Carbohidratos (Analisis)

Curso: Analisis de AlimentosProfesora: Patricia Glorio Paulet

Email: pgp@lamolina.edu.peUNALM-FIAL

OBJETIVO

• El estudio de este capítulo del curso permitirá:• Entender el fundamento de las determinaciones

de carbohidratos en alimentos. • Comprender el efecto en el análisis de las

características físicas y químicas de los diferentes tipos de carbohidratos.

• Hacer una selección racional del método para analizar carbohidratos en un determinado alimento.

IMPORTANCIA DEL ANALISIS DE CARBOHIDRATOS

Los Carbohidratos

• La mayoría son de origen vegetal y se pueden dividir en monosacaridos y polisacáridos (90%).

• El ser humano solo puede digerir a través de las enzimas intestinales la sacarosa, lactosa, maltooligosacáridos y almidón.

• Los polisacáridos no digestibles pueden ser divididos en solubles e insolubles y junto con la lignina constituyen la fibra dietaria.

Principal fuente de calorías

Es la principal fuente de calorías para los humanos.Proporciona características sensoriales importantes a los alimentos : cuerpo, viscosidad, estabilidad en las emulsiones y espumas, capacidad de retención de agua, sabor aroma, estabilidad en la descongelación, pardeamiento, aromas etc.

Simples vs Complejos

Alimentos Almidonosos

En alimentos industrializados peruanos.

Caranelo

duro re

lleno

Fruna

Goma de m

ascar

Miel de A

beja

Gelatina

Coca Cola

Jugo de f

ruta

Mani to

stado

Chifles

Camote

frito

Chifles

Tico Ti

co

Tor T

ee de m

aiz

Chocolat

e dulce

Morcilla

Jamonad

a tipo Bologn

a0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

g (Carbohidrato)/100g

Calculo de energía

Carbohidratos 4 kcal/g - 17 kj

Proteínas 4 kcal/g - 17 kJ

Grasas 9 kcal/g - 37 kJ

Alcohol (etanol) 7 kcal/g - 29 kJ

Acidos orgánicos 3 kcal/g - 13 kJ

La cantidad de energía que ha de declararse deberá calcularse utilizando los siguientes factores de conversión:

Carbohidratos para cálculo de energía

• Segun el Codex Alimentarius. Se utilizará el valor de los carbohidratos disponibles (es decir, carbohidratos con exclusión de la fibra dietética)

• Dentro de este grupo se tienen a los:• Azúcares: todos los monosacáridos y disacáridos

presentes en un alimento.• fibra dietética se entiende cualquier material comestible

de origen vegetal o animal que no sea hidrolizado por las enzimas endógenas del tracto digestivo humano, determinado según el método convenido.

Carbohidratos totales

• CHOs Totales= 100 – Ceniza-Proteina-Humedad-Grasas.• CHOs para cálculo de energía= 100 – Ceniza-Proteina-Humedad-Grasas-Fibra.

El Etiquetado Nutricional

• Directivas del Codex Alimentarius (http://www.fao.org/DOCREP/005/Y2770S/y2770s06.htm)

• Finalidad: Dar la oportunidad al consumidor de elegir sus alimentos con discernimiento.

• La etiqueta debera proporcionar composición nutricional e informacion nutricional complementaria.

Analisis de Carbohidratos

Análisis cualitativo:• Realizado con la finalidad de que la composición de los

ingredientes sea exactamente reportada en la etiqueta. (color causado debido a la reducción del cobre, cromatografia en papel, TLC, etc)

Análisis cuantitativo:• El análisis cuantitativo también asegura que se identifiquen y

reporten las cantidades correspondientes en la etiqueta. (modificación de los métodos anteriores incluyendo métodos enzimáticos, HPLC, NMR, NIR, inmunoensayos, electroforesis capilar, GC-MS y espectroscopia de fluorescencia entre otros.

Esquema general para la preparación de la muestra y la extracción de mono y disacaridos.

A gua

L íp ido s yC o m p on en tes

lip o so lu b les

In te rca m b ioIo n ico

R e s id u os

R e s id u os

M a te ria lD e sh id ra ta do

M a te ria l c ru doIn gre d ie n te o

P ro du c toT e rm in a d o .

1. Molienda

2. 95:5 CHCl3-MeOH

Mono y oligosacáridos

Extracción:• Realizada a fin de evitar sustancias interferentes, especialmente para

las pruebas espectrofotométricas. Entre los problemas se tienen sustancias que absorben luz en el rango de anális, insolubilidad, reacciones del grupo aldehido y cétónico como las de Maillard .

• La muestra deshidratada y libre de grasa es extraida con etanol al 80% (neutro) caliente. Reflujo por una hora, enfriado y filtrado siguen.

• Los extractos podrían contener cenizas, pigmentos, ácidos orgánicos, aa. libres y péptidos de bajo peso molecular. Los contaminantes son moléculas cargadas y los azúcares neutros, por lo que se pueden separar por técnicas de intercambio iónico.

Extractor con reflujo

http://www.wellesley.edu/Chemistry/chem211lab/Orgo_Lab_Manual/Appendix/Techniques/Reflux/reflux_n.htmlUsar baño maria o

vapor

Principio del método Fenol-Acido Sulfúrico

Bajo condiciones fuertemente ácidas y de alta temperatura, ocurren reacciones de deshidratación primero y luego formación de furanos, los que se condensan a fenoles formando color marrón y negro.

Condensación al fenol

Azúcar deshidratada condensada al fenol.

Carbohidratos totales por el método del ácido fenol-sulfúrico. (AOAC 44.1.30)

• Pueden ser determinados toda clase de azúcares incluyendo Oligo y Polisacáridos después de ser hidrolizados.

• Reactivos de bajo costo y estables el método es exacto en un +-2%• La respuesta esta basada en la estructura del azúcar y no es

estequiométrica. Por ello debe construirse una curva de calibración usando mezclas de azúcares similares a las de encontrarse en muestra o de nos ser posible con D-Glucosa.

• Procedimiento: A la solución de azúcar añadir el fenol y luego añadir el ácido sulfúrico y agitar (calor producido), se produce un color amarillo anaranjado. Se mide la absorbancia a 490 nm. Se sustrae a la lectura el valor del blanco y se determina con referencia a la curva de calibración construida.

Método Nelson Somoyi para azúcares reductores

• Es muy utilizado en la determinación de azúcares reductores. Se basa en la reducción del cobre por estos azúcares.

•Los iones Cu+, luego reducen al complejo de arsenomolibdato de amonio. Se produce un color azul estable es cual es medido espectrofotométricamente a 520nm.

•Se cuantifica también con el uso de una curva de calibración.

Método del ácido Dinitrosalicílico.

• Durante esta reacción los azúcares reductores reducen al dinitrosalicilato a una monoamina derivada de color rojo.

• Lectura a 575 nm

Procedimiento• Adicionar 3 ml de DNS a 3 ml de muestra. Cubrir tubo

con parafina para evitar evaporación.• Calentar la mezcla a 90°C por 5 a 15 minutos para

desarrollar un color rojo-marrón.• Adicionar u 1 ml de una solución de Tartrato de Sodio

(Sal de Rochelle) para estabilizar el color. • Después de enfriar a temperatura ambiente con ayuda

de un baño de agua fría. Medir absrobancia a 575 nm.

Otros métodos son:

• Precipitación de cobre (rojo ladrillo) el cual es determinado gravimétricamente (Munson-Walker) o por titulación con tiosulfato de sodio o permanganato de potasio (AOAC 31.044.

Titulacion con Tiosulfato de sodio.

Punto final de valoración color verde esmeralda

muy difícil de determinar.

Método enzimático para Glucosa

• Un método enzimático usa la enzima Glucosa oxidasa, la cual cataliza la oxidación de la Glucosa hasta peróxido de hidrógeno, el cual reacciona con un tinte en presencia de una segunda enzima la peroxidasa, generando un producto coloreado estable. La absorbancia del color es medida a 540 nm.

(Nielsen, 2010)

Tinte: o- diansidina

Métodos enzimáticos Kits

• Existen Kits con todos los reactivos estandarizados para la reacción enzimática los que se obtienen de compañías tales como las de: – R-Biopharm.– Megazyme– Sigma-Aldrich– Los protocolos para los métodos enzimáticos se

deben seguir de forma estricta.

Métodos enzimáticos permiten analisis de otros azúcares

• La bibliografía publica un número variado de métodos enzimáticos para en análisis de azúcares diferentes a la glucosa, tales como galactosa, glucitol, manitol, xylitol.

• También con métodos enzimáticos se puede analizar: celulosa galactomananas, almidón y pectina. No se recomienda para almidón resistente y de alto contenido de amilosa.

Preparaciones de la muestra

• Para determinaciones enzimáticas se requiere por lo general dar un tratamiento en la muestra para romper emulsiones, precipitar proteinas y absorber algunos colores.

• Para ello se tiene el uso de las soluciones de «Carrez».

Tratamiento de Carrez

• Implica la adición de una solución de hexacianoferrato de potasio. (K4[Fe(CN)6], potassium ferrocyanide), seguido de la adición de sulfato de zinc y finalmente de una solución de hidróxido de sodio. Se forma un precipitado.

• La solución se filtra y el filtrado se usa para las reacciones enzimáticas para determinar azúcares.

Cromatografía líquida (CL). HPLC

Reservorios para los solventes

Válvula distribuidora Válvula Check de entrada

Válvula Check de salida

Columna analíticaColumna de

Guardia

Sistema de cómputo de

datos

DetectorInyector

Fracción a ser desechada

BombBomba

Principales partes de un sistema de Cromatografía Líquida de tipo HPLC según Reuhs y Rounds (2010)

Métodos específicos de análisis de azúcares.

• HPLC: Es el método de elección en el análisis de carbohidratos y polisacáridos después de hidrólisis. Se usan fases estacionarias como Cromatografía de intercambio aniónico, cationico, de fase normal y de fase reversa. Entre los detectores se utilizan los de índice de refracción principalmente.

Cromatografía gaseosa (GC). • En un sistema de este tipo la fase móvil es un gas, generalmente una

sustancia inerte como el nitrógeno, helio u otros. Esquema de un cromatógrafo de gases (Barquero-Quirós, 2006).

GC:

• Para usar este tipo de cromatografía, los azucares deber derivatizarse primero a compuestos volátiles, los mas comúnmente usados son los alditoles paracetatos ( y acido aldónico paracetato a partir de los ácidos urónicos). El detector de elección para el azúcar es el de ionización de llama.

Análisis de polisacaridos

• A diferencia de los mono y oligosacáridos. Los polisacáridos no son soluble en soluciones calientes de alcohol.

• Se pueden extraer con agua.

Fraccionamiento de Oligosacáridos y dextrinas.

• Se usan técnicas como las de permeación en gel. La separación de las moléculas se realiza en función de la habilidad de estas de ingresar a los poros de la fase estacionaria.

• La Moléculas que no ingresan en los poros del gel se mueven lentamente y las pequeñas permanecen cierto tiempo en los poros del gel donde han ingresado moviéndose mas lento que las grandes. De esta manera las moléculas tiene un tiempo de retención que aumenta acorde con la disminución de tamaño molecular.

Para separar dextrinas se puede utilizar Sepharose CL-2B con KOH 0.1 M como eluyente. Regulando el flujo a 15 ml la hora.

PROCEDIMIENTO SEGUIDO PARA LA OBTENCION DE ALMIDON

S e d im en tac ión(3 h o ra s)

F iltra do e n m a ya

H o m o ge n iza do2 m inu tosco n ag ua

R e toq ue

S e lecc ión

R e ce p ció n d e laO ca

E lim in a r so b re n a da n te

R e po so(2 h o ra s)

F iltra c ió n d e la lm id ón

(2 0 0 m e sh)

D ilu c ió n y re m o c iónd e l se d im e n to

u tiliza nd o ag ua

P e sar(o b te n er

re n d im ie n to )

C o loca r e n es tu fa(4 5 °C x 2 4 h r)

D e sm en u zare l a lm id ón

R e po sar 1 a 2 ho ras(te m p e ra tu ra a m b ien te )

L a va r e l sed im e n totre s ve ces

(fo rm a s im ila r)

Almidón

Determinación de Almidón total:

• El método mas efectivo consiste en la conversión de todo el almidón a D-glucosa por medio de enzimas purificadas y la determinación de la glucosa liberada. Aquí es importante el grado de purificación de la enzima.y la presencia de almidon resistente al ataque enzimático debido a la matriz proteica o la naturaleza del granulo que lo contiene.

Principales etapas en la conversión enzimática del almidón.

S uspención A lm idonosa

R e fin am ie n to

Iso m e riz a c ión

P u rific a c ión

S a ca rific ac ión

L iq u e fa c c ió n.a-amilasa maltodextrina

Glucoamilasa/Pullulanasa

Jarabe de maltosaJarabe de glucosaJarabes mixtos.

Glucosa isomerasa

Jarabe de fructosa

Determinando Almidón total

Se solubiliza todo el almidón en medio alcalino, (KOH), luego se hidroliza totalmente con amiloglucosidasa hasta glucosa libre, la cual es cuantificada espectrofotométricamente.

% almidón: glucosa (ug/ml)xVolxDiluciónx 100x0.9 1000 x Peso de muestra seca (mg)

Métodos físicos aplicados a azúcares.

• Un tipo de equipo de DSC usa una celda de flujo de calor. • Se puede utilizar para Entalpía y Temperatura de

Gelatinización por calorimetría diferencial de barrido (DSC): es una técnica térmica en la cual se miden las diferencias en la cantidad de calor que fluye hacia o desde a muestra respecto a una referencia, durante un programa de temperatura controlada y en una atmósfera de gas definida.

Equipo DSC de la Universidad de Jaen (España) consta de un horno refrigerado con aire con sensor Pt1000 para medir la temperatura, la cual generalmente va desde la temperatura ambiente hasta los 700°C con una velocidad Máxima de calentamiento de 200°C/min. (a temperatura ambiente) o 100°C/min (a 700°C).

se observa que en la celda de flujo del DSC el calor fluye a la muestra y también en el material de referencia, vía un disco calentado eléctricamente. La diferencia en el flujo de calor entre la muestra y la referencia es monitoreada por una termocupla.

Entalpía y Temperatura de Gelatinización

Se observa que la principal transición fue endotérmica para ambas muestras durante el calentamiento del almidón en presencia de agua. En este ejemplo temperatura de inicio: 63°C y temperatura pico 74.2°C.

J. Ahmed et al. / Food Hydrocolloids 22 (2008) 278–287

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.

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).