Determinação da alcalinidade das cinzas de cacau

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O chocolate é preparado com grãos de cacau e agora é consumido de diversas formas em todo o mundo, embora no passado tenha sido um produto disponível apenas para um seleto grupo. O cacau foi amplamente usado na América do Sul por maias, e mais tarde chegou à Espanha, onde ganhou grande popularidade. Com o tempo, lojas de chocolate começaram a ser abertas por toda a Europa, uma variedade de doces e bolos começaram a ser fabricados a partir dos grãos de cacau. Hoje são consumidos mais de 3 milhões de toneladas de grãos de cacau anualmente, cerca de 90% desses graus são provenientes de pequenos produtores.

As árvores de cacau podem ser encontradas ao longo da linha do Equador. Como resultado do calor e da umidade constantes, essas árvores produzem vagens de cacau durante todo o ano. No entanto, existem apenas duas grandes culturas neste período. As vagens de cacau são coletadas manualmente, abertas e a polpa e as sementes são extraídas. Essas sementes são colocadas em caixas de madeira, permanecendo ali para fermentação por 9 dias. Elas são então desidratadas, embaladas em sacos de juta e enviadas para os locais de processamento. Nesses lugares, as sementes são moídas e a casca é separada, deixando um material chamado raminhos. Esses raminhos são moídos para preparar uma pasta grossa chamada licor de chocolate, usada para gerar o pó de cacau, a manteiga de cacau e o chocolate sem açúcar.

Várias análises podem ser realizadas no pó de cacau para determinar sua qualidade.

O teor de cinzas do cacau em pó pode fornecer dados valiosos sobre a região onde o cacau foi cultivado, sua qualidade, o nível de adulteração e a quantidade de minerais presentes.

O teor de cinzas do referido pó tem valores típicos entre 4 e 14%, enquanto produtos de alta qualidade são encontrados em valores abaixo de 8%. Para determinar o teor de cinzas, o cacau em pó é pesado e incinerado para remover toda a matéria orgânica. A cinza resultante é pesada novamente e expressa em porcentagem de peso.

Este teste é realizado de maneira comum para determinar o nível de pureza. Durante esse processo de geração de cinzas, todos os citratos, tartaratos e malatos presentes são convertidos em carbonatos, o que aumentará o valor da alcalinidade. A determinação da alcalinidade das cinzas indica não apenas os carbonatos presentes, mas também a potencial adulteração mineral do cacau, se houver um valor excessivo desse parâmetro. A alcalinidade das cinzas é expressa em porcentagem em peso de óxido de potássio (K2O). O pó de cacau de alta qualidade possui uma alcalinidade inferior a 1% de K2O/100g de cinza e pode ter até 6% de K2O/100g de cinza.

Aplicação

Os responsáveis ​​por um programa de educação alimentar entraram em contato com a Hanna Instruments para caracterizar a qualidade de sua matéria-prima de cacau em pó. O cliente queria seguir o método AOAC972.15. Para o processo de incineração de cacau, uma amostra de 2-5 gramas de cacau em pó é pesada e incinerada a 600°C para queimar toda a matéria orgânica e componentes voláteis. A cinza resultante é completamente seca e pesada para determinar efetivamente a cinza pura presente. Após o processo de incineração, o programa educacional seguiu o método AOAC975.11 para determinar a alcalinidade das cinzas solúveis e insolúveis.

Para a determinação da alcalinidade das cinzas solúveis em água, ela é misturada com 10 mL de água deionizada e aquecida quase até ferver. A solução é filtrada e titulada com 0.1 m de ácido clorídrico (HCl), até ao ponto final da laranja de metilo que é pH 3.8.

Para a determinação da alcalinidade das cinzas insolúveis em água, as cinzas remanescentes no filtro da etapa anterior são recuperadas e incineradas por 30 minutos a 600°C. A amostra é arrefecida e são adicionados 10 mL de água deionizada e 10 mL de HCl 0.5M. A amostra é aquecida até ferver e lavada em um béquer com água deionizada. O béquer é colocado em banho-maria com água por 15 minutos, com agitação constante antes da titulação. O excesso de HCl é titulado com hidróxido de sódio 0.1M (NaOH) até o ponto final do verde de bromocresol que é pH 4.5. Os resultados para cinzas solúveis e insolúveis são relatados como alcalinidade em mL ácido/100 g de amostra.

O titulador automático HI932 com duas bombas foi uma ótima solução para esse cliente, pois permitiu determinar os valores de alcalinidade para cinzas solúveis e insolúveis. O titulador foi fornecido com o eletrodo de pH HI1131B para causa de seu corpo de vidro e junção de referência dupla. Como esse cliente utilizou dois titulantes diferentes para esse procedimento, o uso de duas buretas economizou tempo e custos com os produtos químicos utilizados, porque eles não precisavam enxaguar e escorvar a bureta com um novo titulante cada vez que mudavam de um método para outro.

O cliente apreciou a capacidade do equipamento de criar dois métodos de ponto final personalizados definidos para os dois tipos de alcalinidade, com cálculos genéricos personalizáveis ​​e de mostrar os resultados em suas unidades preferidas de mL de ácido/100g de amostra. Ele escolheu usar a função “método vinculado” do titulador para executar a primeira titulação de alcalinidade das cinzas solúveis em água, trocaram o recipiente da amostra e, em seguida, iniciaram manualmente a titulação para determinar a alcalinidade das cinzas insolúveis em água. O cliente entendeu que essa função facilitaria a observação da relação entre um teste e outro para fins de rastreabilidade dos resultados. A capacidade de transferir os valores através de uma porta USB também lhe permitiu gerenciar os dados e medir a qualidade do pó de cacau recebido ao longo do tempo

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