another with 25% of S,
C, W and SH. The titrations were performed in the range of pH 8.0 to 2.0. The
titratable acidity was measured in two forms as the amount of HCl required (mEq H +
/ g of NDF) to reduce the initial pH (TA) or based on the pH standard (TAS). The BC
measure was calculated by the ratio between TAS and the range of pH. The rate
linear buffer (LB) was obtained as the inverse slope of linear regression between the
linearized measure of the pH, and cumulative addition of HCl in each interval. All
tests were repeated in time (Experiments 1 and 2). The repeatability was evaluated
used to scale the data obtained between replicates. Because the differences
bromatological of the fiber material between the two experiments, only the results of
Experiment 2, the variables pHi, TA, TAS, BC and LB were to compare the means
test and evaluation of additivity. The additivity of the methods was assessed by the
difference between the calculated and measured values expressed as a percentage
of the measured values, but also by comparing the differences found compared to
zero. The range between replicates was high and ranged from 18.53 to LB measured
in Experiment 1 and 11.39 for BC in Experiment 2, indicating the need for greater
numbers of replicates to obtain more accurate values. The mean difference obtained
in different methods and the confidence interval (95%) and the t test was -0.0273 +/-
0.1123 to TA (p>0.56), -0.0400 +/-0.1370 to TAS (p>0.49), -0.0083 +/-0.0194 to BC
(p>0.32) and, -0.0502 +/-0.2425 to LB (p>0.62). The results of the test of additivity for
all methods had acceptable accuracy and precision, the method proposed TLT
getting more likely than the other, showing better accuracy on the additivity.
Key words: buffering capacity, titratable acidity, linear measure, pH, physico-
chemical property
29
3.2. INTRODUÇÃO
A capacidade tamponante (CT) de alimentos é a facilidade de uma molécula
reter ou trocar cátions por H+, conforme o pH do meio, tendo importante influência
na oscilação do pH durante os processos nutricionais no trato digestório de
ruminantes e monogástricos (Van Soest, 1991).
Diversas medidas têm sido utilizadas para a determinação da CT em nutrição
animal, dentre elas: a titulação direta de amostra em solução aquosa até um valor de
pH estipulado (acidez ou alcalinidade titulável, AT) (McBurney et al., 1983;
Warpechowski, 1996; Warpechowski et al. 2005; Warpechowski e Ciocca, 2006;
Bockor et al., 2007); o valor obtido pela razão entre a AT e o intervalo de pH utilizado
(McBurney et al., 1983; Gabert et al., 1995; Lawlor et al., 2005; Bockor et al., 2007);
e a utilização de parâmetros das curvas de titulação, em que a CT é calculada como
uma taxa, como por exemplo pela inclinação da regressão linear obtida entre o pH
(Y) e a quantidade adicionada de ácido ou base (X), com ou sem transformação
linear (Giger-Reverdin et al., 2002; Oliveira Jr e Warpechowski, 2009; Capítulo 2). As
medidas AT e CT têm sido avaliadas em amostras integrais do alimento (Gabert et
al., 1995; Giger Reverdin et al., 2002; Lawlor et al., 2005; Bockor et al., 2007) ou na
fibra detergente neutro (FDN) dos mesmos (McBurney et al., 1983; Warpechowski,
1996; Warpechowski et al., 2005; Warpechowski e Ciocca, 2006; Oliveira Jr e
Warpechowski, 2007). Em monogástricos, para alcançar atividade enzimática ideal e
fermentação microbiana benéfica, é necessário que a digesta se encontre em pH
adequado (Moran Jr., 1982). No estômago o pH pode ser afetado pela composição
total da dieta ingerida pelo animal, incluindo aí as frações digestíveis como a
proteína e parte dos minerais (Gabert et al., 1995). Entretanto, no decorrer da
digestão e absorção intestinal, as frações digestíveis estão sendo absorvidas
(Ferreira, 1994) e, portanto, não estão mais presentes para causar efeito sobre o pH
e a CT do meio. Sendo assim, é razoável esperar que medidas da CT nas frações
indigestíveis, isto é, a fibra da dieta, resulte em melhor estimativa do efeito da dieta
sobre o pH da digesta na porção intestinal do trato digestório de não ruminantes. Os
polímeros que compõem a parede celular vegetal possuem grande variedade
estrutural e apresentam diferentes grupos funcionais (McDougall et al. 1996),
resultando em grande variação na atividade nutricional. As diferentes proporções
entre constituintes fibrosos como lignina, celulose e hemiceluloses, a composição
30
destes constituintes e suas estruturas macromoleculares podem afetar
diferentemente a CT, devido à quantidade de sítios ativos disponíveis para troca de
íons com o meio, como carboxilas, aminas e hidroxilas alifáticas e aromáticas livres
(Jeraci e Van Soest, 1990; Van Soest et al., 1991; Annison e Choct, 1994).
A CT obtida como taxa linear de Tamponamento (TLT) calculada como o
inverso da inclinação da regressão linear entre a medida transformada de pH, como
variável dependente, e a quantidade de ácido adicionada, como variável
independente, permite a obtenção de uma taxa linear única que explica a
capacidade tamponante em ampla faixa de pH, de modo que atenda os interesses
de formulação para diferentes espécies e momentos da digestão e fermentação no
trato gastrintestinal (Oliveira Jr e Warpechowski, 2009; Capítulo 2). Além disso, de
acordo com Oliveira Jr e Warpechowski (2007), utilizando métodos de linearização
das curvas de titulação é possível obter medidas mais aditivas da CT da fibra de
alimentos, mesmo em faixas de pH abaixo de 4,0. Entretanto, não foram
encontrados na literatura outros trabalhos avaliando medidas da CT obtidas a partir
de curvas de titulação linearizadas.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a repetibilidade e a aditividade de
diferentes medidas da capacidade tamponante da fibra de alimentos.
3.3. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado no Laboratório de Nutrição Animal da
Universidade Federal do Paraná (UFPR) com amostras de alimentos utilizadas na
alimentação de suínos provindas de Marechal Cândido Rondon em julho do ano de
2008.
Os materiais experimentais utilizados foram a FDN do farelo de soja (FS),
milho duro (M), casca de soja (CS) e farelo de trigo (FT), e a FDN de misturas
compostas com 65% M + 35% FS, (M + FS) + 20% CS, (M + FS) + 10% CS, (M +
FS) + 20% FT, (M + FS) + 10% FT e 25% FS + 25% M + 25% FT + 25% CS. Os
alimentos e misturas utilizados foram submetidos à análise bromatológica para a
determinação de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), resíduo mineral (RM) e
fibra bruta (FB), conforme a AOAC (1995), e para fibra em detergente neutro (FDN),
fibra em detergente ácido (FDA) e lignina insolúvel em ácido (LIG) de acordo com
(Goering e Van Soest, 1970).
31
A obtenção da fibra dos materiais experimentais foi realizada em
quadruplicata, sendo duas para realização das determinações de CT, após secagem
a 65 °C por 12 h e duas para determinação da MS a 105 °C, das quais uma foi
utilizada para determinação da PB na FDN (Micro-Kjeldahl) e outra para
determinação do RM na FDN, a 500 °C, conforme técnica descrita como método
alternativo por Warpechowski e Silva (2006). Para a separação de FDN dos
materiais com teor esperado de amido maior do que 5% foi utilizada alfa-amilase
termoestável (Termamyl 120 L®, Novo Nordisk do Brasil Ltda.). Todas as análises
foram repetidas no tempo (Experimentos 1 e 2). No experimento 1 a alfa-amilase foi
adicionada na proporção de 2,0 ml/L de solução detergente neutro previamente à
extração (Van Soest et al., 1991). No Experimento 2, foram ainda realizadas mais
duas adições de 0,1 ml da enzima, uma no final do período de extração e outra na
primeira lavagem com água quente, diretamente no cadinho filtrante, mantendo-se
repouso por 30 s (Van Soest, et al. 1991; Hall, 2000).
A obtenção das curvas de titulação para determinação da CT foi realizada de
acordo com a metodologia descrita por McBurney et al. (1983), com modificações
descritas por (Oliveira Jr e Warpechowski, 2009; Capítulo 2). Para todas as
amostras foi determinado o pH inicial (pHi) da fibra do material em solução após
estabilização e as curvas de titulação foram realizadas entre o intervalo de pH do 8,0
ao 2,0. A medida acidez titulável foi determinada, partindo-se do pHi (AT), realizada
conforme técnica descrita por McBurney et al. (1983), e também com pH inicial
padronizado em 8,0 (ATP), conforme técnica descrita por Oliveira Jr e
Warpechowski (2009; Capítulo 2). A medida CT foi calculada pela razão entre a ATP
e o intervalo de pH utilizado, conforme descrito por (Gabert et al., 1995), e a medida
TLT determinada de acordo com técnica descrita por Oliveira Jr e Warpechowski
(2009; Capítulo 2).
Como houve variação dos resultados obtidos de PB e RM da FDN entre os
dois experimentos, estes foram submetidos a análise de variância e ao teste de
tukey com 5% de probabilidade. Todas as análises laboratoriais foram feitas em
replicatas e realizado análise de variância das medidas pHi, AT e CT para
verificação se houve diferença de repetição dentro do material. Para avaliação da
repetibilidade e precisão do método foi utilizada a amplitude entre replicatas dos
dados obtidos. Devido às diferenças bromatológicas dos materiais experimentais
obtido entre os dois experimentos, apenas os resultados do experimento 2, das
32
medidas pHi, AT, CT e TLT foram submetidos à análise de variância e agrupados
pelo teste de Duncan, com nível de significância de 5 %, como também aos testes
de aditividade. A aditividade dos diferentes métodos de determinação da CT foi
avaliada de duas formas. Pela diferença entre os valores medidos e calculados
expressos em percentagem dos valores medidos, sendo analisado o desvio padrão
da diferença, e os coeficientes de regressão e determinação das regressões
lineares. Como também foi avaliada pelas diferenças brutas encontradas, que foram
submetidos ao teste de t para a avaliação da exatidão da aditividade dos métodos e
o intervalo de confiança (95%) foi utilizado para avaliação da precisão desta
aditividade.
3.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A composição dos ingredientes e misturas são apresentadas na TABELA 3.1
e a composição dos resíduos de FDN obtidos é apresentada na TABELA 3.2.
TABELA 3.1. COMPOSIÇÃO QUÍMICA (VALORES ANALISADOS) DOS INGREDIENTES E
MISTURAS
1
.
Material MS% PB% RM% FDN% FDA% Lig.% FB%
Casca de soja 89,80 13,25 4,68 56,55 37,64 2,82 29,34
Farelo de trigo 87,70 13,11 3,80 36,13 8,88 3,35 2,01
Milho 86,39 8,15 0,97 12,83 3,91 2,41 1,68
Farelo de soja 88,09 35,61 4,95 18,85 8,58 2,30 5,32
M + FS
1
87,17 17,65 2,38 14,41 5,70 2,20 2,97
(M + FS) + 20%CS
2
88,01 17,23 2,67 24,06 11,43 2,52 8,22
(M + FS) + 10%CS
2
87,50 16,65 2,48 18,59 8,63 2,56 5,58
(M + FS) + 20%FT
3
87,42 16,95 2,63 20,06 6,77 2,74 3,57
(M + FS) + 10%FT
3
87,19 18,03 2,42 18,59 6,61 2,56 3,61
M + FS + FT + CS
4
88,26 18,25 3,29 30,69 14,10 2,42 9,95
1
M + FS, mistura com 65% milho + 35% farelo de soja;
2
mistura diluída com casca de soja na
proporção indicada;
3
mistura diluída com farelo de trigo na proporção indicada;
4
M + FS + CS + FT,
mistura com 25% milho + 25% farelo de trigo + 25% casca de soja + 25% farelo de soja.
MS, matéria seca; PB, proteína bruta; RM, resíduo mineral; FDN, fibra em detergente neutro; FDA,
fibra em detergente ácido; Lig, lignina; FB, fibra bruta.
Os resultados da amplitude entre replicatas para as diferentes medidas
avaliadas (em % da média) são apresentados na TABELA 3.3. Embora não haja
diferença significativa de repetição dentro de material em nenhuma das medidas
(p>0,97), a amplitude encontrada foi bastante elevada com exceção apenas para o
pHi. O maior valor obtido de amplitude média foi para TLT no Experimento 1 (18,53)
e a menor para a medida CT no Experimento 2 (11,39) (TABELA 3.3). Para as
33
demais medidas, a amplitude variou entre 11,56 e 13,31, indicando a necessidade
de maior número de replicatas para a obtenção de valores mais confiáveis (TABELA
3.3).
TABELA 3.2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA FDN SEPARADA DOS MATERIAIS EXPERIMENTAIS.
Material
MS%
(média de 2 replicatas)
N%
(uma replicata)
RM%
(uma replicata)
Experimento 1
Casca de soja 95,78 11,67 3,36
Farelo de trigo 97,23 9,06 3,32
Milho 94,59 7,23 5,05
Farelo de soja 92,40 20,59 8,66
(M + FS)
1
93,47 14,24 5,61
(M + FS) + 20%CS
2
93,07 11,02 3,56
(M + FS) + 10%CS
2
92,40 11,64 4,19
(M + FS) + 20%FT
3
93,07 11,59 5,28
(M + FS) + 10%FT
3
92,33 12,84 3,07
(M + FS + FT + CS)
4
94,41 8,73 3,50
Média 93,87 11,86 4,56
Experimento 2
Casca de soja 90,17 8,41 2,87
Farelo de trigo 90,09 7,66 1,27
Milho duro 90,39 6,02 1,19
Farelo de soja 88,78 19,26 6,31
M + FS
1
90,05 10,60 3,73
(M + FS) + 20%CS
2
91,22 9,90 2,40
(M + FS) + 10%CS
2
94,80 10,72 2,86
(M + FS) + 20%FT
3
89,97 11,27 3,06
(M + FS) + 10%FT
3
95,12 10,21 3,27
M + FS + FT + CS
4
95,56 10,62 2,65
Média 91,64 10,46 2,96
1
M + FS, mistura com 65% milho + 35% farelo de soja;
2
mistura diluída com casca de soja na
proporção indicada;
3
mistura diluída com farelo de trigo na proporção indicada;
4
M + FS + FT + CS,
mistura com 25% milho + 25% farelo de trigo + 25% casca de soja + 25% farelo de soja.
MS, matéria seca ; N, nitrogênio; RM, resíduo mineral.
Dentre os fatores que podem ter afetado o erro laboratorial pode ser citada a
pouca quantidade de resíduo de fibra utilizada para obtenção das curvas de
titulação, de aproximadamente 0,5000 g, bem como a necessidade de alterar a
quantidade de amostra inicial de alimento para obtenção de resíduo de fibra
suficiente para materiais com baixo teor de FDN como o milho. O teor de gordura
acima de 10% pode atrapalhar o processo de filtragem da análise de FDN (Van
Soest et al., 1991), que juntamente com a análise realizada com maior quantidade
de material dificultaram ainda mais o processo de filtragem no Experimento 1,
resultando em média de RM nos resíduos de fibra significativamente superior à
obtida no Experimento 2, no qual a utilização de amilase foi intensificada (p<0,001).
O resíduo da FDN pode apresentar níveis variáveis de N e minerais
(Warpechowski e Silva 2006), o que pode afetar pH do material em solução aquosa,
34
e também sua CT (Oliveira Jr e Warpechowski, 2009; Capítulo 2). Hall (1997; 2000)
cita a contaminação com minerais e a ineficiente solubilização do amido como
causas importantes de erro nas análises de FDN. Os resultados obtidos no presente
trabalho demonstram que problemas ou variações no procedimento de obtenção do
resíduo de FDN pode afetar a composição do material final e, consequentemente,
resultar em artefatos de análise na determinação da CT, como já havia sido
observado por Warpechowski e Silva (2006) para a determinação da troca catiônica
da fibra de alimentos. Devido a esses problemas, os resultados do Experimento 1
não foram utilizados na análises estatísticas seguintes.
TABELA 3.3. AMPLITUDE DAS MEDIDAS pH INICIAL (pHI), ACIDEZ TITULÁVEL (AT
A
, ATP
B
),
CAPACIDADE TAMPONANTE (CT
C
) E PELA TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT
D
).
OBTIDAS POR DUAS REPETIÇÕES POR MATERIAL EXPERIMENTAL.
Material pHi AT ATP CT TLT
Experimento 1
Casca de soja 1,21 9,60 17,13 10,13 18,01
Farelo de trigo 3,61 15,44 12,88 16,11 15,14
Milho duro 2,29 14,84 11,22 2,61 0,59
Farelo de soja 0,38 20,98 20,72 20,87 48,69
M + FS
1
0,76 14,58 14,80 11,52 15,32
M + FS + 20%CS
2
3,17 9,87 6,77 9,07 46,64
M + FS + 10%CS
2
0,14 6,01 6,59 6,69 0,67
M + FS + 20%FT
3
2,16 20,66 19,11 20,85 21,58
M + FS + 10%FT
3
0,60 8,02 8,75 9,90 3,66
M + FS + FT + CS
4
0,28 6,18 11,64 12,22 15,00
Media 1,46 12,62 11,56 12,00 18,53
Experimento 2
Casca de soja 3,78 19,39 8,32 8,10 10,43
Farelo de trigo 10,11 15,36 15,44 0,81 16,98
Milho duro 4,44 12,40 12,22 14,13 9,36
Farelo de soja 0,20 5,85 6,11 3,58 1,11
M + FS
1
0,35 17,15 17,64 18,80 13,20
M + FS + 20%CS
2
8,53 18,14 19,71 22,80 29,37
M + FS + 10%CS
2
1,13 11,44 11,59 12,71 13,41
M + FS + 20%FT
3
1,67 17,83 18,31 18,21 20,37
M + FS + 10%FT
3
0,85 3,67 3,61 3,25 3,50
M + FS + FT + CS
4
1,46 11,82 11,80 11,52 9,10
Media 3,25 13,31 12,48 11,39 12,68
a
AT
– acidez titulável partindo do pH inicial
b
ATP – acidez titulável a partir de pH estipulado (8,00)
c
CT – AT2/intervalo de pH.
d
TLT – 1/b, sendo b a inclinação da regressão linear entre o EXP(1/pH) e a adição de ácido.
1
M + FS, mistura com 65% milho + 35% farelo de soja;
2
mistura diluída com casca de soja na
proporção indicada;
3
mistura diluída com farelo de trigo na proporção indicada;
4
M + FS + FT + CS,
mistura com 25% milho + 25% farelo de trigo + 25% casca de soja + 25% farelo de soja.
Os resultados obtidos e o teste de comparação de médias das medidas pHi,
AT
1
(a partir do pHi), ATP (a partir do pH 8,0), CT e TLT estão apresentadas na
TABELA 3.4.
35
O menor valor de pHi obtido da fibra dos alimentos foi para a mistura diluída
com 20% de casca de soja (6,12) e maior para farelo de trigo (8,19), ambos
diferentes estatisticamente dos outros materiais (P<0,05). Entre os demais materiais
não houve diferença significativa do pHi em solução, variando entre 7,05 para a
diluição com 20% de farelo de trigo e 7,62 para a mistura com 25% de cada material.
Os resultados obtidos de pHi apresentaram valores próximos entre si e sempre
elevados em comparação aos obtidos em outros trabalhos utilizando amostras de
alimentos (Giger-Reverdin et al., 2002; Lawlor et al., 2005; Bockor et al., 2008),
concordando com os resultados obtidos na fibra de alimentos apresentados por
Oliveira Jr e Warpechowski (2009; Capítulo 2), que segundo os autores pode estar
atribuído à contaminação de solução detergente neutro presente no resíduo de FDN
avaliado.
TABELA 3.4. VALORES MÉDIOS DAS MEDIDAS pH INICIAL (pHI), ACIDEZ TITULÁVEL (AT, ATP),
CAPACIDADE TAMPONANTE (CT) E TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT).
Material pHi AT
a
ATP
b
CT
c
TLT
d
Casca de soja 7,49
b
1,06
d
1,00
e
0,168
e
1,83
d
Farelo de trigo 8,19
a
1,03
d
1,03
de
0,180
de
1,83
d
Milho duro 7,52
b
1,23
cd
1,23
cde
0,198
cde
2,17
cd
Farelo de soja 7,32
b
2,21
a
2,25
a
0,366
a
3,68
a
M + FS
1
7,35
b
1,66
b
1,68
b
0,276
b
2,83
b
M + FS + 20%CS
2
6,12
c
1,55
bc
1,60
b
0,260
b
2,69
bc
M + FS + 10%CS
2
7,42
b
1,50
bc
1,51
bc
0,249
bc
2,68
bc
M + FS + 20%FT
3
7,05
b
1,41
bc
1,43
bc
0,235
bcd
2,39
bcd
M + FS + 10%FT
3
7,53
b
1,44
bc
1,45
bc
0,240
bc
2,38
bcd
M + FS + FT + CS
4
7,62
b
1,33
bcd
1,34
bcd
0,221
bcde
2,33
bcd
CV% 3,31 9,65 9,57 9,83 10,50
a
AT
– acidez titulável partindo do pH inicial
b
ATP – acidez titulável a partir de pH estipulado (8,00)
c
CT – AT2/intervalo de pH.
d
TLT – 1/b, sendo b a inclinação da regressão linear entre o EXP(1/pH) e a adição de ácido.
1
M + FS, mistura com 65% milho + 35% farelo de soja;
2
mistura diluída com casca de soja na
proporção indicada;
3
mistura diluída com farelo de trigo na proporção indicada;
4
M + FS + FT + CS,
mistura com 25% milho + 25% farelo de trigo + 25% casca de soja + 25% farelo de soja.
Médias seguidas por letras distintas na mesma coluna, diferem significativamente pelo teste de
Duncan (p<0,05).
A medida AT foi determinada de 2 formas, a partir do pHi (AT) e do pH
padronizado (ATP). Para a medida AT e ATP os maiores valores obtidos foram para
o farelo de soja (2,21 e 2,25) e os menores para casca de soja (1,06 e 1,00) e farelo
de trigo (1,03 e 1,03) respectivamente (TABELA 3.4). A fibra do milho utilizada neste
experimento apresentou valor de AT (1,23) mais elevado que o esperado em relação
ao valor encontrado na literatura (0,741) utilizando-se o mesmo intervalo de pH
(Oliveira Jr e Warpechowski, 2009; Capítulo 2). As demais misturas permaneceram
36
com valores intermediários, sendo menor do que o farelo de soja e maior do que
farelo de trigo e casca de soja (p<0,05) (TABELA 3.4).
A acidez titulável foi obtida neste trabalho a partir do pHi (AT) de acordo com
diversos autores (McBurney et al., 1983; Warpechowski, 1996; Warpechowski et al.
2005; Warpechowski e Ciocca, 2006; Bockor et al., 2007), como também a partir de
pH fixo 8,0 (ATP). A medida AT determinada partindo-se do pHi até pH desejado
acarreta em valores de AT dependentes de pHi do material analisado (Oliveira Jr e
Warpechowski, 2009; Capítulo 2), o que de acordo com o mesmo autor melhora a
correlação da medida quando avaliada em outras faixas de pH. A modificação do
método não alterou a ordem e diferenças significativas entre os materiais.
Entretanto, o CV da medida ATP foi melhor que as demais medidas, o que pode ser
explicado pela padroniação do pHi da fibra dos materiais experimentais. Apesar
disso, na medida AT, todos os valores de pHi foram próximos, variando de 6,12 a
8,19, em uma faixa em que o tamponamento é muito pequeno (TABELA 3.4).
Entretanto, os valores obtidos de pHi do alimento são bastante variáveis (Bockor et
al., 2007), diferentemente do pHi da fibra de alimentos (Oliveira Jr e Warpechowski,
2009; Capítulo 2). Logo, se a análise for realizada diretamente em alimentos, se
espera que a medida ATP seja mais apropriada.
A medida CT da fibra dos alimentos avaliados neste trabalho variou entre
0,366 para o farelo de soja e 0,168 para a casca de soja (TABELA 3.4). A CT da
fibra da mistura diluída em 20% de farelo de trigo não apresentou diferenças
significativas em relação à das fibras de milho e farelo de trigo sendo maior apenas
que a da casca de soja. Já a fibra da mistura com 25% de cada material, apresentou
valores de CT maiores que os obtidos para as de casca de soja e farelo de trigo
(P<0,05) (TABELA 3.4). Para a fibra de todas as demais misturas, os valores de CT
foram intermediários, menores que do farelo de soja e maiores que os demais
ingredientes isolados (P<0,05) (TABELA 3.4). Com exceção da mistura diluída em
20% de FT, os resultados obtidos mantiveram o mesmo comportamento e ordem de
classificação das medidas AT e ATP.
A TLT apresentou comportamento semelhante às demais medidas. A fibra do
farelo de soja obteve o maior valor de TLT (3,68), sendo os menores valores obtidos
para fibra da casca de soja (1,83) e farelo de trigo (1,83) (TABELA 3.4). A fibra do
milho apresentou valores de TLT intermediário entre as misturas diluídas com casca
de soja, as misturas diluídas com farelo de trigo e a mistura diluída com 25% de
37
cada material, apresentando diferença significativa em relação a mistura constituída
de 65% farelo de milho e 35% farelo de soja (P<0,05) (TABELA 3.4). Os resíduos
das misturas com 65% milho + 35% farelo de soja e das misturas diluídas em casca
de soja apresentaram valores de TLT maiores que a casca de soja e farelo de trigo e
menores que o farelo de soja (P<0,05) (TABELA 3.4).
Os resultados obtidos da análise estatística e do teste de comparação de
médias demonstram que as medidas ATP e CT foram ligeiramente mais sensíveis
do que as medidas AT e TLT (TABELA 3.4). Além disso, a medida ATP apresentou
menores valores no coeficiente de variação que as demais medidas, o que
demonstra melhor homogeneidade dos dados obtidos (TABELA 3.4).
Os registros da literatura apontam valores maiores de AT e CT em amostras
do alimento integral de farelo de soja do que de cereais (Giger Reverdin et al., 2002;
Lawlor et al., 2005; Bockor et al., 2007), e o mesmo ocorre a FDN desses alimentos
(Warpechowski, 1996; Warpechowski et al., 2005; Warpechowski e Ciocca, 2006;
Oliveira Jr e Warpechowski, (2007). De acordo com Oliveira Jr et al., (2008), a
quantidade residual de elementos como N e minerais na fração do resíduo obtido
pela análise de FDN depende da composição inicial do alimento analisado. Neste
trabalho, os valores obtidos do farelo de soja foram numericamente mais elevados
quanto ao RM e N analisado no alimento, como no resíduo obtido da análise de
FDN, o que explica os valores mais elevados da CT.
De acordo com Annison e Choct (1994) e McBurney et al. (1983), avaliando
alimentos para ruminantes, em especial forragens, o valor de CT normalmente é alto
nas pectinas e lignina, variável nas hemiceluloses e proporcionalmente mais baixo
na celulose. Entretanto, conforme os dados apresentados, este conceito não se
aplica nos alimentos concentrados como farelo de soja e cereais utilizados neste
trabalho. No resíduo do FDN os componentes teoricamente remanescentes são
celulose, hemicelulose e lignina (Goering e Van Soest, 1970; Carré, 1985; Hall,
1997). Logo, os valores dos níveis de lignina dos alimentos apresentados obtidos
foram maiores numericamente para farelo de trigo (TABELA 3.1), que obteve os
menores valores de AT, ATP, CT e TLT (TABELA 3.4). Esses resultados
demonstram que além dos minerais e N, a composição da hemicelulose restante da
análise da FDN (que é bastante variável) dos alimentos estudados neste
experimento pode apresentar tamponamento proporcionalmente mais importante
que as outras frações remanescentes da fibra.
38
De acordo McBURNEY (1986) as pectinas também se relacionam com a
capacidade de troca catiônica e a capacidade tamponante da fibra vegetal devido as
ligações dos íons metálicos a sua estrutura macromolecular. As pectinas ou
substâncias pécticas são polímeros de ácido β (1-4) D-galacturônico e estão
presentes primordialmente na lamela média e parede primária da célula vegetal,
servindo de elemento cimentante de membrana (Ferreira, 1994; Carré, 2002).
Devido a essa estrutura molecular, as pectinas possuem grande número de sítios
ativos com alta reatividade, os quais formam pontes de ligação entre cadeias por
meio de cátions bivalentes (Ca, Mg), os quais são extraídos por substancias
quelantes, como o EDTA, tornando essa fração solúvel na solução de detergente
neutro (Van Soest, 1994). Na análise de FDN, o resíduo obtido neste procedimento
utilizado, alguns componentes importantes para a avaliação da CT como parte da
fibra solúvel e pectina são solubilizados. Entretanto, não foram registrados na
literatura, tentativas de avaliação da CT realizada na fibra do material provida de
outros métodos de avaliação da fibra, os quais provavelmente apresentem melhor
relação com a CT da fibra dos alimentos. O método desenvolvido por Carré e
Brillouet (1989), denominado de parede celular insolúvel em água (PCIA), determina
compostos como celulose, hemicelulose, lignina e pectina. Outro método
desenvolvida por Prosky et al. (1984), determina a fibra total, solúvel e insolúvel da
dieta. Estas medidas, por incluírem a fração de polissacarídeos não amiláceos
solúveis e as pectinas, parecem ser medidas mais interessantes para a
caracterização da CT da fibra de alimentos
Os resultados obtidos dos valores medidos e calculados para as medidas AT,
ATP, CT e TLT das misturas e a comparação da aditividade dos métodos são
apresentados nas TABELAS 3.5 e 3.6. De acordo com Oliveira Jr e Warpechowski
(2008), embora tenham sido publicados trabalhos com ajuste de equações não-
lineares (Giger-Reverdin et al., 2001), não foram encontrados registros de
avaliações da aditividade de medidas linearizadas da CT.
A diferença média em percentagem entre valores medidos e calculados
variou de 5,05% para AT e 7,13% para TLT (TABELA 3.5). O desvio padrão da
diferença medida foi maior para a medida ATP (6,18) e menor para a medida AT
(5,04) (TABELAS 3.5 e 3.6). O coeficiente de regressão das regressões lineares
entre os valores medidos e calculados foi menor para TLT (0,42) e maior para AT
(0,54), com as demais medidas apresentando valores intermediários, e o coeficiente
39
de determinação foi de 0,49 para a medida AT, 0,42 para CT, 0,38 para ATP e 0,25
para a medida TLT (TABELAS 3.5 e 3.6).
TABELA 3.5. DIFERENÇA ENTRE VALORES DAS MEDIDAS ACIDEZ TITULÁVEL (AT) E ACIDEZ
TITULÁVEL PADRONIZADA (ATP) MEDIDOS E CALCULADOS NA FIBRA DE MISTURAS DE
ALIMENTOS (EM PERCENTAGEM DA MÉDIA E DIFERENÇA BRUTA), DESVIO PADRÃO (DP) DA
DIFERENÇA, COEFICIENTE DE REGRESSÃO (X) E COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO (r
2
) DAS
MISTURAS ANALISADAS.
Material AT
m
AT
c
D% DB ATP
m
ATP
c
D% DB
M+FS* 1,66 1,66 0,18 0,003 1,68 1,68 0,44 0,007
M+FS + 20% Casca de Soja (CS) 1,55 1,36 12,25 -0,190 1,60 1,35 15,61 -0,249
M+FS + 10% Casca de Soja (CS) 1,50 1,48 1,45 -0,022 1,51 1,48 1,91 -0,029
M+FS + 20% Farelo de trigo (FT) 1,41 1,42 0,58 0,008 1,43 1,43 0,30 0,004
M+FS + 10% Farelo de trigo (FT) 1,44 1,57 8,97 0,129 1,45 1,58 9,59 0,139
25%M + 25%FS + 25%FT + 25%CS 1,33 1,24 6,88 -0,092 1,34 1,22 8,35 -0,112
Média 5,05 -0,027 6,03 -0,040
DP 5,04 6,18
X 0,54 0,46
r
2
0,49 0,38
AT
m,
acidez titulável medida; AT
c,
acidez titulável calculado.
D%, diferença em percentagem entre os valores determinados e estimados em relação aos valores
calculados.
DB, diferença bruta entre os valores determinados e estimados.
*mistura constituída por 65% milho duro e 35% farelo de soja
TABELA 3.6. DIFERENÇA ENTRE VALORES DAS MEDIDAS CAPACIDADE TAMPONANTE (CT) E
TAXA LINEAR DE TAMPONAMENTO (TLT) MEDIDOS E CALCULADOS NA FIBRA DE MISTURAS
DE ALIMENTOS (EM PERCENTAGEM DA MÉDIA E DIFERENÇA BRUTA), DESVIO PADRÃO (DP)
DA DIFERENÇA, COEFICIENTE DE REGRESSÃO (X) E COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO (r
2
)
DAS MISTURAS ANALISADAS.
Material CT
m
CT
c
D% DB TLT
m
TLT
c
D% DB
M+FS* 0,28 0,27 1,29 -0,004 2,83 2,84 0,49 0,014
M+FS + 20% Casca de Soja (CS) 0,26 0,22 15,06 -0,039 2,69 2,34 13,13 -0,353
M+FS + 10% Casca de Soja (CS) 0,25 0,24 3,45 -0,009 2,68 2,53 5,60 -0,150
M+FS + 20% Farelo de trigo (FT) 0,24 0,24 0,65 0,002 2,39 2,45 2,61 0,062
M+FS + 10% Farelo de trigo (FT) 0,24 0,26 6,83 0,016 2,38 2,69 13,03 0,311
25%M + 25%FS + 25%FT + 25%CS 0,22 0,20 7,42 -0,016 2,33 2,14 7,92 -0,185
Média 5,78 -0,008 7,13 -0,050
DP 5,33 5,26
X 0,52 0,42
r
2
0,42 0,25
CT
m,
capacidade tamponante medida, CT
c,
Capacidade tamponante calculada.
TLT
m,
Taxa linear de tamponamento medida, TLT
1
c,
Taxa linear de tamponamento calculada.
D%, diferença em percentagem entre os valores determinados e estimados em relação aos valores
calculados.
DB, diferença bruta entre os valores determinados e estimados.
*mistura constituída por 65% milho duro e 35% farelo de soja
Avaliando os resultados obtidos da diferença média em percentagem, embora
a diferença entre os valores determinados e calculados permanecerem próximos
entre as diferentes medidas utilizadas (AT, ATP. CT e TLT), a medida determinada
como TLT não apresentou melhora no desvio padrão da diferença medida, bem
40
como não melhorou os valores do coeficiente de regressão e de determinação, que
foram baixos para todas as medidas. Entretanto, este tipo de avaliação pode
apresentar problemas, e a qualidade desta avaliação depende do número de
amostras e da amplitude entre o maior e menor valor, que neste caso é pequena
devido a utilização de apenas 6 amostras. Outro aspecto importante, neste trabalho
foram utilizadas somente duas replicatas para a obtenção da média, sendo esperado
que com maior número de replicatas seja possível melhorar os resultados de
repetibilidade, e com maior número de amostras seja possível melhorar os
coeficientes do teste de aditividade para todas as medidas.
A Média da diferença bruta obtida dos diferentes métodos e dos respectivos
intervalo de confiança e do teste de t foram de -0,0273 +/-0,1123 para AT (p>0,56), -
0,0400 +/-0,1370 para ATP (p>0,49), -0,0083 +/-0,0194 para CT (p>0,32) e de , -
0,0502 +/-0,2425 para TLT (p>0,62) (TABELAS 3.5 e 3.6).
Ao avaliar a diferença bruta entre os valores calculados e medidos, os
resultados obtidos do teste de aditividade para todos os métodos apresentaram
exatidão e precisão aceitáveis. Não houve diferença significativa de nenhuma das
variáveis avaliadas em relação a zero com nível de significância a 5%, indicativo de
que todos os métodos utilizados para determinação da CT demonstraram ser
potencialmente aditivos, porém, o método proposto TLT apresentou maior valor de
probabilidade em relação aos demais, apresentando melhor exatidão quanto à
aditividade.
3.5. CONCLUSÃO
É possível avaliar a capacidade tamponante da fibra de alimentos utilizando
diferentes métodos, mas é necessário maior número de replicatas para a obtenção
de resultados com menor amplitude e maior precisão dos dados experimentais.
Todos os métodos utilizados para a determinação da capacidade tamponante
demonstraram ser potencialmente aditivos.
41
3.6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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42
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WARPECHOWSKI, M.B.; SILVA, D.A. Modificação de técnica de determinação da
capacidade de troca catiônica da fibra em detergente neutro de alimentos. Archives
of Veterinary Science, Curitiba, v. 11, n. 2, p. 30-33, 2006.
43
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
No presente estudo, foi possível avaliar a capacidade tamponante de
alimentos utilizando novo método de linearização das curvas de titulação.
A quantidade de N e minerais presentes no resíduo fibroso da análise de fibra
em detergente neutro podem afetar consideravelmente a análise das curvas de
titulação.
A nova medida proposta denominada de taxa linear de tamponamento
apresentou ajuste satisfatório à regressão linear para a fibra de alimentos.
A amplitude dos resultados obtidos das replicatas para todos os métodos
avaliados foi elevada, o que sugere a necessidade de maior número de replicatas
das curvas de titulação para a avaliação da capacidade tamponante.
Todas as medidas apresentaram correlação linear positiva entre as medidas
acidez titulável e a nova medida proposta, mesmo quando avaliadas em diferentes
faixas de pH.
Todos os métodos utilizados para a determinação da capacidade tamponante
(AT, ATP, CT e TLT) demonstraram ser potencialmente aditivos.
A avaliação da CT pela taxa linear de tamponamento permite a obtenção de
uma taxa linear única que explica a capacidade tamponante em ampla faixa de pH, o
que provavelmente melhora a correlação com outras medidas aplicada aos
alimentos.
A avaliação da CT obtida do resíduo da análise de fibra em detergente neutro
dos alimentos pode ser realizada no material obtido por outros métodos, que incluem
a fração de polissacarídeos não amiláceos solúveis e as pectinas, componentes da
fibra que possuem importante influência na capacidade tamponante de alimentos.
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