ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS EN ALIMENTOS

Tras la refinación todas las grasas y aceites están constituidos fundamentalmente por triacilgliceridos (T.G.) de ácidos grasos (A.G.) alifáticos, de cadena recta, saturados y no saturados, e insolubles en agua, y una pequeña cantidad (no superior al 3 %) de otras sustancias (fosfolípidos, esteroles, tocoferoles, carotenoides, vitaminas y pigmentos liposolubles).

El principal interés de analizar las grasas y aceites son:1. Identificación de aceites a través de sus atributos físicos y químicos (basándose en

Normas y Especificaciones): Densidad, punto de fusión, índice de refracción, índice de saponificación, índice de yodo, punto de humo, punto de relámpago, punto de fuego, etc.

2. Enranciamiento o estabilidad o vida de anaquel : Índice de peróxidos, índice de acidez, prueba de Kreiss.

3. Adulteraciones o fraudes : Índice de esteres, material insaponificable, índice de Reichert-Meissl, Polenske, Kierschner, escualeno (aceite de oliva), colesterol (grasas animales).

Se permite la presencia de antioxidantes y otros aditivos en determinado rango de concentraciones.En EU. la A.O.C.S. (American Oil Chemists Society) regula los análisis y las constantes para los diferentes aceites comestibles.

Aceite vegetal comestible.- Es el producto obtenido de la mezcla de dos o más aceites comestibles refinados y desodorizados, obtenidos por extracción con solventes, por expresión mecánica o por cualquier otro procedimiento, y en cuya composición predominan triglicéridos de las semillas de cualquiera de las siguientes plantas oleaginosas: cártamo, ajonjolí, girasol, cacahuate, algodón, soya, maíz, canola y colza ó nabo. La desodorización podrá efectuarse antes o después de la mezcla.

El refinado se hará por proceso de neutralizado, lavado, blanqueado, desodorizado e hibernado, en los aceites que lo requieran

El Aceite vegetal comestible debe cumplir con las especificaciones físicas y químicas anotadas en la Tabla 1.

TABLA 1

NOTA: La determinación de densidad relativa, índice de refracción, índice de yodo, índice de saponificación y otros no mencionados, no se fijan sus límites en virtud de tratarse en este caso de una mezcla de varios aceites.* Al momento del envasado.

Aditivos para alimentosLos permitidos por la Secretaría de Salud, en las cantidades que se señalan:

5.5.1 Antioxidantes

% Máx.

- Tocoferoles 0.03- Galato de propilo 0.01- Galato de octilo 0.01- Ácido tiodipropiónico y sus ésteres 0.01- Butilato de hidroxianisol 0.02- Butilato de hidroxitolueno 0.02- Resina de guayaco 0.01

5.5.2 Antioxidantes Sinérgicos- Ácido cítrico ó ácido fosfórico 0.005 % máx.Y cualquier otro autorizado por la Secretaría de Salud.Esta norma se complementa con las siguientes Normas Oficiales Mexicanas vigentes:

NOM-X-F-101 Método de prueba para la determinación del índice de acidez en aceites y grasas vegetales o animales.

NOM-F-116 Método de prueba para la determinación de color en manteca de cerdo.

NOM-F-154 Método de prueba para la determinación del índice de peróxido en aceites y grasas vegetales o animales.

NOM-F-211 Determinación de humedad y materia volátil en aceites y

grasas vegetales o animales.

NOM-F-215 Determinación de impurezas insolubles en aceites y grasas vegetales o animales.

NOM-F-222 Determinación de rancidez en aceites y grasas vegetales o animales.

NOM-F-225 Determinación de prueba fría en aceites normales refinados y

crudos de origen vegetal o animal.

NOM-F-472 Alimentos - Aceites y grasas vegetales o animales - Determinación del contenido de jabón.

NOM-F-473 Alimentos - Determinación sensorial de impurezas indeseables -Olor - Aceites y grasas vegetales o animales Método de prueba.

NOM-F-474 Alimentos - Determinación de la estabilidad (Método de oxígeno activo) - Aceites y grasas vegetales o animales - Método de prueba.

NOM-Z-12 Muestreo para la inspección por atributos.

Manteca vegetal.- Es el producto semisólido, graso, obtenido a partir de aceites de las semillas de las siguientes plantas oleaginosas: Ajonjolí, algodón, cacahuate, canola, cártamo, coco, girasol, maíz, nabo, palma y soya; parcialmente hidrogenados o mezcla de aceites vegetales y aceites vegetales parcialmente hidrogenados. Puede contener un máximo de 15% de aceites vegetales totalmente hidrogenados.

Especificaciones Físicas y químicas: La manteca vegetal debe cumplir con las especificaciones físicas y químicas anotadas en la Tabla 2.

TABLA 2

ESPECIFICACIONES MINIMO MAXIMO

Punto de fusión en K (°C) 323(50.0)Acidez (como ácido oleico), en % 0.15Humedad y materia volátil, en % 0.1* índice de peróxido, meq/kg 2.0Materia insaponificable, en % 1.5Color (Escala Lovibond) 30.0 A

4.5 REstabilidad (horas AOM) 20.0* Reacción de Kreiss (Rancidez) NegativoAceite mineral NegativoAntioxidantes, en % (principio activo) * Al momento del envasado.NOTA: La densidad, índice de refracción, índice de Titer, índice de yodo, índice de saponificación y otros no mencionados, no se fijan sus límites en virtud de tratarse en este caso de una mezcla de varios aceites. Estas especificaciones quedarán fijadas en el momento de conocerse la composición de la mezcla.

Aditivos para alimentosLos permitidos por la Secretaría de Salud, en las cantidades que se señalan:

5.5.1 Antioxidantes

% Máx.- Tocoferoles 0.03

- Galato de propilo 0.01 Galato de octilo 0.01 Ácido tiodipropiónico y sus ésteres 0.01

- Butilato de hidroxianisol 0.02- Butilato de hidroxitolueno 0.02- Resina de guayaco 0.01

5.5.2 Antioxidantes sinérgicos- Ácido cítrico o ácido fosfórico máximo 0.005 % máx.Y cualquier otro autorizado por la Secretaría de Salud.

Grasa comestible.- Es el producto semisólido graso obtenido de mezclar un 35% máximo de sebo comestible y/o manteca de cerdo con aceites vegetales parcialmente hidrogenados o sin hidrogenar. Puede contener un máximo de 15% de aceites totalmente hidrogenados.

Grasa mixta comestible.- Es el producto semisólido graso obtenido de mezclar un 60% máximo de sebo comestible y/o manteca de cerdo con aceites vegetales parcialmente hidrogenados o sin hidrogenar. Puede contener un máximo de 15% de aceites vegetales totalmente hidrogenados.

Para fabricar mantecas vegetales, grasas comestibles y grasas mixtas comestibles, los aceites crudos de las semillas oleaginosas mencionadas se someten a los procesos de: neutralizado, lavado, secado, blanqueado, hidrogenación selectiva, interesterificado y desodorizado.

En el proceso de hidrogenación se tiene que eliminar el catalizador utilizado por filtración y/o blanqueo.

1. IDENTIFICACIÓN DE ACEITES A TRAVÉS DE SUS ATRIBUTOS FÍSICOS Y QUÍMICOS (BASÁNDOSE EN NORMAS Y ESPECIFICACIONES):

Densidad .- DEFINICIÓN.- Densidad relativa.- Es la relación de la masa de un volumen dado de una sustancia y la masa de un volumen igual de agua en las mismas condiciones de presión y temperatura. La densidad relativa es un número abstracto (sin unidades).FUNDAMENTO.- El método consiste en determinar la masa a volúmenes iguales de agua y de aceite o grasa vegetal o animal que se utilizaron para calcular la relación entre ambos valores, bajo condiciones específicas de temperatura, 25C para aceites y 40C para grasas.

Punto de fusión (P.F.).- Es una medida de la fuerza de los enlaces de las grasas. A mayor punto de fusión mayor fuerza de atracción. También entre más alto PM. se tenga, mayor será su P.F.. Las instauraciones hacen bajar el P.F.

Índice de refracción (I.R.).-NMX-F-074-S-1981 DEFINICIÓN.- Es la relación que existe entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción, ángulos que se forman al pasar un rayo de luz del aire a otro medio, en que la luz se propaga con diferentes velocidadesFUNDAMENTO.- El método se basa en la determinación del índice de refracción, ya que sea por medida directa del ángulo de refracción o bien por la observación directa del límite de reflexión total manteniéndose la sustancia dentro de las condiciones de isotropismo y transparencia.

Se relaciona con el PM. y el grado de insaturación, aumentando en forma directamente proporcional.

Índice de saponificación.-NMX-F-174-S-1981 Es la cantidad de hidróxido de potasio expresado en miligramos, necesario para saponificar un gramo de aceite o grasa. FUNDAMENTO.- Este método se basa en la reacción química de los ácidos grasos con un álcali, formándose la sal del ácido.

Nos expresa el PM. promedio de los A.G. Ya que un g de grasa debe contener más A.G. si son de cadena corta o menos si son de cadena larga, y que los A.G. reaccionan con el álcali para producir jabón.

Índice de yodo.- NMX-F-408-S-1981 Es la medida de la no saturación de las grasas y aceites y se expresa en términos del número de centigramos de yodo absorbidos por gramo de muestra (por ciento de yodo absorbible)FUNDAMENTO.- Se basa en la reacción del monobromuro de yodo (Hanus) o monocloruro de yodo (Wijs), en medio acético, sobre los lípidos, y en medir la cantidad de yodo que está presente libremente, en función de éste se determina el grado de insaturación del aceite

Los intervalos para los índices de yodo en aceites y grasas es de :

Grupo Ejemplos Índices de YodoCeras --- Muy, muy bajoGrasas Animales Mantequilla, sebo, manteca 30 – 70Aceites Olivo, soya, girasol, etc. 80 - 200

Punto de humo.- El calentamiento continuo de una grasa o aceite por arriba de su punto de fusión resulta en que el líquido alcanza su “punto de humo”. Esto se define como la temperatura a la cual una corriente continua de humo delgado azulosa aparece en la parte superior del aceite que está siendo calentado en un recipiente abierto. El punto de humo de la manteca es de alrededor de 185 0C, el aceite de oliva 227 0C, aceite de maíz 199 0C. El punto de humo disminuye (su temperatura) por:

Un aumento en la concentración de A.G.L. debido a la aparición de rancidez hidrolitica

Calentamiento repetido en presencia de partículas alimenticias. Las grasas y aceites deben remplazarse regularmente y colarse con frecuencia para eliminar partículas alimenticias.

Un buen aceite para freír tendrá menos de 0.4 % de monoglicéridos y menos de 0.05 % de A.G.L., y un punto de humo de 218 0C o más. El calor también ocasiona la descomposición del glicerol a acroleína, una sustancia con un olor fuerte e irritante característico (acre)

Punto de relámpago.-Es la temperatura previa al punto de incendio o fuego que se característica por un destello de luz en el aceite. Es altamente subjetivo.

Punto de fuego o incendio.- Es la temperatura a la cual se incendian las mezclas de vapor producidas por el aceite durante el calentamiento. En el aceite de maíz es de 321 0C, en el de oliva es de 326 0C.

2. ENRANCIAMIENTO O ESTABILIDAD O VIDA DE ANAQUEL :

La rancidez es el grado de descomposición común de las grasas, el cual se debe al ataque del oxígeno a los centros no saturados y esto se observa cuando los comestibles adquieren con el tiempo un olor y sabor más fuerte a rancio.

Índice de peróxidos(IP). NMX-K-402-1973 DEFINICIÓN.- El índice de peróxido indica los miliequivalentes de oxígeno en forma de peróxido por kilogramo de grasa o aceite. Por tanto mide la facilidad a enranciarse de una grasa.FUNDAMENTO DEL MÉTODO.- Se basa en la determinación en la solución de prueba de la cantidad de peróxidos contenidos por medio de una titulación. Esto nos indica el grado de autooxidación del aceite debido a la acción oxidativa del O2 sobre las dobles ligaduras de los A.G. insaturados. Los peróxidos liberan yodo del yoduro de potasio. El yodo liberado se puede cuantificar con tiosulfato de sodio; se forma una sal de potasio. A mayor índice de peróxidos, mayor rancidez

- CH2 – CH = CH – CH2 - + O2 - CH – CH = CH – CH2 - + O2

OOHHidroperóxido

- CH – CH – CH2– CH2 - + O2 R1 – CH + R2 – CH3

O O O OPeróxido Aldehídos Cetonas

Cuando los aceites son recientes, normalmente tienen índices de peróxidos muy bajos, menores a 10 mEq/kg. Cuando el índice de peróxidos se eleva en 20-40 mEq/kg empieza a notarse un sabor rancio.

Prueba de Rancidez de Kreiss.- NMX-F-222-1975 Durante las primeras etapas de oxidación los peróxidos formados son relativamente estables. Luego estos se descomponen y son los productos de esta descomposición, tales como los aldehídos y cetonas las responsables de la aparición del olor a rancio.

El ensayo de Kreiss estima el enranciamiento en los aldehídos formados. Emplea como reactivo al fluoroglucinol en solución de éter en presencia de HCl concentrado. La formación de un color rojizo en el producto de condensación debido a la presencia del aldehído de epihidrina indica la rancidez. Ha sido usada la intensidad del color formado, como base de la estimación cuantitativa.

PROCEDIMIENTO. En una probeta de 50 a 100 ml perfectamente limpia y seca, se vierte con una pipeta 10 ml de la muestra. Agregar 10 ml de HCl concentrado y se tapa con tapón de goma. Agitar vigorosamente por espacio de 30 segundos, adicionando a la mezcla 10 ml de la solución de Floroglucinol al 0.1 % en éter, tápese para evitar alguna posible proyección y agitar enérgicamente. Posteriormente dejar en reposo y observar el color; la

formación de un color rojo intenso en el producto de condensación (capa de ácido), indica la rancidez de la muestra

Índice de acidez.- NMX-F-101-1987 DEFINICIÓN.- Es la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio necesaria para neutralizar los ácidos grasos libres en 1.0 g de aceites o grasa.FUNDAMENTO.- Este método se basa en la titulación de los ácidos grasos libres, con un álcali.

Índice de acidez es cuando el resultado se expresa en mg de KOH de acuerdo a la siguiente expresión:

Índice de acidez = 56.1 x N x VP

En donde:56.1 = equivalente químico de la potasa o KOHN = normalidad de la solución de KOHV = cm3 de solución valorada de KOH gastados en la titulación de la muestraP = masa de la muestra en gramos.

También se puede expresar como porciento de ácido oleico, palmitico, o laurico aplicando la siguiente expresión, utilizando el meq del ácido graso de referencia:

% de ácidos grasos libres (AGL.) = meq x N x V x 100P

En donde:meq = miliequivalente químico del ácido graso de referenciaN = normalidad de la solución de KOHV = cm3 de solución valorada de KOH gastados en la titulación de la muestraP = masa de la muestra en gramos.

El meq de: ácido oleico = 0.282, palmitico = 0.256, y laurico = 0.200

El índice de acidez es aproximadamente el doble del porcentaje de acidez, cuantificado como ácido oleico.

3.- PRUEBAS DE ESTABILIDAD DE LAS GRASAS Y ACEITES

La grasa que sufre oxidación tiene un tiempo de incubación prolongada, seguida por una rápida elevación de la rancidez.

En los alimentos procesados es importante determinar la vida de anaquel. Se emplean varias técnicas, la mayoría de las cuales utilizan la resistencia del aceite al calentamiento y/o al burbujeo de oxígeno. Las observaciones del deterioro pueden hacerse “olfateando”, una herramienta de exactitud sorprendente si la persona esta sensibilizada y entrenada para hacerlo. Otras técnicas miden la composición química de los productos de oxidación como peróxidos, A.G.L., aldehídos o absorción de oxígeno.

1. Prueba de Almacenamiento. - Es simple, las muestras se mantienen bajo condiciones de almacenamiento reales y se someten periódicamente a examen organoléptico para detectar deterioro. También se pueden hacer determinación de peróxidos. Es una prueba muy tardada, por lo que puede acelerarse por medio de temperatura elevada. Una versión es la prueba en Horno de Schaal.

2. Prueba de Horno de Schaal. - Es a 63 a 70 0C, y aunque el tiempo se acorta puede dar resultados confusos en algunas grasas debido a las rutas del mecanismo de la nueva reacción. Esta se hace con frecuencia para alimentos de cereales y grasas, como: galletas, corteza para tartaletas y hojuelas de papa.

3. Método del Oxígeno Activo o Prueba de Estabilidad de Swift. - En esta técnica, el aceite que se prueba se sumerge en un baño a 98 0C y se hace burbujear aire purificado u oxígeno a través de él a una velocidad fija. Periódicamente se miden los peróxidos por retrotitulación del yodo liberado al agregar yoduro de potasio agregando una solución de tiosulfatos de sodio y un indicador de almidón. Esta técnica se aplica mejor a los aceites líquidos refinados y es menos adecuada para las mezclas de alimentos.

4. Prueba del Ácido Tiobarbiturico (TBA). - Es la mejor técnica para los productos alimenticios complejos. Esta prueba es en esencia una medida colorimétrica simple donde se desarrolla un color rojo después de la adición del TBA. La intensidad y velocidad de aparición del color es correlacionable con el tiempo de aparición de la rancidez

3. ADULTERACIONES O FRAUDES: Índice de esteres.-NMX-K.395-1972 ALCANCE.- La presente norma establece el método para la determinación del índice de éster en los aceites y grasas vegetales o animales, que mide las substancias grasas que permanecen combinadas como glicéridos y otros ésteres.INDICE DE ESTER.- Es la diferencia que resulta de restar al valor obtenido de "Índice de Saponificación", el valor correspondiente de "Índice de Acidez" de una muestra dada.El Índice de Ester se calcula aplicando la siguiente fórmula:

IE = IS-IAEn donde:IE = Índice de Ester.IS = Índice de Saponificación.IA = Índice de Acidez.

Material insaponificable.- NMX-K-306-1972 Las grasas crudas contienen cantidades variables, hasta 7 %, y las refinadas hasta un 2 % de sustancias que no son triacilglicéridos ni productos de saponificación. La materia insaponificable en aceites crudos incluyen: alcoholes, esteroles, tocoferoles, humedad, hidrocarburos, etc.. En aceites refinados son básicamente esteroles y tocoferoles, pues estas sustancias no se eliminan durante el refinado.

El método consiste en saponificar completamente una muestra y luego efectuar una serie de extracciones con éter etílico. Los extractos obtenidos se lavan primero con solución de KOH, con el objeto de eliminar los jabones que pudieran estar presentes, y luego con agua para eliminar el exceso de álcali. La materia insaponificable exenta de impurezas se seca en la estufa y se pesa.

Las adulteraciones con parafina de esta manera son detectadas.

Diferenciación entre la mantequilla y la margarina.- Las pruebas se practican sobre grasa clarificada y filtrada. Las adulteraciones gruesas pueden detectarse por métodos físicos y químicos, y a través de determinaciones analíticas convencionales. Si la adición de margarina a la mantequilla a tenido lugar sólo en pequeñas cantidades, es preciso recurrir al índice de Reichert-Meissl. La interpretación de los datos en las margarinas que contienen aceite de coco o almendra de palma se complica aun más por que estas grasas pueden tener un índice de Reichert-meissl de hasta 7 a 8; tienen sin embargo índices de Kirchner bajos e índices de Polenske altos, a diferencia de la grasa de mantequilla.

Índice de Reichert-Meissl: Expresa los mililitros de álcali 0.1 N necesarios para neutralizar los ácidos grasos volátiles solubles en agua, provenientes de 5 g de lípido en condiciones especificas. En mantequilla se tiene un valor entre 24.6 a 31.4. Se relaciona con la cantidad de A.G. de menos de 12 átomos de carbono, abundantes en la leche.

Índice de Polenske.- Expresa los mililitros de álcali 0.1 N necesarios para neutralizar los ácidos volátiles insolubles en agua, provenientes de 5 g de aceite en determinadas condiciones. En mantequilla es de 1.4 a 3.

Índice de Kirchner.- Son los mililitros de álcali 0.1 N necesarios para neutralizar los ácidos grasos volátiles que forman sales de plata solubles en agua, a partir de 5 g de lípido bajo condiciones determinadas. En mantequilla se tiene un valor promedio de 23.

FUNDAMENTO.- Estos métodos se basan en la reacción química de los ácidos grasos con un álcali, formándose la sal del ácido (Saponificación). El método de Reichert-Meissl se basa en la neutralización de los ácidos grados volátiles, solubles en agua; el de Polenske en la neutralización de los ácidos grasos volátiles insolubles en agua y el método de Kirchner se basa en la neutralización de los ácidos grasos volátiles que forman sales de plata solubles en agua. Los ácidos grasos volátiles que forman sales de plata solubles en agua. los ácidos grasos de los métodos antes mencionados deben estar previamente saponificados.

Se ha propuesto la siguiente fórmula para calcular la cantidad de grasa de mantequilla:

% de grasa de mantequilla = K – (0.1 P + 0.24)0.244

donde:K = I. De KirchnerP = I. De Polenske.

Las adulteraciones de la mantequilla con grasas extrañas puede deducirse también de otros datos. Un índice de refracción superior a 1.4595 (25 0C), y un índice de saponificación inferior a 200, señalan la presencia de aceites vegetales distintos de los aceites de la familia de la palma (que también tienen I. de refracción bajos e índices de saponificación altos)

Adulteración de grasas animales con grasas vegetales.- Se confirma fácilmente por el análisis de esteroles (colesterol) o por cromatografía de gases. Los aceites hidrogenados contienen altas cantidades de isoleico. Los A. G. Trans también se pueden detectar por espectrofotometría de I.R.

Colesterol. Se aísla a partir de la porción insaponificable de los lípidos, debido a su solubilidad en acetona, puede ser analizado utilizando varias pruebas:

Determinación del punto de fusión.- El colesterol, una vez cristalizado en alcohol, debe presentar un punto de fusión de 149 a 151 0C.

Prueba de Salkowski.- Cuando se mezclan soluciones cloroformicas de colesterol con ácido sulfúrico concentrado, se observa la formación de una coloración característica.

Prueba de Lieberman-Burchard.- El anhídrido acético se puede condensar con hidroxilo de la posición 3 del colesterol para formar el éster correspondiente, el cual presenta una coloración característica.

Preparación con derivados de digitonina.- El colesterol, produce un derivado insoluble con la digitonina.

Adulteración de Aceite de Oliva (escualeno).- El escualeno, que es un hidrocarburo insaturado, se encuentra en el aceite de oliva en cantidades considerablemente más altas que en otros aceites comestibles. Por lo que es frecuentemente utilizado como índice para detectar adulteraciones, con aceites de otra procedencia. Ver Tabla:

Contenido de Escualeno en aceites vegetales, mg/100 gOliva Algodón Cacahuate Maíz Soya Girasol Ajonjolí Colza383 8 27 28 12 12 5 26

El método se basa en separar del material insaponificable el escualeno con la ayuda de una columna de adsorción de alumina (Al2O3). Se disuelve el residuo no absorbido con CHCl3 y el reactivo piridina en exceso. Dejar 5 minutos en la oscuridad y se añade IK. Mézclese bien, arrástrese todo el yodo libre y se titula con tiosulfato de sodio 0.05 N, usando almidón como indicador.

Un ml de tiosulfato de sodio 0.05 N = 1.71 mg de escualeno.

 

 Figura: representación de la molécula del escualeno.

 

NORMAS RELACIONADAS CON ACEITES Y GRASAShttp://www.economia.gob.mx/?P=144http://www.profeco.gob.mx/

SITIOS DE INTERES EN INTERNET RELACIONADO CON EL TEMAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceitewww.elergonomista.com/ alimentos /27jun_t08.htm www.sica.gov.ec/cadenas/ aceites http://www.cottonseed.com/enespanol/default.aspT1msn Tu Empresa GUIA EMPRESARIAL Alimentoswww.economia.gob.mx/work/normas/nmx/2005/nmx-f-030-scfi-2005.pdf