Determining aluminum dissolution when cooking food in aluminium cans
Sílvia Tondella Dantas*; Elisabete Segantini Saron; Fiorella Balardin Hellmeister Dantas; Daniela Mary Yamashita; Paulo Henrique Massaharu Kiyataka
Centro de Tecnologia de Embalagem – CETEA, Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL, Av. Brasil, 2880, Jd. Chapadão, CEP 13070-178, Campinas - SP, Brasil, E-mail: silviatd@ital.sp.gov.br
RESUMO
Embora os estudos mais recentes não confirmem a correlação entre a presença do alumínio no organismo humano e o Mal de Alzheimer, com freqüência esse assunto é trazido à tona. O presente trabalho foi realizado de forma a avaliar a ocorrência de migração significativa de alumínio proveniente de utensílios domésticos, durante o preparo de alimentos. Foram estudados sete tipos de alimentos com preparos diferenciados e três tipos de panela (caçarola, de pressão e frigideira), nas versões sem e com revestimento (Teflon). A análise do metal foi realizada em espectrômetro de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado. Os resultados demonstraram transferência desprezível do Al para alguns alimentos, sendo que a maior transferência ocorreu no preparo de molho de tomate (baixo valor de pH), na panela sem revestimento. Um cardápio preparado com todos esses alimentos para as duas refeições diárias, mostrou que a massa de Al incorporada pelo alimento corresponde a 2% do limite de ingestão diária de Al (1 mg.kg -1 de peso corporal/dia), considerando-se um indivíduo de 60 kg. Assim, conclui-se que o uso de panelas de alumínio no preparo de alimentos praticamente não interfere na ingestão total do elemento para o ser humano.
Palavras-chave: panelas de alumínio; alimentos; migração de alumínio; cozimento.
ABSTRACT
Aluminum is associated with neurological diseases, such as Alzheimer by some authors. Although this has never been confirmed, there is evidence of an accumulation in kidneys of people with renal problems. This present work was carried out to address this subject by evaluating the occurrence of significant aluminum migration from cooking utensils during food preparation. Eight types of food cooked in different ways and three distinct types of pans (a saucepan, pressure cooker and frying pan), with and without teflon coating, were evaluated. The metal analysis was conducted in an Optical Emission Spectrometer with Inductively Coupled Plasma. The results showed insignificant transference of aluminum in some food products. The main transference occurred when tomato sauce was prepared, which has a low pH, in the pan without teflon coating. The menu prepared with all the foods for two meals in a day showed that the aluminum mass incorporated by the food corresponded to 2% of the daily consumption limit of aluminum for a 60 kg person (1 mg.kg -1 of body weight per day). Thus, the use of aluminum pans in food cooking practically does not interfere in the total consumption of aluminum allowed for people.
Keywords: aluminum cooking utensils; foods; aluminum migration; cooking.
1 Introdução
Várias são as possibilidades de ingresso do alumínio no ser humano por via digestiva: alimentos, aditivos para alimentos contendo alta concentração de Al, ingestão de antiácidos e outros medicamentos contendo hidróxido de alumínio e ainda água potável. Suspeitas são levantadas, através de vários estudos, de que as panelas e embalagens de alumínio possam se constituir também em fonte significativa de alumínio. Segundo LÓPEZ12, a ingestão média de alumínio corresponde a cerca de 30 mg por dia; nos EUA, dados apresentados pela FDA em 1995 estimam que a exposição na dieta de mulheres adultas é de 7 mg.dia-1 e em homens de 8 a 9 mg.dia-1 2. Segundo a Organização Mundial de Saúde20, a ingestão diária de alumínio em adultos varia entre os diferentes países, sendo de 1,9 a 2,4 mg na Austrália, de 3,9 mg no Reino Unido, de 6,7 mg na Finlândia e de 8 a 11 mg na Alemanha. Em crianças entre 5 e 8 anos, a mesma referência cita ingestão de 0,8 mg.dia-1 na Alemanha e de 6,5 mg.dia-1 nos EUA.
O alumínio é facilmente eliminado pelo organismo, mas quando absorvido, é distribuído principalmente nos ossos, fígado, rins e cérebro. Em mamíferos, a absorção gastrointestinal de alumínio é baixa devido à conversão de sais de Al em fosfato de alumínio, que é insolúvel no aparelho digestivo. Isso pode ocorrer a partir de mudanças no pH e presença de fosfato na dieta4. Vale salientar, portanto, que a sua biodisponibilidade é diretamente dependente da sua forma química.
A concentração natural de alumínio nos alimentos geralmente é baixa, da ordem de 5 mg.kg -1, embora alguns aditivos contenham altas concentrações desse elemento, aumentando, portanto, o teor final no produto processado. Vegetais e saladas contêm cerca de 5 a 10 mg.kg -1, enquanto alguns condimentos desidratados e folhas de chá apresentam teores de dezenas ou centenas de ppm de alumínio11.
O alumínio foi considerado um elemento isento de risco para o ser humano por muito tempo; entretanto, a partir da década de 70, as referências de alguns autores, relacionando-o a doenças, motivaram sua avaliação toxicológica11.
Alguns autores relacionam o elemento à doença de Alzheimer e a outros tipos de escleroses, já que nos pacientes com a doença foi detectado o aumento da concentração de alumínio no cérebro, músculos e ossos4. Na década de 80, alguns pesquisadores encontraram níveis elevados de elementos como alumínio, mercúrio, chumbo, bromo e ferro no cérebro de pacientes que faleceram em função do Mal de Alzheimer, mas a relação entre esses fatores não foi confirmada por outros autores, e além disso, existe a hipótese de que o acúmulo dessas substâncias seja conseqüência e não causa da doença. Algumas teorias tentam explicar a causa do Mal de Alzheimer em idosos baseando-se na genética, na auto-imunidade e em outros fatores2.
Por outro lado, a ingestão de medicamentos contendo hidróxido de alumínio e de outras fontes agrava a saúde de pacientes renais crônicos, devido à sua dificuldade em eliminá-lo4. Nesses casos a sua ingestão por qualquer tipo de fonte deve ser evitada, ou seja, deve ser utilizada a prescrição médica relativamente à dieta a ser seguida.
Em 1989 a FAO/WHO apresentou um relatório, elaborado pelo Comitê de Especialistas em Aditivos de Alimentos, recomendando o estabelecimento de limite máximo provisório para a ingestão semanal de alumínio (PTWI –Provisional Tolera-ble Weekly Intake) para humanos, correspondente a 7 mg de alumínio por kg de massa corporal6, limite esse mantido até o momento.
A contribuição do cozimento de alimentos em panelas de alumínio na dissolução e transferência desse elemento para a dieta humana tem sido avaliada por vários autores15,13,5,9,7. Vários são os fatores que podem influenciar no aumento da dissolução do elemento da panela para o alimento, como o pH do alimento, o tempo de uso do utensílio, o tempo de cozimento, a presença de sal ou açúcar, etc. Embora alguns dados se diferenciem, em geral, a migração de alumínio é importante em alimentos ácidos e em casos de tempo de cozimento muito prolongado11. LIUKKONEN-LILJA e PIEPPONEN11 avaliaram a dissolução de alumínio em água e concluíram que, quando em ebulição, esta dissolve mais alumínio em utensílios novos do que em usados. Entretanto, depois de certo tempo de aquecimento, o teor de alumínio obtido em ambas as panelas é equivalente.
Observa-se consenso em vários artigos5,7,9,11,15 quanto ao fato de que o cozimento de alimentos com baixo pH, por exemplo, molhos e sucos de tomate, em utensílios de alumínio, contribui significativamente para a dissolução do metal para o alimento. Pode-se dizer que este é o principal fator a ser considerado na questão da dissolução do elemento.
Dados sobre dissolução de Al em bebidas foram obtidos por SARON et al.17. Os autores estudaram a interação de bebidas carbonatadas com latas de alumínio, determinando a migração de Al para o líquido e caracterizando a embalagem, no que diz respeito à área de metal exposto em contato com o produto (medida da porosidade da camada de verniz aplicada internamente). Verificaram um bom desempenho desse tipo de embalagem para o acondicionamento de bebidas carbonatadas, sendo que os teores médios de Al encontrados foram inferiores a 1,0 µg.g -1.
Uma vez que a ingestão de alumínio varia consideravelmente em função do tipo de dieta da população e de outros fatores, como as condições de cozimento e a própria qualidade da panela, o presente estudo foi realizado com o objetivo de levantar dados sobre o potencial de dissolução do alumínio da panela durante o preparo de alimentos no Brasil, variando-se a forma de preparo, o tipo de alimento, o tipo de panela e o uso de revestimento.
2 Material e métodos
Foram estudados sete produtos alimentícios mais comuns na dieta da população brasileira, com o objetivo de medir a alteração na concentração de alumínio nos alimentos, em função de sua interação com panelas de alumínio durante o seu cozimento. Os seguintes produtos alimentícios foram avaliados: arroz, feijão, batata cozida, carne de panela (lagarto), bife (alcatra), macarrão e molho de tomate.
Cada alimento foi preparado em dois tipos de panela: de alumínio não fundido, sem revestimento interno – identificada como polida - e outra de alumínio não fundido, com revestimento interno antiaderente. Os tipos de peças utilizadas foram: tipo caçarola com tampa, panela de pressão ou frigideira, e a escolha foi definida conforme a prática comum de preparação dos alimentos.
As panelas utilizadas no estudo foram obtidas junto a dois produtores brasileiros, sendo que a coleta foi realizada diretamente no estoque das duas empresas, de forma a garantir a aleatoriedade da amostragem.
A Tabela 1 apresenta a descrição das panelas empregadas no estudo, sendo que de cada uma e, para cada variável de produto, foram utilizadas panelas identificadas como polidas (P) e panelas com revestimento interno antiaderente, identificadas como revestidas (R). Foram avaliadas duas unidades de cada tipo de panela (P e R) na preparação de todos os alimentos.
Todas as panelas foram submetidas a uma utilização prévia, como tratamento preliminar recomendado pelo fabricante, por meio de cozimento de produto similar aos estudados, anteriormente ao preparo definitivo dos alimentos em consideração.
2.1 Definição da formulação e procedimento de preparo dos alimentos
Os procedimentos e os ingredientes usados no preparo dos alimentos seguiram a prática doméstica, conforme indicação no livro 365 RECEITAS RÁPIDAS1. Para a carne cozida foi utilizada formulação apresentada em receitas promocionais pela Refinações de Milho Brasil16.
Foi utilizada água bidestilada em todos os processamentos de alimentos em que havia necessidade de adição de água, de forma a evitar qualquer possível interferência do tratamento da água nos resultados dos diferentes produtos. Todos os ingredientes da formulação foram pesados em balança de precisão Mettler, modelo PM 6100, com resolução de 0,01 g utilizando béqueres de vidro previamente limpos com solução de ácido nítrico a 30% (v.v-1) em água bidestilada e enxágüe com água bidestilada, para garantia de inexistência de qualquer contaminação prévia de alumínio.
A quantidade final de cada produto foi determinada por meio da pesagem de cada panela, utilizando-se a mesma balança mencionada anteriormente, antes e após finalizado o preparo dos alimentos e seu resfriamento até a temperatura ambiente. Para os produtos batata, macarrão e carne de panela, foi conduzida uma drenagem do produto e pesagem feita separadamente do líquido de cocção e do produto.
2.2 Determinação da concentração de alumínio nos alimentos e matérias-primas
As amostras cozidas dos produtos macarrão, arroz e feijão foram trituradas e homogeneizadas com o auxílio de pistilo e almofariz de ágata, e os produtos bife, lagarto, molho de tomate e todas as amostras cruas, em um multiprocessador/liqüidificador marca Arno, modelo Triton.
O almofariz de ágata foi submetido a uma limpeza em relação à possível contaminação com alumínio por meio de lavagem com solução diluída de ácido nítrico e enxágüe com água bidestilada e o multiprocessador por lavagem com detergente e enxágüe com água bidestilada. A batata cozida foi homogeneizada com garfo de cozinha previamente submetido à lavagem com água bidestilada.
A preparação das amostras de arroz, feijão, bife, carne de panela (lagarto), batata e macarrão para a quantificação do alumínio foi realizada pelo método de calcinação por via seca, para obtenção de cinzas, enquanto o molho de tomate foi preparado por via úmida, por meio de digestão ácida.
No método por via seca, foram pesados 2,5 g dos produtos arroz, feijão, bife, lagarto, batata e macarrão em cápsulas de platina, utilizando-se uma balança analítica marca Mettler Toledo, modelo AT400, com resolução de 10-4 g. Posteriormente, as amostras foram secas em bico de Bunsen até a completa carbonização e calcinadas até a obtenção de cinzas em mufla marca Quimis, modelo Q318.25T, operando com temperatura de 400 °C. As cinzas foram solubilizadas a quente com 5 mL de HNO3 concentrado e diluídas com solução de HCl a 5% em água bidestilada para um volume final de 50 mL7.
Na digestão ácida, aplicada ao molho de tomate, foram pesados 2,0 g de amostra na mesma balança analítica mencionada anteriormente. Posteriormente, a amostra foi digerida a quente com 5 mL de HNO3 concentrado e diluída com solução de HCl a 5% (v.v -1) em água bidestilada, para um volume final de 50 mL5.
Após o tratamento, o teor de alumínio foi quantificado por espectrometria de emissão atômica induzida por plasma, utilizando-se um equipamento marca Perkin Elmer, modelo OPTIMA 2000DV, empregando-se curva de calibração apropriada para a análise. As condições de operação usadas nas medidas estão na Tabela 2.
Foram realizadas três determinações em cada produto preparado em cada uma das duas panelas de cada tipo (polida e revestida). Os resultados apresentam a média aritmética de todas as determinações.
2.3 Determinação do pH dos alimentos preparados10
O pH dos diferentes produtos, preparados em cada panela, foi determinado por meio de um potenciômetro (pHmetro) Micronal, modelo B474, com resolução de 0,01 unidade de pH, medido nos produtos homogeneizados, conforme descrito no item anterior.
2.4 Determinação da umidade nos alimentos e matérias-primas8
A determinação de umidade nos diferentes produtos foi realizada utilizando-se metodologia gravimétrica descrita pela AOAC8. Os produtos foram homogeneizados em moinho (crus) ou em processador doméstico (cozidos). Nos alimentos sem cozimento foi utilizado o procedimento específico indicado na AOAC8, utilizando secagem em temperatura de 130 °C pelo período de 1 hora. Para os alimentos cozidos, a umidade foi determinada utilizando-se temperatura de 105 °C até obtenção de peso constante. Na secagem foi utilizada uma estufa ventilada marca Precision Scientific e as massas foram determinadas por meio de uma balança analítica Mettler, modelo AE200.
Para a determinação de umidade, foram tomadas porções idênticas das panelas A e B de cada tipo de panela (polida e revestida) de cada produto preparado, as quais foram homogeneizadas, tendo sido realizada avaliação em duplicata.
3 Resultados e discussão
3.1 Definição da formulação e procedimento de preparo dos alimentos
A Figura 1 apresenta os dados de ingredientes, modo de preparo e massa final dos produtos: a) arroz; b) feijão; c) batata cozida; d) carne de panela; e) bife; f) macarrão; e g) molho de tomate. Em todos os procedimentos de mistura foi utilizada colher de madeira, de forma a minimizar o risco de danificação da superfície decorrente de atrito.
3.2 Concentração de alumínio nos alimentos e matérias-primas
A Tabela 3 apresenta os resultados da concentração de alumínio determinada na matéria-prima e nos alimentos: arroz, feijão, batata cozida, carne de panela, bife, macarrão e molho de tomate. A concentração é apresentada em mg.kg -1 com base na matéria fresca (b.u.), ou seja, em relação à umidade natural do produto.
3.3 Determinação do pH dos alimentos preparados
A Tabela 4 apresenta os resultados do pH dos diferentes produtos em estudo, homogeneizados após o preparo.
3.4 Umidade dos alimentos e matérias-primas
A Tabela 5 apresenta os resultados de umidade dos diferentes produtos em estudo. Observa-se um grande ganho de umidade nos produtos desidratados, da ordem de 4,3, 3,7 e 6,4 vezes, para o arroz, feijão e macarrão, respectivamente. O bife perdeu cerca de 24% da umidade inicial da carne crua e os produtos restantes apresentaram pequena alteração de umidade.
3.5 Contribuição do cozimento na ingestão de alumínio
Com base nos resultados da concentração de alumínio nos produtos preparados e suas matérias-primas, e introduzindo-se as correções necessárias devido à variação no teor de umidade dos produtos, a Tabela 6apresenta a quantidade média de alumínio migrada durante o cozimento em cada tipo de panela.
Verifica-se que no caso do molho de tomate houve uma dissolução maior de alumínio (17,83 ppm), em relação aos outros produtos, quando preparado em panela de alumínio polida, enquanto na panela revestida não houve migração, ou seja, o produto não incorporou, e sim perdeu alumínio durante o cozimento. Esse fato pode ser explicado por erros de análise, tanto na quantificação de alumínio como de umidade, inerentes a procedimentos analíticos, principalmente na ordem de grandeza encontrada para a concentração de alumínio (ppm).
A carne cozida em presença de vinagre (ácido acético) apresentou uma migração média de 2,4 mg.kg -1 na panela polida, enquanto na panela revestida esse dado foi de 0,705 mg.kg -1, indicando a contribuição da exposição do alumínio na panela polida no aumento da concentração desse elemento no produto. Na carne frita (bife), observam-se valores similares nos dois tipos de panela, que demonstraram não ter ocorrido incorporação de alumínio devido à perda de umidade ocorrida, sendo que a quantidade de alumínio que porventura tenha sido dissolvida da frigideira, provavelmente foi transferida para o resíduo que permaneceu aderido na frigideira. Além disso, os resultados negativos para a migração também podem ter sido influenciados pelos erros analíticos, mencionados anteriormente.
A avaliação dos dados de migração do arroz mostra que ocorre situação semelhante nas panelas polida e revestida, ou seja, acréscimo na concentração de alumínio da ordem de 1,32 (polida) e 1,69 mg.kg -1 (revestida), demonstrando que, embora de baixa acidez, a composição do arroz apresenta determinada agressividade ao alumínio, verificada também quando é utilizado o revestimento interno. Avaliando comparativamente a composição do arroz e do feijão, em termos dos elementos ferro e cobre, que são relacionados à redução da resistência do alumínio à corrosão18, observa-se na TACO - Tabela Brasileira de Composição de Alimentos19 que tanto o feijão cru como o cozido apresentam teor de ambos elementos superior ao do arroz cru e cozido, não sendo possível relacionar a dissolução do alumínio no arroz com esses elementos. Uma vez que um importante fator de resistência à oxidação do alumínio é a camada de óxidos, que se forma naturalmente em sua superfície e que não é resistente a algumas poucas substâncias, onde se destacam os álcalis3, é possível que as condições impostas durante o cozimento do arroz tenham prejudicado essa película de proteção. Assim, recomenda-se uma abordagem específica para elucidação da influência do arroz na corrosão do alumínio.
No cozimento de macarrão em panela polida, a migração de 0,755 mg.kg -1 foi 2,7 vezes superior à observada na panela revestida, enquanto os cozimentos de feijão e de batata mostraram os menores valores de dissolução de alumínio.
3.6 Avaliação da ingestão de alumínio proveniente do cozimento em panelas de alumínio
Com base nos dados obtidos, mostra-se na Tabela 7 a quantidade de alumínio que poderia ser ingerida por refeição, decorrente da dissolução durante o cozimento em panelas de alumínio, considerando-se as porções dos alimentos estudados consumidas em uma refeição, conforme apresentado em Nutrição hoje14.
Assim, numa refeição de um adulto, composta por arroz, feijão, batata cozida, bife e uma fruta (não cozida), pode-se estimar a ingestão de 0,22 mg de alumínio decorrente do cozimento em panela polida. Numa outra refeição, composta por macarrão com molho de tomate e carne de panela (lagarto), cozida em meio ácido, estima-se a ingestão de alumínio de 0,83 mg. O consumo das duas refeições assim preparadas determina a ingestão de 1,05 mg de alumínio. Este consumo representa apenas 2% do limite tolerável de ingestão diária de alumínio por um indivíduo de 60 kg de peso, tomando-se como referência o limite sugerido pela FAO/WHO de 7 mg por semana, por kg de peso corpóreo6. Para a panela revestida, as mesmas duas refeições resultariam em ingestão de 0,27 e 0,093 mg, respectivamente, ou seja, o total de 0,605% do limite indicado.
4 Conclusões
O estudo permitiu verificar que ocorre dissolução de alumínio durante a preparação de alimentos em panelas de alumínio polidas. Os valores encontrados variaram de 0,144 mg.kg -1 (matéria úmida) para a batata a 17,83 mg.kg-1 (matéria úmida) para o molho de tomate, sendo que na preparação de carne frita (bife), caso tenha ocorrido alguma dissolução de alumínio da frigideira, esse elemento ficou retido no resíduo de produto aderido ao utensílio. Os produtos ácidos apresentaram maior dissolução do alumínio, como já era esperado.
Em panelas revestidas, a dissolução mostrou-se nula para vários produtos (feijão, bife e molho de tomate) e a máxima foi observada para o arroz, equivalente a 1,692 mg.kg -1 (matéria úmida).
A dieta diária padronizada e avaliada no presente estudo continha 1,05 mg de alumínio proveniente da migração da panela para o alimento durante o cozimento. Este valor representa apenas 2% do limite tolerável de ingestão da FAO/WHO6 para um indivíduo de 60 kg de peso, valor não relevante, quando se leva em conta o teor de alumínio que provém do próprio alimento e de coadjuvantes de processo e também de outras fontes de ingestão. Na pior condição, isto é, a de repetição da alimentação com maior dissolução de alumínio (macarrão com molho de tomate e carne de panela) nas duas principais refeições, levaria à ingestão de menos de 3% do limite admissível.
O estudo permite concluir que nas condições experimentais descritas e adotadas, a ingestão de alumínio proveniente da migração do metal da panela para o alimento não representa risco para a saúde humana e está bem abaixo do limite tolerável internacionalmente aceito.
Agradecimentos
Os autores agradecem à ABAL – Associação Brasileira do Alumínio, pelo suporte financeiro a essa pesquisa e ao Centro de Química de Alimentos e Nutrição Aplicada do ITAL, pelas determinações de umidade dos diferentes produtos em estudo.
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