Ensaios Físico-Químicos e
Análises Sensoriais: Colorimetria
16 e 17 de Outubro de 2006
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Dificuldades Inerentes às
Análises Sensoriais
• Para realização de análises sensoriais, procura-se
tornar reprodutíveis as condições de ensaio e usar
metodologias que facilitem a avaliação sensorial e
os tratamentos de resultados.
Apesar disso, a avaliação sensorial é morosa,
exige o envolvimento de muito pessoal e é
subjectiva.
• Há vantagem em desenvolver métodos de ensaios
físico-químicos que possam ser alternativa ou
complemento dos exames organolépticos.
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Aspecto
• O aspecto (visual) é muito importante na avaliação
duma amostra. Por outro lado, a teoria e medição
de cores está bastante estudada pelo que
começaremos por estes temas.
• O aspecto é o conjunto das propriedades visíveis
de uma substância ou produto e há que considerar:
– Dimensões.
– Formas.
– Cores do objecto.
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Alternativas às Análises
Sensoriais: Aspecto
• Medição de dimensões em laboratório ou no
controlo em linha. (ex.: medição de área em
indústria de curtumes).
• Detecção de defeitos (exemplo: poros em filmes
de plástico).
• As condições de operação devem ser bem
escolhidas no sentido de não haver excesso de
rejeições ou passagem não detectada de produtos
defeituosos (exemplo: linhas de engarrafamento).
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A Percepção pelo Cérebro
• Nesta altura, vale a pena fazer um comentário acerca da percepção
pois a observação visual torna mais fácil a chamada de atenção para
alguns mecanismos de percepção (tratamento de informação) pelo
cérebro.
– Atenção ao que está em primeiro plano ou em plano de fundo.
– Adaptação sensorial
– Compressão de informação e codificação
• Relativamente à percepção, deve notar-se que, na observação, há
características notáveis do objecto observado que vão ser
transmitidas ao cérebro. Na nossa interpretação vamos considerar
uma “visão” de conjunto e estabelecer uma imagem com todas essas
características.
Como exemplo de “distorção” intencional de imagens
pode considerar-se a representação em perspectiva.
Por vezes, há ilusões e/ou dificuldades de
interpretação. Ex.: o “triângulo impossível”
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Apreciação Visual e Designações
• Além da subjectividade na apreciação visual de
cores, há dificuldade de estabelecer designações
comuns a muitos observadores especialmente
quando a cor é designada com duas palavras (ex.:
amarelo esverdeado ou verde amarelado).
• Na observação de líquidos há que ter em atenção o
recipiente. Nos sólidos há grande influência do
estado divisão e da superfície do objecto
observado. Por exemplo, o brilho está relacionado
com a reflexão de luz na superfície do objecto
observado.
• Objecto: Transparente, translúcido ou opaco.
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Cor
• Cor é a sensação produzida pela estimulação da
retina por ondas luminosas de comprimento de
onda variável.
• Neste curso, não se discutirá a apreciação de luz
emitida embora haja aplicações importantes como
as lâmpadas e os monitores de computador ou
televisão.
No entanto, será discutida a iluminação usada para
observação visual pois para observar objectos é
muito importante a iluminação utilizada
(iluminante) para a observação visual de cores.
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Espectros de Absorção
• Nos estudos de espectroscopia, são muito
utilizados os espectros de absorção:
– Espectros de absorção de soluções.
– Espectros de reflectância difusa de sólidos.
• Estas representações gráficas de absorvência em
função do comprimento de onda (ou número de
ondas ou frequência) embora sejam rigorosas e
objectivas, dificilmente se podem relacionar com
as noções intuitivas que temos das cores.
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Colorimetria
• Em Colorimetria vão ser feitos ensaios para uma
avaliação tanto quanto posível objectiva das cores.
• Será de procurar definições quantitativas que
correspondam às expressões intuitivas e correntes
de cores e poderão usar-se como ferramentas:
– Padrões para comparação que podem aplicar-se de
modo simples (tipo paleta de cores) ou com aparelho
que facilita a comparação (por exemplo o colorímetro
Lovibond).
– Colorímetros que permitem quantificação de cor.
– Espectrofotómetros: permitem traçar espectro visível.
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Teorias de Cores
• Antes de avançar para os tratamentos quantitativos
das cores interessa referir:
– Teoria tricromática de Young-Helmoltz: as
cores podem obter-se a partir de 3 cores
primárias (Componentes tricromáticas).
– Teoria das cores opostas de Hering: a
percepção de cores aponta para oposição de
verde/vermelho, azul/amarelo e preto/branco.
• A existência de 3 tipos de cones e o mecanismo de
transmissão via células ganglionares permitem
explicar estas teorias.
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Teoria Tricromática e Fisiologia
Humana: Cones e Bastonetes
• Na retina existe uma
camada de células
sensíveis: bastonetes
(visão no escuro) e cones
(visão de cores).
Na figura apresenta-se os
segmentos dessas células
que são sensíveis à
radiação visível e é fácil
perceber porque têm estas
designações.
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Reacções em Bastonetes e Cones
• O retinol é a vitamina A e
retinal o respectivo aldeído.
• Cromoproteínas:
- Nos bastonetes:
Rodopsina = scotopsina (ou
opsina) + cis-retinal
- Nos cones: Iodopsina =
fotopsinas + cis-retinal
há fotopsinas diferentes para
cones sensíveis a vermelho,
verde e azul.
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Espectros de Absorção dos
Pigmentos da Retina
• O espectro de absorção
da rodopsina (máximo a
505nm) é semelhante à
curva de sensibilidade
em situações de pouca
iluminação (“visão no
escuro”).
• Os pigmentos sensíveis
a cor têm máximos de
absorção a: 445, 535 e
570 nm.
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Teoria de Hering (Cores Opostas) e
Fisiologia Humana
• Quando uma célula ganglionar é excitada pelos três tipos
de cones o sinal transmitido corresponde a “branco”.
• Mas há células ganglionares que são excitadas por um tipo
de células e inibidas por outro sendo de referir:
– Célula que é excitada por cone vermelho e inibida por
cone verde (e vice-versa).
– Célula que é excitada por cone azul e inibida por
combinação de cones vermelho e verde (e vice-versa)
dando uma oposição “azul-amarelo”.
• Asim, este mecanismo de contraste de cores começa a
ocorrer na retina antes de ser processado no cérebro.
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Ilustrando a Teoria de Hering (1de3)
• Olhar fixamente para figura: não há nesta imagem círculos
cinzentos desenhados entre os rectângulos negros.
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Ilustrando a Teoria de Hering (2de3)
• Olhar fixamente para um dos pássaros, contar até 20 e
olhar para a gaiola.
• Fazer o mesmo para o outro pássaro.
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Ilustrando a Teoria de Hering (3de3)
• Comparar os efeitos observados no diapositivo anterior
com esta figura que foi obtida a partir da figura anterior
mediante inversão das cores dos pássaros (em MS-Paint) e
em que se vêem os pássaros azul turquesa e magenta.
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Coordenadas Tricromáticas (CIE)
• Definições Sistema CIE (1931):
– As componentes tricromáticas X, Y e Z são as
“quantidades” das 3 cores primárias: vermelho
(700 nm), verde (546,1 nm) e azul (435,8 nm)
necessárias para reproduzir uma cor e tendo em
conta a ponderação de acordo com observador
padrão (estabelecido experimentalmente).
– Coordenadas tricromáticas (x, y, z):
x =X/(X+Y+Z),
y =Y/(X+Y+Z)
e
z =Z/(X+Y+Z),
pelo que x+y+z=1
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Diagrama tricromático C.I.E. (1931)
y
x
No diagrama de cromaticidade
(x,y,Y), além de se ver a
distribuição de cores, estão
assinalados vários iluminantes:
– A - lâmpada de filamento
(temperatura de cor 2854 K)
– B - luz directa do Sol (4874
K)
– C - luz média do dia (6774
K)
– D65 – representativa da luz
do dia total (6500 K).
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Outros Sistemas de Coordenadas
• Estas coordenadas x, y e Y não dão uma
informação muito concordante com as noções
intuitivas de cor até porque este espaço não é
uniforme: as distâncias entre pontos neste
espaço não representam bem as sensações das
diferenças entre as cores correspondentes a
esses pontos.
• Os sistemas L*a*b* e L*c*h* foram propostos
para resolver esse problema mas deve notar-se
que, de qualquer modo, os valores X,Y,Z são o
ponto de partida para calcular estes novos valores.
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Espaço L*a*b* (CIE1976)
• L* – Luminosidade
(negro

branco)
1/ 3
 Y  em que Yn (bem como Xn e Zn)
*
L  116    são factores de ponderação tabelados.
 Yn 
1/ 3
1/ 3
• a* – verde  vermelho


 X 
Y 
    
a  500  
 X n 
 Yn  
*
• b* – azul  amarelo
1/ 3
1/ 3

Y 
Z  
*
b  200       
 Yn 
 Z n  
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Representação da cor no
espaço L*, a*, b*
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Definições de Saturação e
Tonalidade
• O uso de coordenadas cilíndricas pode ter
vantagens. Assim, mantém-se L* e considera-se:
• C – pureza ou saturação (“chroma”)
2
C  (a  b 2 )
• h – tonalidade (“hue”)
b
h  arctg ( )
a
C traduz a maior ou menor cromaticidade e h
corresponde ao comprimento de onde dominante.
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Exemplos: O “meu” Computador
• Tonalidade,
saturação e
luminosidade:
Sugere-se
experimentar
variar os
valores das
coordenadas de
cor nas formas
(h, c, L*) ou
(X, Y, Z).
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Exemplos: e a “minha” Impressora
• A propósito do assunto “meu computador” que
será muito parecido com aqueles que utilizam,
falou-se do sistema RGB (Red, Green, Blue)
usado para o monitor e CMYK (Cyano, Magenta,
Yellow, blacK) e os tinteiros usados para a
impressora. Discutiu-se também porque é que às
vezes não são bem iguais as imagens vistas no
monitor e impressas em papel branco.
• A propósito, a “minha” impressora também será
muito semelhante àquelas que utilizam.
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Aplicações Industriais
• Há aplicações importantes que incluem:
– Produção de grandes quantidades de tintas para
construção civil, pinturas de automóveis.
– A fotografia e artes gráficas exigem produtos que
permitem especialização e o maior rigor no controlo e
na reprodução de cores (e não só no caso das notas).
– Os produtos alimentares e cosméticos apontam para
maiores preocupações com a saúde pública.
– Os corante e produtos afins usados em têxteis e
curtumes podem considerar-se intermédios.
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Colorímetros e Espectrofotómetros
• Os espectrofotómetros estão muito vulgarizados
sendo frequentemente utilizados para obter o
espectros de absorção.
• Têm sido propostos métodos para converter as
leituras espectrofotométricas em coordenadas
colorimétricas.
• Para isso são estabelecidas correlações havendo
métodos de cálculo propostos para sumos de
frutas, vinhos brancos e vinhos tintos.
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Exemplo: Indústrias Alimentares
• Os corantes utilizados em indústrias alimentares
são em número relativamente pequeno e estão
regulamentados.
• Tem que haver atenção aos estudos toxicológicos
para um novo composto ser permitido pois não
deve representar risco para a saúde humana.
• Os pigmentos naturais têm a vantagem de poder
ser dispensados de alguns destes estudos. Além
disso, os consumidores geralmente preferem
produtos naturais.
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Pigmentos Naturais
• Há muitos pigmentos que dão cores aos produtos
naturais e são de natureza química variada. Dão-se
exemplo de classes de compostos e ordens de
grandeza dos números de compostos conhecidos:
–
–
–
–
–
–
Hemos (6)
Clorofilas (25); Carotenoides (450)
Antocianinas (150); proantocianidinas (20)
Flavonoides (800)
Quinonas (200); xantonas (20)
Betalainas(20).
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