1 analisis alimentos-nuevas 2014

NUEVAS TECNICAS

ANALITICAS PARA

EL ANALISIS DE

ALIMENTOS

GILBERT RODRIGUEZ PAUCAR

Gilbert Rodriguez P. 2

PERIODOS EN LA CIENCIA DE

ALIMENTOS

INVESTIGACIÓN DE SUS

COMPONENTES

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Período naturalista

• Con una duración de 23 siglos, comienza con Hipócrates (siglo V antes de Cristo), utiliza la dietética con función terapéutica. Elabora la idea de nutriente único que dura hasta el siglo XVIII (Lavoisier). Científicos que han tratado el alimento:

• Hipócrates, Celsus, Galeno, Paracelso, Sanctorius, James Hart

• Dado el concepto terapeutico de los alimentos estos se expenden en las farmacias

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Etapa químico analítica

• Finales del siglo XVIII hasta finales del XIX; estudio de la composición del alimento; con dos etapas; cuantitativa o energética, cualitativa o funcional; la energética estudia el aporte energético de los alimentos.

• Lavoissier puso de relieve el aporte energético de los alimentos; el descubrimiento del nitrógeno y sobre todo el método de detección del nitrogéno (Kjeldahl) permitieron importantes avances. Se pudo estudiar el componente nitrogenado de la dieta. Todo el nitrógeno corporal procede exclusivamente de la dieta.

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Etapa químico analítica

• En 1841 se descubre que una dieta de pan y gelatina no es suficiente para vivir.

• Leibig aplica el estudio químico a materiales biológicos. En este período se llegan a establecer las equivalencias calóricas de los nutrientes. Si estos se mezclan en cantidades equivalentes dan el mismo valor calórico.

• Aparecen otros elementos nutritivos además de los ya conocidos. Esto lleva a un mayor interés por el análisis cualitativo que culmina con el descubrimiento de las vitaminas

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Período tecnológico

• Estudia la tecnología de los alimentos.

• Appert observa que al calentar los alimentos estos se conservan más tiempo. Pasteur explica esta observación: "el tratamiento térmico destruye los microorganismos destructores". Aparece la refrigeración y la liofilización

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Etapa legislativa

Se llega a conocer las

funciones de cada

nutriente en los

alimentos

(preocupación por los

fraudes). En este punto

se incluye el estudio de

los aditivos

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ANALISIS

CONVENCIONAL

Análisis químicos:

Análisis proximal: Wende

Análisis de Van Soest

Análisis biológicos:

Pruebas de alimentación

Cultivos con microorganismos

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD

NUTRITIVA DE LOS ALIMENTOS

NUTRIENTES

Mantenimiento

Crecimiento

Producción

Reproducción

Son moléculas o

elementos usados para:

Clasificación química:

Carbohidratos

Lípidos

Proteínas

Aminoácidos

Vítaminas

Liposolubles y hidrosolubles

Minerales

Agua : H20

Glucosa (CH2O)

Lípidos

Acidos grasos

Triglicéridos

Proteínas

Aminoácidos

Clasificación dietaría

No esenciales:

Interviene la síntesis animal

Esenciales:

Aminoácidos y ácidos grasos

ANÁLISIS PROXIMAL

Humedad (materia seca)

Cenizas Primera muestra

ProteínaSegunda muestra

Grasa cruda (Extracto etéreo)

Fibra crudaTercera

muestra

HUMEDAD / MATERIA SECA

La muestra se le somete a calentamiento

100 - % H2O = % MS

2g - 1.76g => 88% MS

AntesDespues

CENIZA (Componente mineral)

6 horas, 600 C

ANÁLISIS PROXIMAL

PROTEÍNA CRUDA

Digestión ácida se destruye la materia

orgánica y se libera el nitrógeno como sulfato

de amonio

Neutraliza con NaOH, destilado para liberar

amoniaco (capturado con ácido bórico)

Se titula para calcular el % de Nitrógeno

ANÁLISIS PROXIMAL

% N x 6.25 = % Proteína cruda

* ProteÍnas en promedio contienen 16% N

100 / 16 = 6.25

ANÁLISIS PROXIMAL

PROTEÍNA CRUDA

EXTRACTO ETEREO (EE)

– La muestra se le somete a una extracción con eter para remover los lípidos.

.

10g - 9g = 10% EE

Muestra

antes

pesar

Muestra

despues

pesar

ANÁLISIS PROXIMAL

FIBRA CRUDA

– Luego que la fracción de EE es removido:

1) Acido débil

2) Alcalosis

3) Cenizas – celulosa, lignina; ceniza remanente

ANÁLISIS PROXIMAL

(muestra desgrasada – residuo ceniza)

muestra desgrasadax 100%

ANÁLISIS PROXIMAL

FIBRA CRUDA

% FC =

EXTRACTO LIBRE DE NITRÓGENO O NIFEX

No químico, simplemente aritmético

100 – (% H2O + % CP + % EE + % CF + % Ash)

ANÁLISIS PROXIMAL

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DATOS

ANALÍTICOS

CONFIABLES, MÁS

COMPLETOS

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PROBLEMAS INHERENTES AL

ANÁLISIS DE ALIMENTOS

• Naturaleza compleja y variable de los alimentos.

• Variación entre muestras del mismo alimento.

• Perescibilidad de los alimentos.

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PROCESO ANALÍTICO

Objetivo del

Análisis

Muestreo y

preparación

de la muestra

Pesada de la

muestra

analítica

Extracción

del Analito

Información

AnalíticaCálculo

Identificación y

medición

Separación de

las diferentes

formas de los

analitos

Remoción de

interferentes

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ILUSTRACIÓN DEL ERROR TOTAL

LOTE

(Población)

MUESTRA DEL

LABORATORIO

MUESTRA

ANALÍTICA

RESULTADOS

ANALÍTICOS

DATOS

ANALÍTICOS

(Información)

ERROR

DEL

MUESTREO

ERROR DE LA

PREPARACIÓN

DE MUESTRA

ERROR DEL

PROCESAMIENTO

DE DATOS E

INTERPRETACIÓN

ERROR

DEL

MUESTREO

ERROR TOTAL

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ANÁLISIS DE ALIMENTOS

Cambios notables en:

• Conceptos y objetivos.

• Analitos.

• Técnicas.

• Instrumentación

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AMPLIACIÓN DE LOS OBJETIVOS

• Valor nutricional.

• Inocuidad (ausencia

de contaminantes

tóxicos).

• Autenticidad,

adulteración.

• Calidad (sabor,

color, textura, etc.)

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AMPLIACIÓN DE LOS OBJETIVOS

• Efectos de técnicas

agropecuarias.

• Efectos del

procesamiento y

almacenamiento.

• Componentes

dañinos a la salud.

• Componentes

benéficos a la salud.

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DATOS ANALÍTICOS

CONFIABLES

• Muestras

representativas.

• Métodos

analíticos

validados.

• Garantía de

calidad analítica.

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DATOS ANALÍTICOS

CONFIABLES

• Recursos

humanos

adecuadamente

entrenados.

• Recursos

materiales e

infraestructura.

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ATRIBUTOS EVALUADOS EN LOS

MÉTODOS ANALÍTICOS

• Exactitud.

• Precisión.

• Especificidad

• Sensibilidad.

• Rango lineal.

• Aplicabilidad.

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Precision y Exactitud

Valor verdadero

Media

Media

Media

Media

Preciso y exacto

Preciso e inexacto

Impreciso e inexacto

Impreciso y exacto

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EXACTITUD

• Test de recuperación.

• Comparación de un

método adoptado con

un método ya

reconocido como

exacto.

• Estudios

interlaboratoriales.

• Análisis del material

de referencia

certificada.

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CAMBIO DE FOCO

Macronutrientes

Micronutrientes

Componentes

antinutricionales

Componentes no-

nutrientes benéficos

a la salud

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EVOLUCIÓN ANALÍTICA

Contenido total Concentraciones individuales

Macrocomponentes Microcomponentes

Análisis clásicas Análisis instrumentales

Análisis en g/100g Análisis en trazas (u/g,

ng/g, pg/g, fg/g)

Análisis individuales Análisis simultáneos

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CAMBIO DE CONCEPTO

Lípidos totalesLípidos neutros,

fosfolípidos

Glicolípidos

Lípidos

totales

AG PRINCIPALES

Saturados,

monoinsaturados,

diinsaturados,

triinsaturados

TODOS AG

Saturados,

monoinsaturados,

poliinsaturados,

cis, trans, O3, etc.

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CAMBIO DE CONCEPTO

Carotenoides totales

Carotenos totales

Principales carotenoides

pro-vitaminicos A

Carotenoides principales

incluso los no pro-

vitaminicos A

Todos los

carotenoides

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CAMBIO DE FOCO

Métodos individuales para

analitos en

concentraciones altas

Métodos simultáneos de

varios analitos en

concentraciones bajas

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ANALITOS DE INTERÉS

• Fibra

• Flavonoides

• Organosulfurados

• Limoneno

• Oligosacáridos

• Tocoferoles y tocotrienoles

• Carotenoides

• Saponinas

• Fitoesteroles

• Glucosilanatos

• Ácidos grasos omega-3

• Folatos

• Ácidos linoléicos conjugados

Fitoquímicos y Zooquímicos

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ANALITOS DE INTERÉS

• Aflatoxinas

• citrinina

• Alcaloides ergot

• ácido

ciclopiazónico

• ácido kójico

• ácido penicílico

• esterigmatocistina

• Fumonisina

• moniliformina

• patulina

• tricotecenos

• micotoxinas de

alternaria

• zearalenona

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CAMBIO DE TÉCNICA

Cromatografía en

papel

Crom. en capa

fina o en

columna clásica

Cromatografía de

gas

HPLC

Cromatografía

por partición

Crom. Fase ligada,

adsorción, intercambio

iónico, exclusión

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CAMBIO EN LA INSTRUMENTACIÓN

HPLC Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia

• Perfeccionamiento del diseño general del equipo,

columnas.

• Perfeccionamiento de los detectores:

UV-VIS

fijoUV-VIS

VariableArreglo de

FotodiodosEspectró

-grafo de

masa

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CAMBIO DE INSTRUMENTACIÓN

HPLC Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia

COLUMNA

No capeada

Fase reversa C8, C18

Monomérica

Elución Isocrática

Partículas irregulares

10 um 5 um

FASE MÓVIL

Capeada

C30

Polimérica

Elución por gradiente

Partículas esféricas

3 um

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TENDENCIAS PARA ESTE

SIGLO 21• AUTOMATIZACIÓN

DIMS (direct introduction mass

espectrómetry)

MIMS (membrane introduction mass

espectrometry

• INSTRUMENTOS PORTÁTILES

• INMUNOCUANTIFICACIÓN

• TECNICAS MOLECULARES-ADN

• USO INTENSO DE LA INFORMÁTICA

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TENDENCIAS

• CG-EM (cromatografía de gas -

espectrometría de masas)

• HPLC - EM (cromatografía líquida de

alta eficiencia - EM)

• CEC (capillary electrochromatography

INSTRUMENTACIÓN COMBINADA

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TENDENCIAS

• Extracción supercrítica

• Extracción con microondas

• Extracción con fluido

presurizado

• Análisis ecológicos-

DUMAS

EXTRACCIÓN y ANALISIS MAS

ECOLÓGICA

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GRACIAS