LAB 2 MACRONUTRIENTES.pdf
- 3. El análisis de alimentos es la disciplina que se ocupa del desarrollo, uso y estudio de los procedimientos analíticos para evaluar las características de alimentos y de sus componentes. Esta información es crítica para el entendimiento de los factores que determinan las propiedades de los alimentos, así como la habilidad para producir alimentos que sean consistentemente seguros, nutritivos y deseables para el consumidor. Existen un número considerable de técnicas analíticas para determinar una propiedad particular del alimento. De ahí que es necesario seleccionar la más apropiada para la aplicación específica. La técnica seleccionada dependerá dela propiedad que sea medida, del tipo de alimento a analizar y la razón de llevar a cabo el análisis. Las determinaciones que se realizan más frecuentemente para conocer la composición de los alimentos incluyen la determinación de humedad, cenizas, extracto etéreo (grasa cruda), proteína total, fibra y carbohidratos asimilables, en un protocolo conocido como Análisis Proximal. Así mismo, dependiendo del objetivo del análisis, resultan importantes las determinaciones relacionadas con la caracterización de algún grupo de nutrientes en particular, tal es el caso del análisis de carbohidratos en el que se podría considerar la diferenciación de los que presentan poder reductor, del contenido total. En el mismo sentidose podrían analizar las proteínas solubles o considerar la caracterización de los lípidos extraídos de un alimento El análisis elemental de un alimento comprende la determinación del agua (humedad y sólidos totales), cenizas totales, fibra bruta, extracto etereo (grasa bruta), nitrógeno y proteína bruta, asi como el resto de las sustancias extractivas no nitrogenadas por lo tanto para conocer los carbohidratos en base seca, se realiza de la siguiente manera: CHOs = 100 – (P+G+F+C) Humedad 5% Grasa 11% Proteinas 12% Fibra 2% Cenizas 1% Carbohid ratos 69% BASE HUMEDA Grasa 11% Proteinas 13% Fibra 3% Cenizas 1% Carbohidratos 72% BASE SECA
- 4. LA DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD Antecedentes El contenido de humedad (o los sólidos totales) de los alimentos es importante para los productores de alimentos por diversas razones. La humedad es un factor importante en la calidad de los alimentos, su forma de conservación y su resistencia al deterioro. La determinación del contenido de humedad es también necesaria para calcular el contenido de los demás constituyentes del alimento sobre una base uniforme (es decir, sobre la base del peso seco o base seca). La materia seca que permanece después del análisis de las humedades se conoce, comúnmente, como los sólidos totales. Mientras que en una etiqueta nutricional no se expresa el contenido de humedad, éste tiene que ser determinado, en cualquier caso, para calcular el contenido de carbohidratos total. El contenido total de humedad de los alimentos se puede determinar mediante una variedad de métodos pero, normalmente, obtener datos exactos y precisos resulta ser un reto. Los diversos métodos de análisis presentan distintas aplicaciones, ventajas y desventajas. Si también hubiese que determinar el contenido de cenizas, resulta a menudo conveniente combinar las determinaciones de las cenizas y las humedades. Las muestras de alimentos propuestas para el análisis, y los métodos utilizados, se relacionan a continuación: Método Jarabe de maíz Harina de maíz Leche (líquida) Leche descremada en polvo Albahaca Estufa de tiro forzado X X X X X Estufa de vacio X Secado por microondas X X Analizador de humedad rápido X X Destilación con Tolueno X X Karl Fischer X X X Infrarrojo cercano X
- 5. Objetivo general El objetivo de este experimento es determinar los contenidos de humedad de distintos alimentos, obtenidos mediante diversos técnicas de análisis, y comparar los resultados. Las técnicas de análisis más usadas son: • Usando la estufa de tiro forzado • La estufa de vacio • La estufa de secado de microondas • El analizador rápido de humedad • La destilación con tolueno • Karl Fischer • El analizador de infrarrojo cercano La estufa de tiro forzado Objetivo Determinar el contenido de humedad utilizando un método que hace uso de una estufa de tiro forzado Fundamentos del método Se calienta la muestra bajo condiciones establecidas y se hace uso de la pérdida de peso para calcular el contenido en humedad de la muestra Materiales • Guantes plásticos • Pinzas • Espátulas • Cápsulas para humedad con un diámetro de aproximadamente 55 mm y una altura de 15 mm con un recubrimiento de aluminio y provistas de tapas que estén diseñadas para encajar debajo de las cápsula cuando éstas son colocadas en la estufa. • Desecadores • Frascos de vidrio tapa rosca de 250 ml. Equipos • Cuarteador • Molino de granos • Estufa de convección forzada capaz de mantener los 130°C (±1ºC) y provista de una buena ventilación. • Balanza analítica, de sensibilidad 0,1 mg
- 6. Procedimientos La humedad en harinas (Método 44-15ª) de la Asociación Américana de los Químicos de los Cereales AACC. Procedimiento en una sola etapa 1. Pese exactamente un platillo seco con su tapa. Anote el número de identificación en el platillo y en la tapa 2. Ponga 2-3 g de muestra en el platillo y péselo exactamente 3. Coloquelo en una estufa de tiro forzado, a 130°C, durante una hora. Asegurese de que las cubiertas metálicas estén desplazadas, para permitir la pérdida de agua 4. Retirelo de la estufa, realinee las tapas para cerrarlo, deje enfriar y guárdelo en un desecador hasta pesar las muestras 5. Calcule el porcentaje de humedad (m/m), tal como se describe mas abajo La humedad en vegetales 1. Etiquete los platillos secados y péselos con exactitud 2. Ponga en el platillo 3 g de muestra molida y péselo exactamente 3. Colóquelo en una estufa de tiro forzado, a 98-100°C, durante 24 h 4. Consérvelo en un desecador hasta el momento de pesar las muestras 5. Calcule el porcentaje de humedad (m/m), tal como se describe mas abajo Datos, Cálculos Calcule el porcentaje de humedad (m/m): % 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝐻2𝑂 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 ∗ 100 % 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 + 𝑐𝑎𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎) − (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 + 𝑐𝑎𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎) (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 + 𝑐𝑎𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎) − (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎) ∗ 100
- 7. Muestra Ensayo Capsula (g) Capsula + muestra húmeda (g) Capsula+ muestra seca (g) % de humedad Harina 1 2 3 Promedio s CV Vegetal 1 2 3 Promedio S CV Cuestionario 1. ¿Por qué es necesario cubrir la muestra durante el secado en estufa? 2. ¿Qué otros métodos se utilizan para medir la humedad de los alimentos? 3. ¿Qué entiende por solidos totales y cual es la diferencia con solidos solubles?
- 8. LA DETERMINACION DE CENIZAS Antecedentes Las cenizas de los productos alimentarios están constituidas por el residuo inorgánico que queda después de que la materia orgánica se ha quemado. Las cenizas obtenidas no tienen necesariamente la misma composición que la materia mineral presente en el alimento original, ya que puede haber habido pérdidas por volatilización o alguna interacción entre los constituyentes. Las condiciones de ignición son especificadas para diversos materiales en una Norma Británica (BS 4603:1970). El valor de las cenizas puede considerarse como una medida general de la calidad (por ejemplo, en el té y en el Reino Unido se prescribe un máximo de cenizas para la gelatina comestible), y a menudo es un criterio útil para determinar la identidad de un alimento. Cuando hay un alto contenido de cenizas se sugiere la presencia de un adulterante inorgánico, a menudo es aconsejable además, la determinación de cenizas insolubles en ácido Principio La técnica se basa en la destrucción de la materia orgánica presente en la muestra por calcinación y determinación gravimétrica del residuo Materiales y equipos • Balanza analítica, sensibilidad 0,1 mg • Crisoles de porcelana • Desecador con deshidratante adecuado (silicagel con indicador, oxido de calcio u otro) Mufla regulada a 550 ±25°C Procedimientos 1. Efectuar el análisis por triplicado 2. Pesar al 0,1 mg en un crisol previamente calcinado y tarado (m0) entre 2 a 5 g de muestra homogeneizada (m1). Si la muestra contiene abundante agua pesar una cantidad que contenga de 3 a 5 g de sólidos, mantenerla sobre un baño de vapor hasta sequedad aparente 3. Precalcinar previamente la muestra en placa calefactora, evitando que se inflame, luego colocar en la mufla e incinerar a 550°C hasta cenizas blancas o grisáceas. Preenfriar en la mufla apagada y si no se logran cenizas blancas o grisáceas, humedecerlas con agua destilada, secar en el baño de agua y someter nuevamente a incineración. Las cenizas que contienen manganeso o hierro pueden presentar cierta coloración 4. Enfriar en desecador y pesar (m2)
- 9. Datos, cálculos Calcule el porcentaje de Cenizas (m/m): % 𝑑𝑒 𝐶𝑒𝑛𝑖𝑧𝑎𝑠 = (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑟𝑖𝑠𝑜𝑙 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑒𝑛𝑖𝑧𝑎𝑠) − (𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑟𝑖𝑠𝑜𝑙 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜) (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑟𝑖𝑠𝑜𝑙 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) − (𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑟𝑖𝑠𝑜𝑙 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜) Muestra Ensayo Peso del crisol vacio (g) Peso del crisol con la muestra (g) Peso del crisol con la cenizas (g) % de Cenizas 1 2 3 Promedio s CV 1 2 3 Promedio S CV Cuestionario 1. ¿Cuáles son los componentes de los alimentos que pueden ser cuantificados a través del método empleado? 2. ¿Qué método para la determinación de cenizas usarías si requieres cuantificar algunos minerales volátiles? 3. ¿Qué indica un contenido elevado de cenizas en un alimento? 4. ¿Cuál es el papel de los minerales en los alimentos? Bibliografia • Official methods of Analysis AOAC 15 Edición, 1990 • Instituto Nacional de Normalización, NCh 1245
- 10. LA DETERMINACION DE LA GRASA Antecedentes El término “lípido” se refiere a un grupo de compuestos que son escasamente solubles en agua, pero que muestran una solubilidad mayor o menor en una serie de disolventes orgánicos (por ejemplo, el éter dietílico, el éter de petróleo, la acetona, el etanol, el metanol, el benceno). El contenido en lípidos de un alimento, determinado mediante la extracción con un disolvente dado, puede ser completamente diferente del contenido en lípidos determinado con un disolvente distinto, de diferente polaridad. El contenido de grasa se determina con frecuencia mediante métodos de extracción con disolventes (por ejemplo, los de Soxhlet, de Goldfish o de Mojonnier), pero también puede ser determinado por medios de métodos de extracción por vía húmeda sin disolventes (por ejemplo, los de Babcock o de Gerber) y por métodos instrumentales que se fundamentan en las propiedades físicas y químicas de los lípidos (por ejemplo, el infrarrojo, la densidad, la absorción de rayos x). El método de elección depende de una diversidad de factores, los cuales incluyen la naturaleza de la muestra (por ejemplo, seca frente a húmeda), el propósito del análisis (por ejemplo, etiquetado nutricional oficial o control de calidad rápido) y la instrumentación disponible (por ejemplo, el método de Babcock hace uso de material de vidrio y equipos sencillos; el infrarrojo exige un instrumento costoso) MÉTODO DE GOLFISH Principio del método Se extraen las grasas, en continuo, con un disolvente orgánico. Se calienta y volatiliza el disolvente, el cual se condensa, seguidamente, por encima de la muestra. El disolvente gotea continuamente, a través de la muestra, para extraer las grasas. El contenido en grasas se determina por la pérdida de peso de la muestra, o bien por el peso de la grasa extraida METODO DE MOJONNIER (LECHE Y DERIVADOS) Principio del Método Se extraen las grasas con una mezcla de éter dietílico y éter de petróleo. Se seca el extracto que contiene las grasas y se expresa como porcentaje de las grasas en peso El ensayo utiliza no sólo éter dietílico y éter de petróleo, sino también amoníaco y etanol. El amoníaco disuelve la caseína y neutraliza la acidez del producto, para reducir su viscosidad. El etanol evita la gelificación de la leche con el éter y ayuda en la separación de las fases etérea y acuosa. El éter dietílico y el éter de petróleo sirven como disolventes para los lípidos, y el éter de petróleo disminuye la solubilidad del agua en la fase etérea
- 11. METODO DE BABCOCK Principio del método Se añade ácido sulfúrico a una cantidad conocida de una muestra de leche en una botella de Babcock. El ácido digiere las proteínas, genera calor y libera las grasas. Mediante centrifugación y adición de agua caliente, se aíslan las grasas en el cuello graduado de la botella. El ensayo de grasas de Babcok utiliza una medida volumétrica para expresar el porcentaje en peso de las grasas, en la leche o en la carne. METODO DE GERBER Principio El método Gerber consiste en separar la grasa dentro de un recipiente medidor, llamado butirómetro, medir el volumen e indicarlo en un tanto por ciento en masa. La grasa existe en la leche en forma de pequeños glóbulos de diferente diámetro, que oscila entre 0,1 y 10 micrómetros. Los glóbulos grasos forman una emulsión permanente con el líquido lácteo. Todos los glóbulos de grasa están rodeados por una capa protectora, la membrana de los glóbulos de grasa compuesta por fosfolípidos, proteínas de envoltura de los glóbulos de grasa y agua de hidratación. La envoltura de los glóbulos de grasa evita la coalescencia de los mismos y estabiliza el estado emulsionado. La separación completa de la grasa precisa la destrucción de la envoltura protectora de los glóbulos grasos. Ello se lleva a cabo por medio del ácido sulfúrico concentrado, de entre el 90 y el 91 % de masa. El ácido sulfúrico oxida e hidroliza los componentes orgánicos de la envoltura protectora de los glóbulos de grasa, las fracciones de las albúminas de leche y la lactosa. Se produce calor por la dilución y también un fuerte calor debido a la reacción. El butirómetro se calienta considerablemente. Los productos de la oxidación tiñen la solución resultante de color marrón. La grasa liberada de esta forma se separa a continuación por la centrifugación. Añadiendo alcohol amílico se facilita la separación de la fase y, al final, resulta una línea divisoria clara entre la grasa y la solución ácida. En la escala del butirómetro se puede leer el contenido en grasa de la leche como contenido de masa en un tanto por ciento. La butirometría según Gerber es un método rápido que se sigue utilizando en la actualidad en los laboratorios de las lecherías, a pesar de la introducción de métodos automáticos de determinación del contenido en materia grasa. MÉTODO DE SOXHLET Principio del método Se extraen las grasas, de modo semi-continuo, con un disolvente orgánico. Se calienta y volatiliza el disolvente; a continuación, éste se condensa por encima de la muestra. El disolvente gotea sobre la muestra y la empapa, para extraer las grasas. A intervalos de 15 – 20 minutos, se sifona el disolvente hasta el matraz de ebullición, para empezar el nuevo proceso. El
- 12. contenido de grasas se mide por la pérdida de peso de la muestra, o bien por el peso de la grasa extraída. Una cantidad previamente homogeneizada y pesada de muestra se somete a una extracción por solvente (ej. éter de petróleo) utilizando un equipo soxhlet, el cual provoca la ebullición de solvente con su posterior evaporación, que en contacto con el condensador se enfría y cae en forma de gotas en la muestra hasta ocasionar el reflujo, es decir el solvente cae sobre el balón con la grasa extraída. Este proceso se repite durante un tiempo establecido en el cual la muestra quede sin grasa. Lo extraído (la grasa) se va concentrando en el balón del solvente. Terminada la extracción y recuperado el solvente en el balón esmerilado queda solo la grasa que se debe llevar a estufa para eliminar cualquier residuo de solvente y luego se pesa para dar un resultado en porcentaje. Peligros, precauciones y eliminación de residuos El éter de petróleo y el éter dietílico suponen un peligro de incendio; evite las llamas expuestas, respirar los vapores y el contacto con la piel. El éter dietílico es extremadamente inflamable, higroscópico y puede formar peróxidos explosivos. Por lo demás, siga extrictamente los procedimientos normales de seguridad en el laboratorio. Lleve puestos los guantes y gafas de seguridad en todo momento. Los residuos líquidos de éter de petróleo y de éter dietílico se deben desechar en recipientes destinados para los residuos peligrosos. Materiales, equipos y reactivos • Dedales de extracción para grasa • Desecador con deshidratante adecuado (sílica gel u otros). • Balón fondo plano con boca esmerilada de 250 ml
- 13. • Algodón libre de extractos de éter de petróleo • Frascos tapa rosca de 250 ml • Pinzas metálicas • Espátula • Brocha • Vasos de precipitados de 250 ml • Probeta de 500 ml • Mortero • Guantes de plástico Equipos • Balanza analítica • Estufa de temperatura constante, calentada eléctricamente, capaz de ser controlada de manera que, durante el trabajo normal, la temperatura del aire y de las bandejas que soportan las porciones de ensayo sea de 103 °C ± 2°C en el área circundante a las porciones de ensayo. • Aparato o Extractor soxhlet (bateria de calentamiento + sistema de extracción) • Moledora de granos y/o multiprocesador de alimentos • Molino Reactivos Éter de petróleo con punto de ebullición bajo (40-60ºC) Hexano pa. Procedimiento Preparación de la muestra Muestras sólidas Para muestras sólidas en general tomar una muestra representativa del total de la muestra y moler (hasta obtener aproximadamente 100g) durante 30 segundos con una moledora de grano, procesadora o ambas, esto con el fin de obtener una muestra homogénea, para el caso de las matrices que se describen a continuación se debe realizar las siguientes consideraciones: a) Para galletas simples y galletas con relleno de crema: la muestra se muele 25 segundos en la procesadora y 5 segundos en la moledora de granos. b) Para galletas y panes con frutas secas o deshidratadas: la muestra se muelen 25 segundos en la procesadora y 10 segundos en la moledora de granos. c) Productos de panificación (Palitos): se muele la muestra 25 segundos en la moledora de grano. d) Si estas muestras tienen una contenido de humedad > al 5 % deben sufrir un proceso de presecado a 103°C ±2,0°C por 2hrs. La cantidad de muestra a pre-secar es de 150 a 200 g aproximadamente e) Para matrices tales como panes, queque, magdalenas: la muestra se deben cortar en cuadraditos y colocar sobre cajas petri para ser directamente pre-secadas a 103°C ±2°C
- 14. por 2hrs. Trascurrido ese tiempo la muestra es retirada de la estufa y se deja enfriar hasta que alcance la temperatura ambiente. Seguidamente se procede a realizar el molido de la muestra en el molino para obtener un polvo fino. f) En ambos casos (d y e) una vez que la muestra a sido pre-secada debe realizarse el ensayo de humedad para poder conocer el contenido de este parametro en la muestra seca, con el fin de realizar los cálculos en base seca. g) En el caso que las muestras anteriormente mencionadas presentan adición de semillas de sésamo, chía u otras semillas pequeñas, después de ser molidas deberán ser colocadas en mortero para romper la estructura de las mismas con el fin de lograr la homogenización total de la muestra h) Colocar la muestra molida en un frasco de vidrio con tapa rosca y registrar en el frasco los datos de la muestra Muestras líquidas Tomar una muestra representativa del total de la muestra (100 ml aprox.) previamente homogeneizada utilizando una probeta u otro material volumétrico apropiado, colocar en un o frasco de vidrio tapa rosca. Procedimiento 1°. Tarar los balones esmerilados en estufa a 103 ºC ± 2 °C durante 1 hora, transcurrido el tiempo retirar de la estufa, colocar en desecador y dejar enfriar hasta temperatura ambiente. Pesar y registrar el peso (peso del balón vacío bv). 2°. Mezclar la muestra invirtiendo el frasco de arriba hacia abajo varias veces, abrir el frasco y con una espátula mezclar nuevamente. 3°. Inclinar el frasco que contiene la muestra homogenizada en un ángulo de 45° y tomar de diferentes puntos de 4 a 5 g de muestra que se depositan dentro del cartucho de papel filtro previamente armado y cerrar el extremo del mismo. Registrar el peso como m. 4°. Posteriormente colocar el cartucho con la muestra en el dedal de grasa. En caso que no se contara con el dedal, envolver el cartucho en papel filtro doblándolo de tal manera que prevenga el escape de la muestra, dejándolo abierto en la parte superior. En ambos casos colocar algodón en la parte superior con el fin de distribuir el solvente condensado uniformemente a través de la muestra a medida que éste gotee. Trabajar por duplicado. 5°. Se puede pesar una cantidad de muestra no menor a 3 g cuando la miga es muy esponjosa. 6°. Para muestras líquidas tomar un volumen de 25 ml y llevar a una cápsula de porcelana, evaporar en estufa a 85ºC; el extracto seco obtenido después de la evaporación colocar en el papel filtro con ayuda de una varilla y un algodón humedecido con solvente, y proceder como en el punto anterior. 7°. Colocar la muestra en el tubo de extracción, agregar aproximadamente 200 ml de éter de petróleo o hexano en el balón previamente tarado. En el caso de productos de panificacion se recomienda utilizar eter de petroleo. 8°. Unir el balón y el tubo de extracción. Seguidamente conectar al equipo de extracción de grasa soxhlet y encender el calentador eléctrico. Controlar que las gotas del solvente caigan
- 15. del condensador al centro del cartucho que contiene la muestra, en un rango de goteo de 130 a 150 gotas por minutos. 9°. Registrar con marcador de vidrio el goteo en el balón. El registro deberá realizarse al inicio de la extracción, pasado tres horas de extracción y al final de la misma aproximadamente. 10°. Mantener constante el volumen del solvente durante la extracción, adicionando cantidad suficiente para recaudar lo que se haya perdido por evaporación si fuese necesario. Continuar con el proceso de extracción durante 6 horas. 11°. Transcurrido este tiempo retirar el cartucho con la muestra del tubo de extracción y empezar a recuperar el solvente colocando nuevamente el tubo y el balón (previamente unidos) al equipo de extracción. Retirar el balón y el tubo antes de que el solvente recuperado caiga nuevamente al balón. Esta etapa del proceso recuperación del solvente, debe realizarse a una temperatura menor que la empleada en el proceso de extracción, es decir se debe colocar el nivel del calentador a 1. 12°. Evaporar el solvente que queda en el balón colocándolo en la estufa de convección forzada a 103 °C ± 2 °C por 1 hora y media. Retirar de la estufa y colocar en un desecador hasta que enfríe a temperatura ambiente. El valor obtenido registrar como balón vacío más grasa. (bv+g). Datos, cálculos y resultados 𝐺!" = 𝑃#!$ − 𝑃!% 𝑀(100 − 𝐻) ∗ 100 Donde: Gbs: Porcentaje de materia grasa en base seca (g/100 g) Pebg: Peso del balón más la grasa M: Peso de la muestra Pb v: Peso del balón vacío H: Humedad de la muestra (g/100g) Muestra:………………………………………………………… M (g) Pbv (g) Pebg (g) Gbs (g/100 g) Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Promedio Desviación estándar Coeficiente de variación
- 16. Cuestionario 1. ¿Qué modificaciones se puede hacer al método Soxhlet para optimizar la extracción y determinación de grasa en un alimento? 2. ¿Qué características se deben tomar en cuenta para la elección de un método de determinación de grasa? 3. ¿Qué sucedería si la extracción de grasa por Soxhlet se realizara en la muestra húmeda? 4. ¿Cuál es el papel de los lípidos en los alimentos?
- 17. LA DETERMINACION DE LA FIBRA Métodos Existen varios métodos, los mismos que difieren en las condiciones de trabajo y reactivos utilizados. Aunque la fibra consta esencialmente de celulosa, la cantidad obtenida depende del procedimiento analítico empleado y de ahí la importancia de utilizar siempre el mismo método. A. Método de kurschner Principio Las materias celulósicas representan las sustancias no digeribles de origen vegetal que constituye el residuo que queda de un ataque ácido en condiciones bien definidas, con una mezcla de Ácido Acético, Acido Nítrico y Acido Tricloroacético. Después de hervor la muestra con una mezcla de ácidos se incinera. El Indice de materia celulósica se calcula mediante la pérdida de masa en el curso de la incineración. B. Método de la doble digestión ácido-alcalina Principio del método El residuo proveniente de la extracción de grasas de la muestra se somete a una doble hidrólisis ácida-alcalina. El filtrado se seca en una estufa a 130 ºC ± 3 ºC y se pesa. Luego se lleva a incineración en una mufla hasta destrucción de la materia orgánica y se vuelve a pesar. La diferencia entre ambas pesadas da el contenido de fibra cruda que se expresa por 100 g de muestra seca. Materiales, equipos y reactivos Equipos • Balanza analítica, con sensibilidad al 0,1 mg. • Mufla que mantendrá la temperatura a 600 ºC ± 15 ºC • Aparato de digestión de fibra cruda, con condensador adaptable a cubiletes de 600 ml y una placa calentadora ajustable a una temperatura que llevará a 200 ml de agua destilada a ebullición constante a 25 ºC en 15 ± 2 minutos. • Estufa manteniendo a 130 ºC ± 2 ºC. • Dispositivo de filtrado ó dispositivo de succión al vacío. Materiales · Crisoles de porcelana Gooch. · Desecador con deshidratante adecuado (silica gel con indicador u otro). · Embudo Buchner, incluye un matraz de succión adherido a una trampa en línea con aspirador de agua u otra línea de succión equipada con una válvula para romper la succión
- 18. Reactivos · Solución de ácido sulfúrico 1,25 % (0,255 N). Medir con pipeta aforada 12,5 ml de ácido sulfúrico y disolver con 1000 ml de agua destilada. · Solución de hidróxido de sodio 1,25 % (0,313 N) libre de carbonatos. Pesar 12,5 g de hidróxido de sodio p.a. y disolver con 1000 ml de agua destilada. · Alcohol etílico al 95 % en volumen, alcohol metílico al 95 % o alcohol isopropílico. · Lana de vidrio Pirex (Owens Corning Nº 3950) o su equivalente. · Antiespumante. · Éter de petróleo o éter dietílico. Procedimiento Preparación de la muestra Reduzca una muestra de 1000 gramos a 100 gramos aproximadamente, utilizando un divisor u otro medio apropiado y colóquela en un recipiente sellado a prueba de humedad. Determine la humedad inmediatamente. Muela el resto de la porción de 100 g obtenida anteriormente con un molino de laboratorio para obtener una finura uniforme. Procedimiento utilizando lana de vidrio Extraiga 2 g del material molido con éter de dietílico o petróleo para eliminar la grasa o (se procede a la extracción de grasas según el método establecido). Transfiera a un cubilete de 600 ml, teniendo cuidado de evitar que la fibra se contamine con el papel o la brocha que se usa en el proceso. Realizar el análisis en duplicado. Nota:Si el contenido de grasa en la muestra es menor al 1 %, puede eliminarse el paso de la extracción. Agregue 200 ml de 1.25% de H2SO4 hirviendo y una gota de agente antiespumante diluida. Agregue virutas o gránulos de alundo para disminuir la formación de grumos, si así se desea. Este agente antiespumante dará resultados altos si se usa en exceso, úselo sólo cuando sea necesario para controlar la formación de espuma. Coloque el cubilete y el contenido en el aparato de digestión con la placa calentadora a la temperatura especificada en el equipo. Digiera a temperatura de ebullición exactamente por espacio de 30 minutos, rotando el cubilete periódicamente para evitar que cualquier material sólido se adhiera a los lados. Al final del período de 30 minutos, quite el cubilete y contenido y fíltrelo con una bomba de vacío y utilizando el embudo Buchner, modificado por California Stale, siguiendo el procedimiento siguiente: Prepare el embudo Buchner (55 mm i.d.) cortando un pedazo redondo de lana de vidrio de un tamaño suficiente para forrar completamente el fondo y los lados del embudo. El parche de lana de vidrio deberá tener la forma de la parte interior del embudo. Luego aplique succión utilizando un chorro de agua para formar un sello entre el embudo y la lana de vidrio. Debe
- 19. tenerse cuidado de no separar las fibras de vidrio en la estera. Esto es necesario para la retención máxima de la muestra en la lana de vidrio. La lana de vidrio No 3950 se empaca en rollos. Desenrolle cuidadosamente según requiera. Cada capa grande consiste de 6 capas delgadas. Un forro de tres capas (véase Notas, 5) retendrá harinas, alimento, granos e ingredientes de alimento normales. Con el embudo Buchner montado en el matraz de succión, y aplicando succión, vierta todo el contenido del cubilete de digestión en el embudo. Lave el cubilete con 50-75 ml de agua hirviendo y lave bien el embudo. Repita con tres lavados más utilizando 50 ml y permita que el vacío seque el embudo. Transfiera la estera de fibra de vidrio y el material a digerirse del embudo al cubilete original de digestión. Utilizando un chorro de 1.25% de álcali, lave el embudo, dejando que el líquido caiga en el cubilete. Agregue álcali adicional para que el volumen llegue a 200 ml y digiera por espacio de 30 minutos a la temperatura específica en el equipo. Digiera a temperatura de ebullición exactamente por espacio de 30 minutos, rotando el cubilete periódicamente para evitar que cualquier material sólido se adhiera a los lados. Nota:La estera de fibra de vidrio debe estar inmersa en las soluciones en todo momento; al revolver la solución ligeramente de vez en cuando, se evitará el atrapamiento de aire y se ayudará a mantener el material en contacto con la solución. Prepare una estera de fibra de lana de vidrio aproximadamente de 10 mm de espesor en el crisol Gooch. Luego transfiera la estera de fibra de vidrio y el material a digerirse al crisol Gooch. Una forma conveniente de transferir la estera de fibra de vidrio al crisol es recogiendo las fibras húmedas usando pinzas grandes, torciendo el material para formar una masa estrecha o compuesta, haciendo posible colocarla en el crisol sin tocar los bordes exteriores. Luego, comprima los materiales, según sea necesario con una varilla de vidrio y viértalos. Con el crisol Gooch montado en un matraz de succión y aplicando succión, vierta todo el contenido del cubilete de digestión a través del crisol Gooch. Lave el cubilete y la varilla de vidrio utilizando 25 ml de 1.25% de H2SO4 hirviendo, seguido por tres lavados con 50 ml de agua destilada caliente. Agregue el líquido de todos los lavados al crisol Gooch. Finalmente, lave el crisol con 25 ml de alcohol y permita que el vacío seque la estera de filtrado y quite el crisol. Seque el crisol y su contenido a 130°C por espacio de 1 hora. Enfríe en un secador y pese. Incinere por espacio de 30 minutos a 600 ± 15°C. Enfríelo en un desecador y pese nuevamente. Datos, cálculos y resultados 𝐹 = (𝑀# − 𝑀&) − (𝑀#! − 𝑀&!) 𝑀 ∗ 100 Donde: F: Contenido de Fibra (g/100g) M: Masa inicial de la muestra, en gramos Me : Masa de la muestra después de estufa, en gramos
- 20. Meb: Masa del blanco después de estufa, en gramos Mm : Masa de la muestra después de mufla, en gramos Mmb: Masa del blanco después de mufla, en gramos Muestra:…………………………………………………………….. M (g) Me (g) Meb (g) Meb (g) Mm (g) Mmb (g) F (g/100g) Muestra 1 Muestra 2 Promedio Desviación Standard Coeficiente de variación Cuestionario 1. ¿Por qué se requiere que la muestra destinada a la determinación de fibra este desgrasada? 2. ¿Qué otros métodos existen para determinar fibra cruda? 3. ¿Cuál es la diferencia entre fibra cruda y fibra dietaria?
- 21. LA DETERMINACION DE LA PROTEINA Antecedentes El contenido proteínico de los alimentos puede ser determinado por medio de diversos métodos. El método de Kjeldahl y el método de combustión de nitrógeno (de Dumas) para el análisis de proteínas se basan en la determinación de nitrógeno. Ambos métodos son oficiales para los propósitos del etiquetado nutricional de los alimentos. Mientras que el método de Kjeldahl ha sido utilizado ampliamente durante más de cien años, la reciente disponibilidad de instrumentación automatizada para el método de Dumas está, en muchos casos, desplazando al método de Kjeldahl Método de Kjeldahl Principio del método Se digiere una porción para análisis con ácido sufúrico en presencia de catalizador. Los productos de la reacción se llevan a un medio básico y a continuación se destilan. El amoniaco liberado se recoge en una disolución de ácido bórico que se valora con una disolución de ácido sulfúrico, para determinar el contenido de nitrogeno y calcular el contenido de proteína bruta. El principio del método se fundamenta en la conversión del nitrógeno total presente en la muestra a sales de amonio que son posteriormente valoradas con un ácido por volumetría. La técnica Kjeldahl consta de tres etapas que en su orden son: digestión de la muestra, destilación con arrastre de vapor del amoniaco producido y titulación. En la primera etapa, el hidrógeno y el oxígeno proteico, son oxidados hasta dióxido de carbono y agua, mientras que el nitrógeno es convertido en sulfato de amonio por la acción de un agente oxidante en medio ácido y con la ayuda de un catalizador. Se han desarrollado diferentes variantes en las cuales cambia el catalizador o el agente oxidante, pero en todos los casos, el objetivo final de la etapa de digestión es el de convertir el nitrógeno proteico en sulfato de amonio. En la etapa siguiente, mediante la acción de una base fuerte, generalmente hidróxido de sodio al 40%, se libera el amoniaco de la sal de amonio. El amoniaco liberado se arrastra con vapor y se recoge sobre un volumen exactamente medido de un ácido. Es decir, se recibe el amoniaco (hidróxido de amonio) sobre ácido bórico al 4% de tal manera que se forma borato de amonio, el cual se titula directamente con un ácido estándar en presencia de un indicador. El contenido total de proteínas en los alimentos está conformado por una mezcla compleja de proteínas. Estas existen en una combinación con carbohidratos o lípidos, que puede ser física o química. Actualmente todos los métodos para determinar el contenido protéico total de los alimentos son de naturaleza empírica. Un método absoluto es el aislamiento y pesado directo de la proteína pero dicho método se utiliza sólo a veces en investigaciones bioquímicas debido a que es dificultoso y poco práctico
- 22. En 1883 el investigador danés Johann Kjeldahl desarrolló el método más usado en la actualidad para el análisis de proteínas (método Kjeldahl) mediante la determinación del nitrógeno orgánico. En esta técnica se digieren las proteínas y otros componentes orgánicos de los alimentos en una mezcla con ácido sulfúrico en presencia de catalizadores. El nitrógeno orgánico total se convierte mediante esta digestión en sulfato de amonio. La mezcla digerida se neutraliza con una base y se destila posteriormente. El destilado se recoge en una solución de ácido bórico. Los aniones del borato así formado se titulan con HCl (o H2SO4) estandarizado para determinar el nitrógeno contenido en la muestra. El resultado del análisis es una buena aproximación del contenido de proteína cruda del alimento ya que el nitrógeno también proviene de componentes no proteicos. El método Kjeldahl ha sufrido varias modificaciones. Originalmente se utilizó permanganato de potasio para llevar a cabo el proceso de oxidación (digestión), sin embargo, los resultados no fueron satisfactorios, de manera que este reactivo se descartó. En 1885 Wilforth encontró que se podía acelerar la digestión utilizando ácido sulfúrico y añadiendo un catalizador. Gunning en 1889 propuso añadir sulfato de potasio que eleva el punto de ebullición del ácido sulfúrico utilizado en la digestión para disminuir el tiempo de la reacción. En la actualidad se utiliza principalmente Sulfato de Cobre penta hidratrado CuSO4.5H2O como catalizador. 1) Digestión: Proteína (s) + H2SO4(c) + Catalizador (s) = CO2(g) + H2O(g)+ NH4HSO4(ac) 2) Neutralización y destilacion: NH4HSO4(ac) + 2NaOH(ac) = NH3(g) + Na2SO4(ac) + 2H2O(g) NH3(g)+ H3BO3 = NH4H2BO4 + H2O 3) Titulación: H2BO3 + H+ = H3BO3 Materiales, equipos y reactivos Materiales • Bureta para titulación de 25 ml clase A o equivalente, calibrada. • Espátula • Dosificador de 20 ml, 50 ml y 1 ml o en su defecto pipetas de 1 ml, 20ml Dosificador de 50 ml o Probeta de 50 ml Matraz erlenmeyer graduado de 500 ml. • Tubos de digestión con una capacidad de 250 ml Equipos
- 23. • Trituradora mecánica • Tamiz con tamaño de apertura de 0,85 mm. • Balanza analítica, capaz de pesar con una precisión de 0,001g • Aparato de digestión, destilación y valoración Reactivos Se utilizaran exclusivamente reactivos libres de nitrógeno de grado analítico reconocido, excepto para los materiales de referencia, y agua destilada o desmineralizada, o agua de una pureza equivalente. • Acido sulfúrico (H2SO4)concentrado= 18 mol/L, densidad=1,84 g/ml. • Sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO4·5H20). Oxido de Titanio (TiO2). • Sulfato potásico (K2SO4) Aceite de parafina • Acetanilida (C8H9NO), con un punto de fusión de 114ºC y un contenido de nitrógeno de 10,36 g/100g • Triptófano (C11H12N2O2), con un punto de fusión de 282ºC y un contenido de nitrógeno de 13,72 g/100g • Pentóxido de fósforo (P2O5). • Acido sulfanílico (C6H7NO3S), con un punto de fusión de 288ºC y un contenido de nitrogeno de 8,2 g/100g • Hidróxido sodico, disolución acuosa (NaOH) con una fracción en masa del 33%, o de una fracción en masa del 40%, cuyo contenido de nitrogeno sea igual o inferior al 0,001%. • Indicador de color : Se añaden los volúmenes de disolución A y de disolución B recomendados para el aparato que se esté utilizando (por ejemplo 5 volumenes de disolución A y un volumen de disolución B). La valoración tambien puede realizarse potenciométricamente mediante el uso de electrodo de pH, cuyo funcionamiento se comprobara diariamente. • Disolución A: Verde de Bromocresol (C12H14Br4O5S): 200 mg y Etanol (C2H50H) con una fracción en volumen del 95%, cantidad suficiente para 100 ml de disolución. • Disolución B: Rojo de Metilo (C15H15N302): 200 mg y Etanol (C2H50H) con una fracción en volumen del 95%, cantidad suficiente para 100 ml de disolución. • Acido clorhídrico p.a., disolución 0,1N. • Sulfato amónico, disolución volumétrica patrón, (NH4)2SO4= 0,05 mol/l De forma alternativa, puede utilizarse una sal del tipo (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O • Acido bórico, disolución acuosa, densidad a 20=40 g/l, u otra concentración recomendada para el aparato que se este utilizando. La disolución acuosa utilizada en la aplicación del presente método debera ser preparada de la siguiente manera: al 4% para ello disolver 40 g de acido bórico p.a. en agua caliente y mezclar en agitador magnético con calentamiento hasta obtener una solucion cristalina, colocar la solución caliente en un balón aforado de 1 L y llevar hasta el aforo con agua destilada, dejar enfriar a temperatura ambiente y luego aforar nuevamente. Adicionar 3 ml del indicador rojo de metilo/verde bromocresol, la solución tomará una coloración rosada. • Sacarosa (opcional), libre de nitrógeno.
- 24. Procedimiento Preparación de muestras para análisis Muestras sólidas Para las muestras sólidas tomar una muestra representativa del total de la muestra y moler la cantidad que sea necesaria hasta obtener una porción aproximada de 100 g. El molido de la porción debe ser durante 30 segundos con una moledora de grano, procesadora o ambas, esto con el fin de obtener una homogenización adecuada. La muestra se tritura hasta conseguir que atraviese un tamiz de 0,85 mm de apertura. Se mezcla minuciosamente la muestra triturada. Para granos, se debe tritutar una masa de como mínimo 200g. Para las muestras de productos de panificación se deben seguir las consideraciones que se describen a continuación: Para matrices tales como panes, queque, magdalenas: la muestra se muele en la procesadora de alimentos durante un lapso de 30 segundos. Para galletas simples y galletas con relleno de crema: la muestra se muele 25 segundos en la procesadora y 5 segundos en la moledora de granos. Para galletas y panes con frutas secas o deshidratadas: la muestras se muelen 25 segundos en la preocesadora y 10 segundos en la moledora de granos. Productos de panificación (Palitos): se muele la muestra 25 segundos en la moledora de grano. En el caso que las muestras anteriormente mencionadas presentan adición de semillas de sésamo, chía u otras semillas pequeñas, después de ser molidas deberán ser colocadas en mortero para romper la estructura de las mismas con el fin de lograr la homogenizacion total de la muestra. Colocar la muestra molida en un frasco de vidrio con tapa Muestras líquidas Tomar una muestra representativa del total de la muestra (100 ml aprox.) previamente homogeneizada utilizando una probeta u otro material volumétrico apropiado. Colocar en frasco de vidrio con tapa rosca. Determinación Digestión Mezclar la muestra ya preparada y pesar con una precisión de 0,001g por duplicado de 0,980 a 1,200 gramos de muestra e inmediatamente llevar al tubo de digestión. La diferencia de pesada entre duplicado no debe ser mayor a ±0,02g. En el caso de complementos nutricionales, aislados de soya o muestras con alto contenido proteico puede pesarse una cantidad no menor a 0, 700 g. Transferir la muestra al tubo de digestión. En el caso de muestras líquidas medir de 2 a 5 ml y llevar al tubo de digestión. Adicionar 12 g de sulfato de potasio y 2 ml de sulfato de cobre (II) pentahidratado (puede utilizarse un catalizador en forma de pastilla correspondiente a la composición descrita).
- 25. Adicionar 20 ml de ácido sulfúrico concentrado. Se mezcla cuidadosamente para asegurar que la porción para análisis se humedece completamente. Colocar el bloque con los tubos al bloque de digestión y colocar sobre los tubos el aspirador de vapores múltiple del bloque de digestión. Programar la temperatura inicialmente a 180°C para controlar la producción de espuma. Encender el lavador de gases y regular la succión del aspirador de gases de manera tal, que la succión sea lo suficientemente fuerte para remover los vapores del ácido. Una vez alcanzada la temperatura programada controlar 30 minutos. En el caso de que se observe mucha producción de espuma en el tubo, se mantendrá durante 20 minutos a 280ºC, luego elevar la temperatura a 400 ºC y digerir hasta que el contenido de los tubos esté verde claro. Después de que el contenido haya clarificado continuar hirviendo entre 45 a 60 minutos. El tiempo total de digestión es de aproximadamente 2,0 – 3,0 horas. Antes de retirar los tubos del bloque digestor asegúrese que no haya condensado en el aspirador múltiple; si hay líquido, incremente la aspiración para remover el líquido. Al final de la digestión la muestra digerida debe de ser de color claro y estar libre de materia no digerida. Apagar el digestor y subir el bloque con los tubos a un nivel más alto para enfriar. Enfriar la muestra digerida a temperatura cercana a la ambiente (aproximadamente 25 minutos). Después de que la muestra digerida haya enfriado, retirar los tubos de la gradilla y adicionar lentamente a cada uno 85 ml de agua destilada (el blanco requiere 100 ml). Mezclar el contenido del tubo con movimientos circulares y dejar enfriar a temperatura ambiente. Destilación Llenar el tanque para álcali del equipo de destilación con NaOH al 40% Encender el equipo de destilación y colocar un tubo con agua destilada para realizar el lavado del destilador, recibiendo el destilado en un matraz con agua destilada. Colocar el tubo conteniendo la muestra digerida y diluida en el equipo de destilación. Poner un matraz erlenmeyer graduado de 500 ml a la plataforma de recepción, conteniendo 50 ml se solución de ácido bórico con indicador rojo de metilo-verde de bromocresol, procurando que el tubo del condensador esté extendido y sumergido en la solución de ácido bórico. Ajustar el equipo para alimentar 65 ml de hidróxido de sodio al 40% y un tiempo de destilación de 9 minutos. En caso que la dosificación no se realice automáticamente se deberá adicionar el álcali presionando el botón REAGENT. El menisco de la solución que se encuentra en el tubo de destilación/digestión debe llegar hasta las marcas que se encuentran codificadas 1 para la muestra y 2 para el blanco. Asi mismo la coloración de la mezcla que se encuentra en el tubo
- 26. de destilación pasa de azulada a cafe dependiento el contenido de proteína. Esto es un indicativo que se ha logrado la neutralización de la solución en el tubo de digestión. Destilar durante 9 minutos, tiempo suficiente para obtener un volumen de destilado de 150 ml. Esta cantidad más los 50 ml de ácido bórico nos dará un total volumen de 200 ml en el matraz erlenmeyer. Valoración Transcurrido el tiempo de destilación retirar de la plataforma de recepción y titular la solución recibida en ácido bórico con la disolución de ácido clorhídrico, valorando hasta el primer cambio de color azul a rosado. Una superficie blanca puede mejorar la visualización del punto final de la titulación. Registrar los ml de ácido clorhídrico gastado. La diferencia entre duplicados no debe exceder del 0,5 %. Analisis en Blanco Se realiza un análisis en blanco empleando los reactivos utilizados para la muestra, pero omitiendo la muestra para análisis. Analisis de un material de referencia ( análisis de comprobación) Se realiza un análisis de comprobación sobre una porción para análisis de como mínimo del 0,15 g, determinando el contenido de nitrógeno del triptófano y/o de la acetanilida y/o del ácido sulfanilico. Nota: se puede añadir 1g de sacarosa al material de referencia. El indice de recuperación de nitrógeno a partir de la acetanilida debe ser como mínimo del 99,5%, para el triptófano como mínimo del 99,0 % y para el ácido sulfanilico como mínimo del 99,0 %. Cálculos a) Como Nitrógeno: 𝐶𝑁 = (𝑉' − 𝑉 () ∗ 𝑇 ∗ 140 ∗ 𝑓 𝑚 ∗ (100 − 𝐻) Donde: CN = g/100 de Nitrogeno V0 = Es el volumen en mililitros, de la disolución de ácido clorhídrico utilizada en la titualción del análisis en blanco; V1= Es el volumen en mililitros, de la disolución de ácido clorhídrico utilizada en la titualción de la porción para análisis. 0,014 es el valor en gramos, de la cantidad de nitrógeno equivalente al uso de 1 ml de una disolución de 0,1 N de ácido clorhídrico;
- 27. T = Es la normalidad de la disolución de ácido clorhídrico utilizada en la valoración f = Factor de corrección del ácido clorhídrico. m = Es la masa, en gramos, de la porción para análisis H = Es el contenido de agua determinado para la muestra El resultado se expresa con dos cifras decimales b) Contenido de proteína bruta El contenido de proteína bruta del producto seco se calcula multiplicando el valor del contenido de nitrógeno obtenido en la determinación por un factor de conversión adaptado al tipo de alimento. En la siguiente tabla se muestran algunos factores de conversión utilizados para los alimentos: Tipo de alimentos Valor del factor Carne, pescado, huevo, leguminosas. 6,25 Leche y productos lácteos 6,38 Otros alimentos (productos elaborados, incluidos los panes y productos de panificación 6,25 Trigo 5,7 Productos de molinería derivados de trigo 5,7 ó 6,25 Trigo para alimentación 6,25 Cebada 6,25 Centeno 5,7 Avena 5,7 ó 6,25 Maiz 6,25 Legumbres 6,25 Muestra:……………………………………………………………… m (g) V0 (ml) V1 (ml) T (g/100 g) f CN (g/100g) Proteinas (g/100 g) Muestra 1 Muestra 2 Promedio
- 28. Desviación Standard Coeficiente de variación Cuestionario 1. ¿Cuántas etapas cuenta este método? ¿Cuáles son? 2. ¿Cuál es la etapa que viabiliza la determinación correcta de las proteínas? ¿por qué? 3. ¿Qué parámetro descrito en la fórmula determina que el resultado se exprese en base seca? 4. Esquematice el tipo de destilación que se realiza
- 29. DETERMINACION DE CARBOHIDRATOS Y PODER CALÓRICO ¿Cómo se calcula la energía de los alimentos? Estamos habituados a hablar de la energía que puede aportarnos un determinado combustible, pero… ¿qué hay de los alimentos? ¿cómo se calcula la energía que contienen? Antes de nada hay que tener en cuenta que cuando vemos la palabra “calorías” en un paquete de alimentos (calor necesario para elevar la temperatura 1ºC en un gramo de agua) en realidad se están refiriendo a kilocalorías. Caloría ( C mayúscula) = kilocaloría = 1000 calorías (c minúscula)= 4,184 kJ Es fácil liarse un poco con este juego de palabras, por lo tanto cuando oigamos decir que un plátano tiene 100 Calorías, en realidad debemos interpretar que dicho alimento tiene 100 kilocalorías por cada 100 gr. de peso. Una vez claro este punto ya estamos preparados para ver que métodos existen para medir la energía que contiene un alimento. Métodos para calcular la energía de un alimento Calorímetro Es un método muy sencillo que determina la energía contenida en sustancias tales como combustibles y alimentos a partir del calor generado por su combustión. El alimento se quema en una cámara de metal que se coloca en un recipiente bien aislado, generalmente con una doble pared de aluminio, lleno de agua a donde se transferirá el calor generado por la combustión. Sabiendo el aumento de la temperatura del agua y los pesos tanto del alimento como del agua, se puede calcular el calor liberado por la sustancia. Cuanto más calor se necesite para aumentar la temperatura del agua, más energía (kilocalorías) tendrá ese alimento. Por lo tanto, si tenemos 1 kilo de agua y la temperatura se eleva 1ºC, el combustible o alimento habrá generado 1 kilocaloría, si se hubiera elevado 10ºC pues se habrían generado 10 kilocalorías. Sistema Atwater A diferencia del calorímetro este es un método indirecto que nos da una estimación de las kilocalorías a partir de los componentes de los alimentos. El sistema se desarrolló a partir de
- 30. los estudios experimentales de Atwater y sus colegas a finales del siglo 19 y primeros del 20 en la Universidad de Wesleyan en Middletown, Connecticut. En este caso la energía no se determina directamente por la quema de los alimentos, sino que se calcula la suma de las kilocalorías proporcionadas por los nutrientes que contienen energía, es decir, de las kilocalorías que aportan las proteínas, los hidratos de carbono, las grasas y el alcohol. De esta forma, el valor energético de los nutrientes se corresponde con la siguiente escala: cuando el organismo quema 1 g de hidratos de carbono obtiene 4 kcal = 16.74 kJ. cuando el organismo quema 1 g de lípidos obtiene 9 kcal = 37.6 kJ. cuando el organismo quema 1 g de proteínas consigue 4 kcal = 16.74 kJ. Por ejemplo, un alimento que contenga 10 g de proteína, 20 g de hidratos de carbono y 9 g de grasa nos proporcionaría 201 kcal . 10*4+20*4+9*9= 201 kal. Estos valores propuestos por Atwater se basan en las cantidades de energía que se liberan cuando estos macronutrientes se oxidan metabólicamente, considerando una absorción intestinal incompleta. Aunque estos nutrientes son los más importantes tanto cualitativa como cuantitativamente también existen otras sustancias que al oxidarse liberan energía como son el lactitol y manitol 2kcal/g,el sorbitol, xilitol y maltodextrinas 4kcal/g, ácidos orgánicos 3kcal/g … El uso de este sistema es con frecuencia causa de disputas por la inexactitudes que conlleva. Algunas de estas inexactitudes pueden surgir por las variaciones en la composición de los alimentos, ya que estos son mezclas biológicas y muestran variaciones en la composición dentro de un mismo grupo, sobre todo en relación con el agua y el contenido de grasa. También puede influir la variación en la absorción metabólica de cada individuo. Para fines prácticos, el presente ensayo laboratorial, el contenido de Energía o poder calórico se determinarà con muy buena aproximación con la siguiente fórmula: Energía (Kcal/100g) = 4P + 9G + 4 CHOs Donde: CHOs: Contenido de Carbohidratos (%) P: Contenido de Proteinas (%) G: Contenido de Grasa (%) F: Contenido de Fibras (%) C: Contenido de Cenizas (%) Muestra:………………………………………………………… Proteínas (g/100G Grasa (g/100g) Fibra (g/100g) Cenizas (g/100g) Carbohidratos (g/10og) Energía (Kcal/100g)
- 31. Cuestionario 1. ¿La ecuación que se utiliza en el presente practico es en base seca o base humeda? Justifique su respuesta 2. ¿Cuándo se deben reportar los resultados de los macronutrientes en base seca, y cuando en base humeda?