Determinación de las propiedades de pasta de los almidones.

• Se puede hacer uso del equipo RVA (Rapid Visco Analyzer), para lo cual se prepara una suspensión de almidón al 8% W/W , se equilibra a 50°C por un minuto y luego se empieza a calentar a una velocidad de 12°C / min hasta llegar a 95°C donde es mantenida por un tiempo y luego enfriada a la misma velocidad. La velocidad de las paletas es controlada, inicialmente podria ser 960 rpm por los primeros 10 s. y luego 160 rpm para el resto del análisis.

El Equipo.

Cambios en el almidón nativo durante el procesamiento.

Determinación del grado de gelatinización.

DETERMINANDO PECTINA

Pectinas

Determinación de Pectina

El principal componente el ácido D-galacturonico. Un método consiste en la saponificación seguida de la acidificación y adición de Ca2+ para precipitar la pectina, la que es luego determinada gravimétricamente.

Cuantificaciones

• Al precipitado se le hace una cuantificación total de carbohidrato (Equivalente de galactosa) por el método del phenol– acido sulfurico method (Dubois, Gilles, Hamilton, Rebers, & Smith, 1956) Al resultado se le hace una corrección por interferencias debidas alos ácidos urónicos.

Determinación de Ácidos Urónicos

• El contenido Total de acido anhydrouronico (AUA) por el método del by xilenol: Una solución del polisacárido en 2% (w/v) NaCl se mezcla con ácido sulfurico en un baño de Hielo, luego se calienta hasta ebuir en otro baño maría por 10 minutos. Luego la solución se mezcla con ácido que contiene 0.1% (w/v) de xilenol y se deja en reposo por 10 min a temperatura ambiente. Se mide la reacción colorimétrica determinando la absorbancia a 450–400 nm, mientaras que se usa una solución de ácido galacturonico (0–100 mg/mL) para construir la curva de calibración.

• Se determinan de esta manera el contenido total de AUA.• Los contenidos de ácido Glucuronico y ácido galacturónico son

estimados usando HPLC

METODO OFICIAL A.O.A.C. 991.42 y

993.19: FIBRA DIETARIA METODO

ENZIMATICO

GRAVIMETCO

Muestra Liofilizada, duplicada (1 g) + 50 ml Buffer fosfato + 0.1 ml α-amilasa (ph=6.0±0.1)

Incubar a 95º C x 15 min

Ajustar ph =7.5±0.1 con 10 ml NaOH (0.275 N) + 0.1 ml de Proteasa Incubar a 60º C x 30 min

Ajustar ph =4.5±0.1 con 10 ml HCl (0.325 N) + 0.1 ml de Amiloglucosidasa

Incubar a 60º C x 30 min

Centrifugación 3000 x 15 min

Filtración Sobrenadante

0.5 g. Celite seco a 130º C x 1h. (Adicionar agua hasta 100 g) Humedecer para filtrar con agua Añadir 400 ml etanol 95% a 60º C 1-6 h Lavado Precipitación (10 + 10 ml agua) 1 h Filtración Sobrenadante Secado 0.5 g. Celite seco a 130º C/1h (descartar) (70º C toda la noche Humedecer para filtrar con EtOH 78% ó 105º C x 5 h) Pesado Lavado (Etanol 78% 20 ml 3 v., Etanol 95% 10 ml 2v. Acetona 10 ml 2v.) 2 Residuos Secado y Pesado

(P) Proteinas (Kieldahl) (C) Cenizas 2 residuos

Residuo-P-C-Blanco = Fibra Insoluble

(P) Proteina (Kieldahl) (C) Ceniza Residuo-P-C-Blanco = Fibra Soluble FIBRA DIETARIA TOTAL = Fibra Insoluble + Fibra Soluble

Composición de la fibra de la dieta

Se tienen en este grupo a los: • Celulosao b-glucanos no celulósicoso Hemicelulosao Pectinas (galacturónidos)o Otros urónidos y gomaso Lignina con pequeñas cantidades de lignina suberina.o Productos de la reacción de Maillardo Polímeros del pardeamiento enzimático.

Fraccionamiento durante la obtención de fibra

• Después del tratamiento enzimático en soluciones buffer, son separados por centrifugación y filtración los componentes de la fibra insoluble de la fibra soluble. En los componentes de la fibra insoluble se tienen a la celulosa, lignina y otros polisacáridos insolubles.

• En el liquido separado se encuentran los azúcares solubles en agua, almidón degradado, y polisacáridos. De ellos son separados los componenetes de a fibra soluble por precipitación con etanol (pectinas, gomas y hemicelulosas.

Métodos físicos aplicados a azúcares.

• Gravedad Específica: Utilizada en la determinación de la concentración de soluciones de sucrosa puras.

• Indice de Refracción, también para soluciones puras.• Polarimetria, se estima la concentración a travéz de la rotación

óptica específica.

Almidón resistente

(Goñi y col., 1996)

Muestra Pepsina Pepsina buffer HCL-KCL buffer HCL-KCL Ph: 1.5 Ph: 1.5 amilasa amilasa Tris maleato Tris maleato Ph 6.9 Ph 6.9 Centrifugar Centrifugar Eliminar Sobrenadante (soluble) Insoluble Soluble Precipitado (insoluble) Gravimetria Dialisis + Secando a 105oC Hidrólisis acida KOH 4M Cuantificar Glucosa por DNS Amiloglucosidasa Acetato de sodio Ajustar ph 4.75 Centrifugar Eliminar Precipitado Sobrenadante Enrasar 25 ml Cuantificar glucosa Usando GOPOD (glucosa oxidasa/peroxidasa)

Determinación de almidón resistente

• El almidón resistente se determina primero por hidrólisis de la muestra con alfa-amilasa y amiloglucosidasa durante 37°C (Controlado en un baño maría con sistema de agitación) por 16 hr. Luego el almidón resistente se separa por centrifugación; después de los cual se digiere con KHO, finalizando con una neutralización con buffer acetato. Sigue una hidrólisis con amiloglucosidasa. Luego se cuantifica la glucosa por el método de la glucosaoxidasa.

REFRACTOMETRÍA Y POLARIMETRÍA

Velocidad de la luz 300,000 km por segundo.

Patricia Glorio Paulet CFS

Propagación de la Luz

Representación de la propagación de ondas electromagnéticas en el plano de la luz polarizada.

Nielsen, 2008

Reflexión

Refracción

Refracción vs Reflexión

Definición de Índice de Refracción

Cuando un rayo de luz atraviesa un medio y pasa a otro medio de diferente densidad. El rayo sufre un cambio en su dirección.

Refracción de afuera hacia dentro del agua y de Dentro del agua hacia afuera.

Sobre Índice de Refracción

• Se observa un cambio en la velocidad de la luz.

• i Es el ángulo realizado por el ángulo incidente con la perpendicular al punto de incidencia

• r Es el ángulo realizado por el ángulo refractado. I.R.= Sen i

Sen r

Ley de Snell

• El seno del angulo de incidencia de un rayo de luz en el primer medio multiplicado por el indice de refracción del primer medio es igual al seno del angulo de refracción en el segundo medio multiplicado por el indice de refracción del segundo medio.

Características del índice de Refracción.

• El I.R cambia con la longitud de onda de la luz, se incrementa desde el rojo hasta el violeta.

• El valor de I.R estándar es el debido al cambio de dirección de la luz de la línea D del sodio esto es 589 nm a la temperatura de 20 °C.

• El índice de refracción de líquidos y sólidos usualmente disminuye con la temperatura.

Fuente: Carlos Laszlo - Lighting Design - Manual de Luminotecnia - Prólogo

Espectro electromagnético.

Cuando la luz blanca es refractada se resuelve en rayos de diferentes longitudes de onda.

Efecto de la concentración

Fuente: ATAGO, 2013

Una mayor densidad observada en el azúcar concentrado, aumenta el índice de refracción.

Líquido con mayor densidad

EQUIPOS QUE PERMITEN MEDIR EL ÍNDICE DE REFRACCIÓN.

Para medir una muestra se requiere colocar una gota en la superficie del prisma. Luego leer en la escala mirando a través del ocular.

Fuente: ATAGO, 2013

Esquema de Funcionamiento. Fuente: ATAGO, 2013

Una baja concentración de

sólidos disueltos en la muestra ocasiona un mayor ángulo de refracción en la zona

del límite de contacto del líquido

con el prisma.En la escala, la parte en azul, representa la zona donde no hay luz y la parte blanca la zona

con luz.

Una muestra con una concentración

alta, tiene un ángulo pequeño de refracción de

modo que la línea límite se ubica en la parte superior.

Mientras que:

Fuente: ATAGO, 2013

Fuente: ATAGO, 2013

Equipos portátiles Hand - Held

Fuente: ATAGO, 2013

Unidades de Medida

• °Brix: Es el porcentaje de solidos solubles. Para el caso de jarabes indica % de azúcar. Por ejemplo una concentración de 25 gramos de azúcar disueltos en 100 gramos de solución es una solución de 25 °BRIX.

TABLA DE GRADOS BRIX

Bajo Medio Alto Excelente

Manzana 6 10 14 14Palta 4 6 8 10Tomate 4 6 8 12Fresa 6 8 12 14Zanahorias 4 6 12 18

Un valor BRIX de 12 o más es todo lo que se necesita para eliminar casi todas las plagas de cualquier planta, cuanto más alto mejor.

Grados Oeshle

• °Oeshle, estos grados representan cuantos gramos pesa de mas, un litro de mosto en comparación con un litro de agua. Si un mosto tiene 78°O, entonces pesa 1078 gramos. Se entiende que un litro de agua pesa 1000 gramos.

Grados KMW

• En Austria August von Babo desarrolló la balanza de mosto Klosterneuburg. Dicha balanza proporciona el contenido de azúcar en el mosto de la uva en porcentajes de peso. La conversión a grados Oechsle más precisa se realiza por medio de la fórmula "1 KMW = 5 °Oe".

Grados Baumé

• Un grado Baumé es igual a 144.3((s-1)/s), donde s es la gravedad específica.

Equipos portátiles “de bolsillo”

Fuente: ATAGO, 2013

Teoría del funcionamiento.

En este tipo de refractometro, ver figura, en la izquierda esta la fuente de luz donde una parte de ella, el rayo A, es refractada en el límite de la superficie del prisma y sale a través de la muestra. La fracción de luz B (celeste) es refractada en la interfase y pasa a lo largo de la superficie del prisma. La fracción de Luz C es reflejada por la muestra hacia la parte derecha inferior de prima. Esta genera una zona limite entre brillantez y oscuridad. A partir de este fenómeno de reflexión se calcula la refracción.

Fuente: ATAGO, 2013

• En este tipo de refractometro. En la izquierda esta la fuente de luz donde una parte de esta, el rayo A, es refractada en el límite entre las fases y sale a través de la muestra.

• La fracción de luz B es refractada en la interfase y pasa a lo largo de la superficie del prisma.

• La Luz C es reflejada por la muestra hacia la parte derecha inferior de prima. Esta genera una zona limite entre brillantez y oscuridad.

• A partir de este fenómeno de reflexión se calcula la refracción.

Fuente: (ATAGO, 2013)

Teoría del funcionamiento.

Equipos para ser usados en mesa.

Tipo refractómetro de Abbe. Nombre en

honora Ernst Karl Abbe

Fuente: ATAGO, 2013

Variantes en la luz utilizada

• Algunos equipos estiman los valores de refracción a longitudes de onda diferentes de la estándar de 589 nm a la temperatura de 20 °C. Que es lo que generalmente se utiliza en alimentos.

Fuente: ATAGO, 2013

Refractometros compactos “in line”

• Son refractómetros que pueden ser incorporados a las tuberías de las plantas de manufactura o a los equipos de mezcla de liquidos.

• Permiten la medición de manera contínua de las concentraciones (°Brix ).

• Son utilizados tambien en el control de equipos fermentadores tales como tanques para salsa de soya o alcohol.

• También son usados para controlar niveles residuales de detergentes.

Fuente: ATAGO, 2013

CARACTERISTICAS DEL I.R.

Mas Carácterísticas de I.R

• El I.R. en el agua es 1.3330 y todos los I.R de las otras substancias (con excepción del alcohol metílico) son mayores a este valor.

• En aceites y grasas el I.R. es utilizado como una criterio de identidad y calidad.

• El IR. de un aceite se incrementa con el valor del Indice de Yodo.

Índices refractivos de soluciones azucaradas a 20°C

Cambio en el índice refractivo de la solución con concentraciones para soluciones de sucrosa, azúcar invertido y alcohol etílico.

Correción de contenido de ácido cítrico en productos cítricos

APLICACIONES DEL IR

Control de Frutos y productos derivados

• Las estimaciones de los ° Brix son un criterio para estimar madurez y tiempo de cosecha.

• En un proceso permite uniformizar la materia prima.

• En la elaboración de jugos permite estandarizar el producto final.

• Regular el nivel de agua y fertilizante en el suelo controlando el contenido de azúcares de las plantas mientras crecen.

Elaboración de mermeladas

• Monitorea la concentración de azúcar en °Brix durante el proceso de cocción para que llegue a los valores que le permiten adquirir la textura necesaria y la estabilidad microbiológica.

Elaboración de salsas

• En la elaboración de salsa de soya, ketchup y barbecue, son utilizados los refractómetros para estandarizar el producto a un determinado nivel de sólidos solubles y garantizar una consistencia adecuada.

• En estos casos las muestras son opacas con sólidos no disueltos por lo que modelos tales como los DR-A1 tipo Abbe de ATAGO podrian ser usados.

Evaluaciones Salinas

• Con un refractómetro salino se puede medir la concentración de sal, en una salsa de soya, miso soup, jugo o ketchup.

• Sin embargo la presencia de azúcar proteina y minerales afectan las determinaciones por lo que se requieren modelos especializados.

Bebidas

Son usados para controlar la concentración de bebidas consumidas con una baja concentración de sólidos solubles tales como el Te verde, y el té oolong entre otros.

Monitoreo de la concentración en aguas saladas

• Los refractómetros ayudan a controlar la concentración salina de las aguas utilizadas en pisicultura y otras actividades relacionadas.

Índice de refracción en aceites

• La legislación de varios países han establecidos valores estandares para los aceites crudos extraidos de las plantas, medidos a 25°C como un criterio de calidad y frescura.

Miel

• Se mide el contenido de humedad en %.

• La miel es higroscópica.• Mieles con alto contenido de

humedad se fermentarán por acción de levaduras.

• Las regulaciones canadienses indican que la miel debe tener un contenido de humedad no mayor de 17.8%.

• Con ventilación se puede disminuir el contenido de humedad.

Aromas

• Muchas sustancias aromáticas como el aldehído cinámico tienen índices refractivos debajo de 1.60, por lo cual se debe usar un refractómetro de amplio rango.

• Para muestras evaporativas se usan los modelos digitales con tapas.

Otras aplicaciones (escalas)

• Azúcares: Dextrán, Glucosa, Fructosa, Jarabe de maíz de alta fructosa, Azúcar invertido, Lactosa, Maltosa

• Miel: Humedad• Leche de soya y cloruro de magnesio• Condimentos• Agua salada: Cloruro de sodio (g/100g), Cloruro de sodio (g/100ml), Cloruro de

sodio (gravedad específica), Cloruro de sodio (grados Baumé)• Agua de mar: Agua de mar (concentración), Agua de mar (Gravedad específica),

Agua de mar (grados Baumé).• Aditivos para alimentos /ingredientes: Acido cítrico, ácido acético, ácido

fosfórico, bicarbonato de sodio, tartrato de sodio, fosfato de potasio• Aceites de corte• Alcohol líquido: Alcohol etílico, metílico, isopropílico, polivinilico.• Vino: T.A (1990), T.A. (1971), KMW o Babo, Baume, Oe (Alemania)- Brix, Oe

(Oechsle)- Brix• Agentes farmacéuticos, etc.

Métodos para Polarimetría

Patricia Glorio Paulet CFS

La Luz se transmite en línea recta y las ondas electromagnéticas están en diferentes planos a lo largo del eje por el que se transmite la luz.

(b) Luz Polarizada.

Fuente: ATAGO, 2013

Luz polarizada

Cuando una haz de luz ordinaria pasa a través de un dispositivo llamado polarizador, solo las ondas de luz que vibran en un plano singular pueden atravesarlo, siendo bloqueadas las ondas de luz que vibran en otros planos.

Fuente: ATAGO, 2013

Sustancias con actividad óptica.

• Es la habilidad de la molécula para rotar un plano de luz polarizada, lo que generalmente ocurre con moléculas que presentan un centro asimétrico.

• Molécula con centro asimétrico. Ejemplo:

Sustancias levorotatorias y dextrorotatorias

• Levorotatoria, es aquella, que rota el plano de luz polarizada en el sentido contrario a las agujas del reloj. (Dirección izquierda).

• Dextrorotatoria, es aquella que rota el plano de luz polarizada en dirección del sentido de las agujas del reloj. (Dirección derecha).

• Mezcla racémica, iguales cantidades de formas D y L.

Quiralidad

• Termino utilizado en la descripción de estructuras que no son superponibles en imágenes especulares.

• Quiralidad es sinónimo de asimetría. Los símbolos (R) y (S) (del latín "rectus" y "sinister"), se emplean corrientemente para describir el arreglo espacial de los átomos a un centro de asimetría

Actividad biólógica de algunas sutancias es dependiente de su

quiralidad.

Rotando el plano de luz polarizada.

Esta rotación de la luz polarizada es llamada “ángulo de rotación”. Alguna sustancias rotan la luz a la izquierda y otras la rotan a la derecha.

Fuente: ATAGO, 2013

Rotación Específica: [a]

• Es la cantidad de rotación medida en grados angulares que experimenta el plano de luz polarizada cuando atraviesa a una solución de moléculas óptimamente activas y en condiciones estándar.

• Las condiciones estándar consisten en utilizar luz con una longitud de onda correspondiente a la línea D de la lámpara de sodio, el espesor del camino de la luz dentro de la muestra de un decímetro y una temperatura constante.

• En estas condiciones Rotación Específica: [a]T l es una

constante física para la sustancia.

Polarimetria

• Es una técnica que se usa como criterio de identidad y calidad de aceites esenciales y otros productos. estas sustancias tienen un poder de rotación óptica característico y fácilmente determinado con un buen grado de precisión y exactitud. Se usa en la determinación de la concentración de soluciones de azúcar y en determinaciones rápidas de almidón.

Moléculas con centro asimétrico

Azúcares:

Un polarímetro: es un instrumento utilizado en la medición del “angulo de rotación óptica”.de la luz polarizada, ocacionado por sustancias presentes en los alimentos y que son opticamente activas. Sus aplicaciones son variadas en el campo del refinamiento de azúcar y en la manufactura de quinicos y aditivos alimentarios.

Polarímetro

Fuente: ATAGO, 2013

Ley de Biot

α= [α]tl . l .Cc

α: ángulo de rotación[α]: rotación óptica específica (º.ml.dm-1.g-1) a temperatura t y l l: longitud del tubo (dm)Cc: concentración de la muestra (g/ml)

Biot Jean Baptiste,físico francés.(1774-1862),

• Describió el fenómeno de rotación de la

luz.

Polarímetro clásico en la época de Biot.

Fuente de Luz

PrismaPrisma

Compartimiento de muestra.

LenteLente

Fenómeno de mutarrotación:

• La rotación de soluciones preparadas recientemente de algunos azúcares presenta cambios en su rotación óptica a ello se le conoce como mutarrotación y resulta de la presencia de dos formas estereoisoméricas que difieren en su rotación específica, estas dos formas se encuentran en proporciones variables hasta que lleguen a un equilibrio.

• Debido a ello a fin de obtener una lectura polarimétrica constante la solución deberá ser dejada en reposo toda la noche antes de la lectura. Esto especialmente para sustancias tales como la miel, glucosa comercial, etc.

Funcionamiento del polarímetro1. Ajuste a cero realizado con una sustancia sin actividad optica tal como el agua o el aire. “zero setting”

2. Después que la muestra es colocada en el tubo y se presiona “start”….

Fuente: ATAGO, 2013

Funcionamiento del polarímetro3. Mediante un cambio en la posición al girar el segundo elemento polarizador, para que se alinie con el nuevo plano de la luz se logra que la luz llegue al sensor. El numero de ángulos en el cual el elemento polarizador es rotado, es igual al ángulo de rotación del plano de la luz.

En los polarímetros semiautomáticos este giro depende de la habilidad del técnico. En los modelos automáticos no.

Fuente: ATAGO, 2013

MODELOS DE POLARIMETROS

El Polarimetro

Escala internacional de azúcares: (Z°):

La escala internacional de azúcares fue desarrollada por la Comisión Internacional para Métodos Uniformes para estandarizar la medición de los niveles adecuados de sucrosa. Para ello sucrosa pura (26.0 gramos) fue disuelta en agua a fin de preparar 100 ml de la solución. Con los siguientes cálculos se determina la concentración de la solución.

a (valor observado)= 34.626° = 100°Z 1°Z = 0.34626° y

1°= 2.8880°Z

Si el polarímetro no muestra las lecturas en °Z, el contenido standard de glucosa todavía puede ser calculado usando 26 gramos de la muestra en un tubo de 100 mm llenado con agua destilada y multiplicado en ángulo observado de rotación por 2.8888 para convertir el valor a la escala internacional de azúcares (Z°).

USOS DE LA POLARIMETRIA

Manufactura de azúcar

• Usados en varios estadíos del proceso de manufactura del azúcar.

Fuente: ATAGO, 2013

Manufactura de azúcar

• Permite determinar la pureza del azúcar y ayuda a removerlas antes del empaque.

Para la industria de sabores, fragancias y aceites esenciales

Para inspección de materia prima entrante:• Alcanfores• Gomas• Aceite de naranja• Acido cítrico• Aceite de lavanda• Aceite de menta verde• Aceite de limón

Para aplicaciones en industria alimentaria

Asegura la calidad de productos midiendo la concentración y pureza de los siguientes compuestos en productos basados en azúcares, cereales y siropes:• Carbohidratos• Lactosa• Rafinosa• Varios almidones• Fructosa• Levulosa• Sucrosa• Monosacáridos naturales• Glucosa• Xylosa

Industria Farmacéutica

La polarimetría determina la pureza de los productos midiendo la rotación específica y óptica para:• Aminoácidos• Antibióticos• Dextrosa• Amino azúcares• Cocaína• Diuréticos• Tranquilizantes• Analgésicos• Codeína• Serums• Vitaminas

Otros Usos

• Es muy utilizada con subproductos tales como la miel, jarabes, jugos de frutas e incluso vinos y vinagres como criterio de calidad e identidad.

• Se usa en evaluaciones de sustancias farmacéuticas, químicas aditivos alimentarios, perfumes y azúcares de caña y remolacha.

• Para determinar el contenido de lactosa en leche, examinar los aceites volátiles y alcaloides.

Metodos para determinar Gravedad Específica

Hidrómetros, Picnómetros, Balanza de Westphal.

Principio de Arquimedes• El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma

que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático (e incompresible), será empujado con una fuerza igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De este modo cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un empuje hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en Newtons (en el SI)

Picnometros utilizados en la determinación directa de Gr.Sp.

A. B.

• A: Picnómetro simple con tapa esmerillada.

• B. Picnómetro con termómetro y brazo lateral.

• Los picnómetros son instrumentos por los cuales se puede pesar un volumen exacto de líquido problema.

• Es el mètodo recomendado por AOAC para determinaciones de Gr. Sp.

Determinación de Gr.Sp con Hidrometros.

A. B. C.

A. Tipos de hidrometros mostrando diferentes destalles de construcción. B. Metodo de uso. C. Aparato Standard para probar los hidrometros en el laboratorio.

Gravedad Especifica v/s concentración

Westphal Balance

• Fue descrita por primera vez por el químico germano Carl Friedrich Mohr en 1832. Se basa en el principio de Arquímedes. Cuenta con un flotador y un brazo donde se equilibra con jinetillos en forma de herraduras de pesos desde 5 g, 0.5 g, 0.05 g, and 0.005 g. Antes de ser utilizada esta balanza debe ser calibrada con el tornillo ubicado en la parte inferior.

Esquema de balanza / ______ _ __ __ __ __ __ __ __ __ __~ /\ / |~~| V V V V V V V V V | |)=(XX> {________| | 9__8__7__6__5__4__3__2__1___| \/ | | | / \____=______|__| | C ---hook / | | | | pointers | | | | | | arm |---platinum | | | wire | | | | | | _ | | _|__ / | | | | | / | | |_|_| body | | | | | | | | | | |=|=(| | | | | | | | | -tube of | | | p | solution | | glass bulb-- | d | | | | p | | | | d | | | | | | | | | | | ____ |___|_____ | | leveling | | | screw | | | / | | | / | | | / | | | | | | = | ____| |__|_ | |___________| | _____n________n______________________|==========

Metodos para Polarimetría

Polarímetros

Polarimetria

• Es una técnica que se usa como criterio de identidad y calidad de aceites esenciales y otros productos. estas sustancias tienen un poder de rotación óptica característico y fácilmente determinado con un buen grado de precisión y exactitud. Se usa en la determinación de la concentración de soluciones de azúcar y en determinaciones rápidas de almidón(1).

Usos Polarimetria

• Es muy utilizada con subproductos tales como la miel, jarabes, jugos de grutas e incluso vinos y vinagres como criterio de calidad e identidad.

• Se usa en evaluaciones de sustancias farmacéuticas, químicas aditivos alimentarios, perfumes y azúcares de caña y remolacha.

• Para determinar el contenido de lactosa en leche, examinar los aceites volátiles y alcaloides.

Conceptos importantes en polarimetria

• Actividad Óptica: Es la habilidad de la molécula para rotar un plano de luz polarizada, lo que generalmente ocurre con moléculas que presentan un centro asimétrico(2).

• Luz polarizada: Cuando una haz de luz ordinaria pasa a través de un dispositivo llamado polarizador, solo las ondas de luz que vibran en un plano singular pueden atravezarlo, siendo bloqueadas las ondas de luz que vibran en otros planos.

Conceptos importantes en polarimetria

• Sustancia levorotatoria:• Es aquella que rota el plano de luz polarizada en el sentido contrario a las

agujas del reloj. (Dirección izquierda).• Sustancia dextro rotatoria:• Se da cuando se rota el plano de luz polarizada en dirección del sentido de

las agujas del reloj. (Dirección derecha). • Rotación Específica: [a]: Es la cantidad de rotación del plano de luz

polarizada que una sustancia óptimamente activa bajo condiciones estándar es capaz de realizar(4). Estas condiciones estándar consiste en utilizar la línea D de la lámpara de sodio, el espesor del camino de la luz dentro de la muestra (l) es de un decímetro y la concentración de la muestra se puede expresar de la siguiente manera.

• [a]D: Rotación observada (grados) = a /( l x C) (longitud del x (concentración)

• camino) g/ml

Fenómeno de mutarrotación:

• La rotación de soluciones preparadas recientemente de algunos azúcares presenta cambios en su rotación óptica a ello se le conoce como mutarrotación y resulta de la presencia de dos formas estereoisoméricas que difieren en su rotación específica, estas dos formas se encuentran en proporciones variables hasta que lleguen a un equilibrio.

• Debido a ello a fin de obtener una lectura polarimétrica constante la solución deberá ser dejada en reposo toda la noche antes de la lectura. Esto especialmente para sustancias tales como la miel, glucosa comercial, etc(4).

El polarimetro• Instrumento utilizado para medir la cantidad rotada del haz de luz polarizada

cuando atraviesa una solución de ciertas moléculas orgánicas tales como el azúcar o alcanfor. Esquemáticamente un polarímetro consta de los siguientes elementos: una fuente de luz, la que para mediciones de rotaciones específicas de sustancias es la luz amarilla emitida por la lampara de sodio y comunes (llamada línea D) de longitud de onda de 5896°A. Cuenta además con un dispositivo para polarizar la luz y un tubo construido con alta precisión donde los extremos terminarles son completamente perpendiculares al eje del tubo(3).

• La luz pasa por un analizador que permite observar la magnitud de la rotación del haz de luz polarizada. Ambos el polarizador y el analizador están construidos con filtros polarizantes. El filtro esta constituido por dos discos de piezas delgadas de cuarzo la cual produce un campo dividido cuando es vista por el ocular.

• Para tomar una medición simplemente se inserta el tubo de muestra en el equipo y se mira a través de la pieza ocular y se gira el vernier hasta que ambas mitades del campo visual sean de igual brillantez. La rotaciones hacia la derecha son indicadas como (+) y las rotaciones hacia la izquierda como (-).

El Polarimetro

Escala internacional de azúcares: (Z°):

• La escala internacional de azúcares fue desarrollada por la Comisión Internacional para Métodos Uniformes para estandarizar la medición de los niveles adecuados de sucrosa. Para ello sucrosa pura (26.0 gramos) fue disuelta en agua a fin de preparar 100 ml de la solución. Con los siguientes cálculos se determina la concentración de la solución.

• a (valor observado)= 34.626° = 100°Z • 1°Z = 0.34626° y • 1°= 2.8880°Z• Si el polarímetro no muestra las lecturas en °Z, el contenido standard de

glucosa todavía puede ser calculado usando 26 gramos de la muestra en un tubo de 100 mm llenado con agua destilada y multiplicado en ángulo observado de rotación por 2.8888 para convertir el valor a la escala internacional de azúcares (Z°).

Definición de Índice de Refracción

Cuando un rayo de luz para de un medio a otro de diferentes densidades. El rayo sufre un cambio en su dirección.

• i Es el ángulo realizado por el ángulo incidente con la perpendicular al punto de incidencia

• r Es el ángulo realizado por el ángulo refractado. I.R.= Sen i

Sen r

Características del índice de Refracción.

• El I.R cambia con la longitud de onda de la luz, incrementandose desde el rojo hasta el violeta.

• Cuando la luz blanca es refractada se resuelve en rayos de diferentes longitudes de onda.

• El valor de I:R estándar es el debido al cambio de dirección de la luz de la linea D del sodio esto es 589 nm a la temperatura de 20 °C.

• El índice de refracción de líquidos y sólidos usualmente disminuye con la temperatura.

Mas Carácterísticas de I.R

• El I.R. en el agua es 1.3330 y todos los I,R de las otras substancias con excepción del alcohol metílico son mayores a este valor.

• En aceites y grasas el I.R. es utilizado como una criterio de identidad y calidad.

• El IR. de un aceite se incrementa con el valor del Indice de Yodo.

Refractómetros clásicos• Ajuste a cero con una cerradura• Oculares confortables con ajustes suaves• Campo sombreado de visión confortable y distintivo.• Escala clara de alta presición• Prisma fácil de limpiar.• Característica única para el flujo de la muestra• Manijas comfortables y con aislamiento. • Peso ligero• Soporte antideslizante• Cubierta del prisma para empujar.

All sugar scales are based on % w/w sucrose in water (1974 ICUMSA). All B+S Refractometers are adjusted to read at 20 °C/ 589.3 nm, in accordance with International Standard Practice.

Refractómetro moderno de mano o de mesa

• Refractometros Mettler Toledo

Refractometros modernos• Los refractómetros digitales miden el índice de refracción y

otros valores relacionados como ºBRIX, con gran precisión y una inversión mínima de tiempo. Estos equipos no requieren apenas mantenimiento, gracias a la completa ausencia de elementos móviles, su fuente luminosa LED de larga duración y su prisma de zafiro inerte.

• Un sensor óptico de gran resolución mide la reflexión total de un rayo de luz emitido por una fuente luminosa LED especial, después de que éste haya incidido sobre la muestra. La reflexión total así medida se convierte en índice de refracción, BRIX o concentración definida por el usuario. Con esta técnica se pueden medir incluso las muestras turbias u oscuras.La temperatura exacta de las muestras se mide con el termostato Peltier incorporado asegura mediciones confiables (sin necesidad de baño María).